5.2 动力学仿真建模 33

5.3 仿真结果分析 34

总 结 与 展 望 37

致 谢 38

参 考 文 献 40

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1 绪论

1.1 论文选题背景

根据作战需要和火箭弹技术特点，决定了火箭武器平台的结构的千差万别、型式多种多 样。武器平台的总体布局和总体结构很大程度上是围绕定向器的结构而开展工作的，有定向 器结构的创新意味着火箭武器平台的创新，不同定向器的结构型式造就了武器平台的不同特 点。定向器的有些结构型式（如采用固定式定向器还是采用箱式定向器）甚至决定着武器系 统的系统配置和作战模式。

随着工业现代化水平的发展、制造能力的不断提升，定向器的结构更具特色，是火箭武 器在现代战争中的地位更加重要。

1.2 国内外发展现状

1.3 论文主要工作

本文结合某口径火箭弹，对发射该火箭弹的定向器进行结构设计和力学分析。主要工作 如下：

（1）定向管的设计。根据定向器的整体布局，选择合适的定向器材料，并通过已知的火 箭弹参数对定向管的主要参数如：管长、弹管间隙、壁厚、螺旋角、螺旋槽宽度等进行设计 计算，利用 solid works 完成定向管的三维建模。文献综述

（2）闭锁和挡弹机构的设计。通过计算所需闭锁力的大小，选择合适的闭锁装置的结构； 根据整体结构需要，对挡弹机构进行设计。

（3）刚强度校核。在定向管危险部分安装加强板和加固环，利用 Abaqus 等软件并结合 强度校核公式对定向管、闭锁机构以及挡弹杠杆等进行刚、强度校核。

（4）运动学仿真。针对定向器的不同安装位置，利用 Adams 等软件对火箭弹在管内运 动进行仿真，分析螺旋导槽在出口位置的不同角度对火箭弹扰动的影响，选择扰动最小的角 度。

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2 定向器整体设计及定向管设计计算

2.1 定向器整体结构设计

定向器作为火箭发射装置的一个重要组成部分，它不仅在发射前装填和固定火箭弹、发 射时点燃火箭发动机，更重要的是它能赋予火箭弹合适的炮口速度、转速以及起始运动方向。 本次设计主要针对火箭炮上的某一根定向器进行设计，下面对其结构型式和特点进行介绍， 然后选取最适合本设计的结构型式。

定向器按结构特点大致分为筒式、笼式和滑轨式等三种：

（a）筒式定向器由无缝钢管制成或用钢板卷压焊接而成。由于该定向管是闭合的圆柱 面，所以导流性能好，燃气引起的振动小。此外，火箭弹在定向器内运动相对的平滑，冲击 程度小，利于提高火箭炮的发射密集度。一般用来发射涡轮弹和折叠尾翼弹。

（b）笼式定向器一般用导杆和套箍焊接而成。有的周围用薄钢板形成封闭圆柱面，而有 的则没有。该定向器的导杆形成的圆柱面圆柱度不以保证。火箭弹与导杆的撞击较大，降低 了火箭炮密集度。另外，无封闭圆柱面结构的定向器受燃气流冲击引起的振动较大，在运输 和发射时防护性能较差。该型式一般用于发射直尾翼弹。