为满足现今数字化作战对于火箭炮这一武器的要求,需要火箭炮高机动性化,由此目前的研究方向一方面火箭炮的定向器材料多为玻璃钢等非金属材料用以减轻火箭炮本身重量,另一方面火箭炮的储存-运输-发射一体化已经逐渐成为一种趋势,火箭储运发射箱发射技术具有易于实现一箱多用、一架多用的目标,提供火箭发射系统的装填速度,缩短发射准备时间,改善火箭武器系统的应急反应等诸多优点[9]。而目前火箭炮普遍存在的缺陷是在定向器与框架的安装上过程较为繁琐,无法在空投作战或单兵作战时迅速完成定向器安装,为改善该情况本课题尝试设计一款快速连接机构以满足定向器能够在单人操作情况下快速安装的需求。
1.2 研究现状及前景
1.2.1 研究现状
1.3 本课题主要研究内容
综合上述当前火箭炮的发展情况,火箭炮定向器在与框架结构上快速连接机构方面还有一定的领域缺失。而快速连接机构相比于传统定向器连接机构有安装方便快捷的优点,本篇论文主要就是研究符合70mm带螺旋导槽火箭炮定向器的快速连接机构。
本论文的研究主要研究内容有:
(1) 按照70mm带螺旋导槽定向器参数指标进行相关结构设计
(2) 通过UG软件画出初步设计结构图
(3) 通过经验公式对所设计的快速连接机构进行参数计算并优化结构
2 系统的功能及整体设计方案
2.1 整体设计方案来!自~优尔论-文|网www.youerw.com
一般地,一个定向器的快速连接机构应具有以下功能:
(1)连接机构与框架能够固定定向器的6个自由度使定向器不发生滑动或转动;
(2)设计合适的结构保证定向器的安装能够由单人完成;
(3)在带弹行军时、发射时不致因发射系统摆动和振动等作用使定向器发滑动或跳动;
(4)发射时连接机构不会对弹体产生不良影响;
(5)定位确实可靠,功能稳定,结构简单,使用维护方便;
(6)保障定向器的装管与退管操作方便。
2.2 定向器设计
2.2.1定向器身管设计
70mm带螺旋导槽定向器弹体的主要技术指标及参数通过查阅资料可得,其结构参数:
火箭弹质量:12.5kg ;
火箭弹长度:1260mm ;
火箭弹定心部直径:70mm ;
火箭弹导向钮距离弹尾:150mm ;
螺旋导槽:1根。
发动机平均推力:12019N ;
火箭弹炮口转速:17.6rad/s ;
首先进行定向器材料选择,初步考虑材料为钢,后查阅钢材料性能表,结合定向器的工作环境、使用要求和加工工艺,选择了耐高温且具有良好的工艺性能和焊接性能的合金结构钢,牌号:15CrMo 标准:GB/T 3077-1988
根据查阅资料,定向器长度为1650mm;
再进行定向器螺旋缠角及螺旋滑轨参数计算:
其中 =70mm, =10mm.又已知 =17.6 , =30.5 带入计算得 。
根据之前设计已知,定向器内径为72mm,则螺距为9816mm。又由于定向器长度为1650mm,则圈数为0.1681。
定向器壁厚根据已知信息为,,再配合查阅的相关书籍资料可假定定向器壁厚为2mm。定向器的弹管间隙为1mm。
定向器壁厚强度校核:文献综述
(1)定向器抗扭强度校核。
其中 =12019N, =1.32 , =40mm , =2mm , =36mm.