沈工焦老师122毫米杀爆弹课程设计

1、 炮弹设计理论课设所涉及的相主要内容是，弹丸发射安全性及堂内运动真确性分析、弹丸的飞行稳定性能设计、威力的设计。对PL96式122毫米杀爆弹弹丸弹的各各战术技术指标进行规范的设计。保证弹丸在膛内运动的正确性，安全性；在飞行中稳定性好；在目标区域作用可靠，威力满足要求。炮弹设计理论课设的必须要有一定的基础知识，在计算弹体应力时，一定要有很好的数学知识，力学知识，计算飞行稳定性时，还要有弹道学的相关知识。分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩。根据有关强度理论对弹体进行校核，采用布林克法，计算每个断面内表面的三向主应力，用第二强度理论校核弹体内表面的强度。对弹丸头螺进行分析和计算，用差值法对外弹

2、道的五个参量进行计算并对弹丸飞行稳定性进行分析，其中包括急螺稳定性和追随稳定性。最后对弹丸的杀伤威力和杀伤面积进行了计算。关键词：安全性、飞行稳定性、弹道诸元、弹丸威力TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1弹丸结构总体设计分析1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2弹丸发射安全性分析2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.1分析弹丸在膛内发射时的受力22.1.1弹丸发射时在膛内受到的载荷22.1.2发射时弹体的受力状态

3、和变形2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.2弹体及其零件在最大膛压时的强度计算32.2.1发射时弹体强度计算32.3.2弹底强度计算5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.4进行弹丸装填物的发射安全性计算8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 3弹丸弹道计算与飞行稳定性分析9 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 3.1分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩9 HYPERLINK l book

4、mark44 o Current Document 3.2弹丸在外弹道上攻角为零时的空气阻力系数的计算9 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 3.3弹丸的外弹道参量的计算11 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 3.4弹丸飞行稳定性计算和分析133.4.1急螺稳定性13 HYPERLINK l bookmark192 o Current Document 3.4.2追随稳定性15 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 4杀伤威力的计算与分析17 H

5、YPERLINK l bookmark214 o Current Document 4.1弹丸杀伤威力计算过程174.1.1球形靶杀伤面积174.1.2杀伤面积计算17 HYPERLINK l bookmark297 o Current Document 4.2程序运行224.2.1目标立姿状态234.2.2杀伤面积结果分析234.2.3杀伤面积结果分析235总结25参考文献26附录27沈阳工学院课程设计说明书 1弹丸结构总体设计分析弹丸设计的第一步即总体方案设计。所谓弹丸的总体设计，是根据战术技术要求来拟定弹丸最合适的口径、弹种、结构类型及弹丸质量。本次课设为PL96式122毫米杀爆弹弹丸（

6、如图1.1）。本次课设弹丸口径为122mm，弹种为杀爆弹，采用旋转稳定结构，弹丸质量为21.76kg。122mm杀爆弹结构为圆弧形弹头部，船尾装有底凹装置，弹体内腔为长圆柱形，弹体壁较厚，采用旋转稳定方式，在外弹道设计时，为保证弹丸飞行稳定性，需要从急螺稳定性、追随稳定性和动态稳定性三方面考虑，通过计算膛线缠度上下限来校核。杀爆弹主要依靠破片的动能和爆炸冲击波的能量来杀伤有生力量，所以在弹丸设计中，主要是通过计算弹丸破片参数，杀伤面积来衡量弹丸的威力性能。从上述确定弹丸总体设计方案为弹丸口径的选择：122mm弹种的选择：杀爆弹弹丸结构类型的选择：旋转稳定弹弹丸质量：21.76kg图1.1弹体半

7、剖视图2弹丸发射安全性分析弹丸的发射安全性是指各零件在膛内运动中都能保证足够的强度，不发生超过允许的变形，炸药、火工品等零件不会引起自燃，爆轰等现象，使弹丸在发射时处于安全状态。2.1分析弹丸在膛内发射时的受力2.1.1弹丸发射时在膛内受到的载荷弹丸及其零件发射时在膛内所受到的载荷主要有：火药气体压力，惯性力，装填物压力，弹带压力，均衡力，转侧力，摩擦力。这些载荷，有的对发射强度起直接影响，有的则主要影响膛内运动的正确性，其中以火药气体压力为基本载荷。在火药气体压力作用下，弹丸在膛内产生运动，获得一定的加速度，并由此引起其他载荷。所有的这些载荷在作用过程中，其值都是变化的，且有些同步有些不同步

8、，则应找到最大临界状态值对弹丸发射安全性分析，满足其要求。2.1.2发射时弹体的受力状态和变形发射时弹丸在上述各种载荷作用下，材料内部产生应力和变形，根据载荷变化的特点，弹丸受力变形有三个危险的临界状态，如图2.1所示的3个时刻。1、弹丸受力和变形第一临界状态这一临界状态相当于弹带嵌入完毕，弹带压力最大值时的情况。这一时期的特点是：火药气体压力及弹体上相应的其他载荷都很少，整个弹体其他区域应力和变形也很少，唯有弹带区受较大的径向压力，使其达到弹性和弹塑性径向压缩变形。2、弹丸受力和变形的第二临界状态这一临界状态弹丸受力和变形相当于最大膛压时期。这一时期的特点是：火药气体压力达到最大，弹丸加速度

9、也达到最大，同时由于加速度而引起的惯性力均达到最大，这时弹体各部分的变形也为极大。变形情况是：弹头部和圆柱部在轴向惯性力作用下产生径向膨胀变形，轴向敦粗变形，弹带区与弹尾部，由于有弹带压力与火药气体压力作用，会发生径向压缩变形；弹底火药气体作用下可能产生向里弯凹，这些变形中，尤其是弹尾部与弹底区变形比较大，有可能达到弹塑性变形。3、弹丸受力和变形的第三临界状态这一临界状态相当于弹丸出炮口时刻。这一时期的特点时：弹丸的旋转角速度达到最大，与角速度有关的载荷达到最大值，但与强度有关的火药气体压力等载荷均迅速减小，弹体上变形也相应减小。弹丸飞出炮口瞬间，大部分载荷突然卸载，将使弹体材料因弹性恢复而发

10、生振动，这种振动会引起拉伸应力与压缩应力的相互交替作用，因此对某些抗拉强度大大低于抗压强度的脆性材料，必须考虑由于载荷突然卸载而产生的拉伸应力对弹体的影响。2.2弹体及其零件在最大膛压时的强度计算发射时弹体强度计算，实质上就是在求得弹体内各处应力的条件下，根据有关强度理论对弹体进行校核。弹丸在膛内应当校核第二临界状态（膛压最大）时的强度。已知弹丸质量计算压力p=304MPap=7.8g/cm3金属泊松比=0.3炸药密度=1.59g/cm3金属密度膛线缠度耳二20炮口初速v0=715m/s2.2.1发射时弹体强度计算在膛压最大时，弹体受到的膛内火药气体压力作用达到最大，加速度也达到最大，因而惯性

11、力、装填物压力等均达到最大值。相比之下，弹带压力下降很多，故可将弹带压力略去。另外此时期弹丸的旋转角尚很小，在应力计算过程中可以略去由旋转产生应力。此时期必须对整个弹体所有部位都进行强度校核，实际上是在整个弹体上找出最危险断面（应力最大断面），并对最危险断面进行强度校核。常采用布林克法，将弹体简化成为无限长壁厚圆筒，并将弹体分成若干断面，计算每个断面内表面的三向主应力，用第二强度理论校核弹体内表面的强度。对于旋转弹丸，如不计旋转的影响，其三向应力分别为zCrotr2m=pnr2r2mbnanr2mwnr2man=pbncr2anbnan(2.1)式中符号，正号表示拉伸，负号表示压缩。最大危险断

12、面可能发生在弹尾区，也可能发生在弹带槽处，（因为这些断面处面积较小）。1、在弹体上取三个最危险断面，1-1断面在上定心部下沿、2-2断面下定心部下沿、3-3断面在下弹带槽下沿，如下图所示。图2.1122mm弹体危险截面图2、由图纸查出三个断面的内外半径，并用特征数计算方法分别计算出这三个断面以上弹体联系质量m和炸药的质量m，数据如表2.1所示nwn表2.1122mm弹体断面有关数据断面号r/cmbnr/cmanm/kgnm/kgwn1-1断面6.04.513.6161.4332-2断面6.054.521.8052.4623-3断面6.14.627.7922.8873、计算各断面内表面处的应力用

13、公式TOC o 1-5 h zr2m HYPERLINK l bookmark30 o Current Document C=pnzr2r2mbnan HYPERLINK l bookmark8 o Current Document r2m/、5C=pwn(2.2)rr2manr2+r2C=pbnantcr2r2bnan4、通过内弹道计算得出最大膛压时刻，弹丸的速度为940m/s5、计算结果如表2.2所示。表2.2122mm弹体压力时期断面号轴向应力C/Mpaz径向应力C/Mpar切向应力ct/Mpa最大1-1断面-299.011-61.0196.556膛压2-2断面-491.223-104.

14、82202.28时刻3-3断面-580.732-96.53191.282.3.2弹底强度计算发射时弹体直接承受火药气体压力和惯性力的作用；使弹底部发生弯曲变形。但变形过大可能导致其上部装填物产生较大的局部应力，甚至使弹底破坏，导致事故发生。弹底强度计算主要从弯曲强度来考虑，实际上弹底计算中，并不需要将弹底内所有位置都计算出来，只需要考虑其中某些危险位置即可。图2.2断面图弹丸质量m=21.76kg装填物有效药柱质量m=2.8kgw弹丸半径r=0.061m弹底半径r,=0.03md弹底厚度t=0.02m弹底壁厚t=0.024mb计算压力p-304MPa弹底金属屈服极限b二343MPa已知装填物压

15、力1、计算联系系数r2mp=pwcr2md二304x0.0612x0.03221.7628二161.73MPa+t-0.0445m2d3（1卩2）12r2b0=45.4（2.3）（2.4）（2.5）K=1+2、计算轴向有效载荷Pzm二兀r2tpddd,二3.14x0.032x0.024x7810二0.53kg小r2m+m、m0.06122.8+0.64、p=p(1-wd-)=304x(1-)=105.303MPazr2m0.03221.76d3、计算各危险点的应力和相当应力第1点:3p厂2沁竺)二3x105303xO.32(3一x。51)二141.079MPa8b二-zd(r112d0.024

16、2b=141.079MPat1r1b=-p=-161.73MPaz1c匕+G_匕+G匕=291MPaz1r1r1t1t1z1(2.6)(2.7)(2.8)(2.9)(2.10)(2.11)(2.12)同理可计算出其他三点的应力，其值分别为第2点：b=-141.079MPar2b=-141.079MPa12b=-p=2-60.3MPaz2b=29.4MPa2第3点：b=-129.3MPar3b=-50.4MPa13b=p=-95.6MPaz3cb=159MPa3第4点：b=128.6MPar4b=40.53MPa14b=-p=2-67.03MPaz4b=275.3MPa4(2.13)根据第四理论

17、强度，四各危险点的相应应力均符合强度条件bbi0.22.4进行弹丸装填物的发射安全性计算弹丸的主要装填物是炸药，因此发射时必须保证发射时的安全性。发射时炸药中作用有惯性力和相应的压力并使炸药内部产生一定的变形，或者发生颗粒间的相对移动和摩擦，从而导至热现象。同时在发射时必须限制炸药内的最大应力。在弹底断面上，炸药受压应力达到最大值，即pr2m(2.14)wWmaxr2md式中rd-一弹底内腔半径mw-炸药柱质里。=304x0.06123.27_.cLTEx74.351MPaWmax0.03221.76TNT(柱装)炸药的允许应力查课本表3.10，LL107.8MPaw炸药发射时的安全性条件为(

18、2.15)Wmaxw3弹丸弹道计算与飞行稳定性分析为了保证弹丸良好的飞行性能，弹丸必需具有最佳的空气动力外形；确实可靠的飞行稳定性；弹丸还应具有尽可能小的散布。这些都是弹丸飞行稳定性能设计要涉及的基本内容。3.1分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩通过弹丸质心建立右手直角坐标系oxyzoox与弹轴的夹角称为章动角（或攻角），相应的平面称为阻力面。oy在阻力面内，与ox轴垂直；oz轴则与阻力面垂直。在ox上的分量称为正面阻力，以R表示；在oy上的分量称为升力，以R表示；xy在oz上的分量称为侧向力，以R表示。在一般情况下，弹丸都有正面阻力；如有攻角,z升力。对于旋转旋转弹丸，当存在攻角时，还

19、将出现侧向力，即马格努斯力。3.2弹丸在外弹道上攻角为零时的空气阻力系数的计算弹丸全部正面阻力可分解为头部波阻、尾部波阻、摩擦阻力及底部阻力四部分。已知条件：弹头部相对长度弹丸全长尾锥角九=2.6505hL=664.81mma=7k弹底面积与最大横断面积之比SD二0.8354S弹丸侧面积与最大横断面积之比Sa=14.84S先求出以下参数:(3.1)Ma=V0二715二2.1a340Re二Vol940 x0.6151.49x10-5二3.137x107(3.2)0.5厂HP=2tan-1（0.5/九）=20.76。H1、头部波阻c由弹头部激波阻力一起的阻力系数xtb圆弧形头部阻力系数0.0016

20、+塑Ma2(3.3)(3.4)(3.5).(196K2-16)1-H14(Ma+18)九2c=xtbHP1.70二0.1136式中Ma弹丸飞行马赫数;九圆弧形头部的相对长度；HP圆弧形头部的半顶角。0此公式适用范围是1.5M3.5，100P450。02、尾锥波阻系数cxwbcxwb0.0016+0.002Ma2几1-善二0.0319(3.6)式中幺尾锥角；kS弹底部横截面积；DS弹丸最大横截面积。3、摩擦阻力系数c由于气流粘性引起的摩擦阻力系数。xmz当雷诺数为2x106Re1010时，式中Recxmz0032L=0.021921vV22210201X=X，+c（X-X，）c一c21丿经过插值

21、计算得到以下数值：X=16837.503mt=66.107sv=317.96m/sc0=65。15cXV=254.7m/s;sT=（0.40.5）T=33.05s;x=（0.50.7）X=11786.25mY=5684.72m在弹道顶点速度时间水平射程3.4弹丸飞行稳定性计算和分析飞行稳定性，是弹丸飞行时，其弹轴不过于偏离弹道切线的性能。飞行稳定性好，有利于提高射程，而且设计精度较高。旋转弹丸的稳定性包括急螺稳定性、追随稳定性及动态稳定性三部分。3.4.1急螺稳定性由于翻转力矩的存在，弹丸产生翻转的趋势。为了实现飞行稳定，弹丸应绕自身轴线进行高速旋转，以此来克服翻转力矩的不利作用。旋转弹丸的这

22、种性质，一般称为急螺稳定性。若使弹丸具备急螺稳定性，必须使稳定系数7值为大于零的实数，而弹丸的急螺稳定性可以写为式中-4000n2hJ,小八、1-yk（M）Qmz0 x兀2pCgdJ1m.弹丸极转动惯量(kg-m2)；弓单丸赤道转动惯量(kg-m2)；（3.12）卩一一弹丸的惯性系数；C弹丸相对质量，C=m/d3TOC o 1-5 h zmmh弹丸质心到空气阻力中心的距离;K(M)翻转力矩的速度函数。mhh/(3.13)其中-二伫+0.57/to-0.16 HYPERLINK l bookmark174 o Current Document ddd式中h0弹丸质心到弹头部界面的距离l0弹头部长

23、度k(M)，查表得K(M)=89xl0-4N/m3mzmz系数K具有表征火炮弹丸系统完善程度的意义。通常，所设计弹丸的急螺稳定性条件为：兀：JpCg(3.14)112Jy1000-k(M)dmz其上式的意义为实际使用的火炮膛线缠度应小于等于弹丸结构所要求的缠度，此时弹丸具有急螺稳定性。相关数据为：弹丸的相对质量弹丸的相对长度弹头部相对长度C=11x103kg/m3；ml/d=664.81/=L225.4l/d=368.5/=223.0206mm10弹丸质心到弹头部界面的相对距离h0/d=0心惯性系数转动惯量比弹丸初速火炮缠度p=0.5；J/J=10.29yxv=715m/s0n=20；弹丸质心

24、到空气阻力中心的距离h=0.171mm。综上所述得：JxCmg二22.8thJy1000k(M)dmz由上式公式和相关数据可得，k=22.8因n二20，nvt。故设计的弹丸具有急螺稳定性。3.4.2追随稳定性弹丸的动力平衡轴能够随着弹道切线的变化，这种跟随弹道切线以同样角速度向下转动的特性称为追随稳定性。动力平衡角偏离弹道切线的夹角，称为动力平衡角，以5表示。一般采用动力平衡角5作为弹丸追随稳定性的特征数。5值越小，弹丸的飞行方向性越好。TOC o 1-5 h zpppCvd(3.15)m0h HYPERLINK l bookmark198 o Current Document 1000nH(

25、y)v3k(M)dm式中9弹道切线与水平轴的夹角；H(y)空气密度函数。从上式可见，5在弹道上是变化的。在弹道顶点附近，因H(y)，v，k(M)值达pmz到最小值，而cos9值最大，故相应的5也最大。该处的追随稳定性最差，所以应把5控制在符合要求的范围以内。顶点的动力平衡角为ng2pCvd(3.16)m_0221000nH(Y)v3k(M)dsmz式中v弹道顶点的速度；sY弹道顶点的高度；5弹道顶点的动力平衡角。为了保证所设计弹丸的追随稳定性，需满足55psp查弹道表得到相关数据为：1、弹道顶点的高度Y二5684.72m；2、空气密度函数H(y)=0.3278；3、西亚切方法求出弹道顶点的速度

26、。(3.17)(3.18)(3.19)v=Ucos0ss0I(u)=dsin0s00C=C0已知v二715m/s,c二0.674，由弹道表查出00二0.704c二c0=0.441x0.701二0.310csin20=0.31根据v0二715m/s，求出I(v)=0.08930I(Us)=csin20+1(v)=0.31+0.0893=0.399300由此可反查出U二385.604s则顶点速度v=Ucos0=272.52m/sss0mz由v=715m/s查表4.11得出k(M)=0.00882并计算出k(M)=、:mz玉z(M)=0.00927(3.20)因为pCvdm0n22h21000n_H

27、(Y)v3k(M)dsmz二0.016(rad)二2.8。(3.21)5=2.8。ps根据要求得5=1215。，因为55,所以弹丸具有追随稳定性。ppsp4杀伤威力的计算与分析4.1弹丸杀伤威力计算过程榴弹爆炸后，弹壳碎成大量的高速破片，向四周飞散，形成一个破片作用场，使处于场中的目标受到毁伤。地面杀伤榴弹主要用于对付集群人员目标，本章主要论述地面杀伤榴弹的威力指标及计算。4.1.1球形靶杀伤面积设弹丸在布有目标的地面上一定高度处爆炸，破片向四周飞散，其中部分破片打击地面上的目标并使其伤亡。在地面任一处（x,y）取微面dx、dy。设目标在此微面内被破片集中并杀伤的概率为P（x，y），则d二P（

28、x,y）dxdy可视为微面dxdy的杀伤面积。定s义全弹丸的杀伤面积为(4.1)S=Wp(x,y)dxdy-g-g杀伤面积是一个等效面积，具体含义：如令目标在地面以一定方式布设，且目标密度（为常数，以（个/m2）表示。微面dd内的目标个数将为dndxdy，而其中被杀伤的xy目标个数预期值将为：dn=P（x,y）dn=bP（X,Y）dxdyk由此，地面上全部目标中被杀伤的预期数将为：(4.2)小6p(x,y)dxdy=6s-g-g即被杀伤目标数目期望n直接与弹丸的杀伤面积S呈比例。当杀伤面积已知，将它k乘以目标密度，即可求出目标被杀伤数目的预期值。为了求出杀伤面积，就要知道弹丸的破片初速、破片的

29、质量分布和飞散密度分布，以及破片速度的衰减规律。然后球形靶法模型，利用破碎性试验测定破片的质量分布，在此基础上处理出杀伤面积。4.1.2杀伤面积计算设弹丸在高度h处爆炸，相应的速度为v，落角为0o建立坐标系o-xyz。令z?y与cc射面重合，并将弹丸的爆炸中心A取在O轴上，xoy为地面，在其上按一定等分划分成z单元小格。小格的面积AS二Axoy；小格的中心点M的坐标(x,y)，它距弹丸中心的距离AM为R,相应的破片飞散角方位角ZNAM为p。1、按下列公式计算R：R=h2+(x2+y2)(4.3)图41杀伤面积计算其中几何关系：r2二x2+y2，x=rsin屮，y=rcos屮。2、根据AAMN及

30、AOMN间的下列几何关系求得p(参见图4.1)解出考虑到MN2=R2+R2一2RRcosp=r2+r2-2rr2cos屮()c()c屮R2-r2丿-R2-r2丿-2rrcos屮cosp=ccJ2RRcR2-r2=R2-r2=h2ccgcos屮=x得到=sin0r/Rccc=R(h0i-nxc=cos0c0doscp=cos-1ph2+x2+y2(hsin0+xcos0)oo(4.4)相关数据，根据外弹道表查得，落角0=63.4。c(4.5)3、地面与飞散方向的夹角sin0=hR4、计算出破片平均质量卩及总破片数N0根据破片数目随质量的分布规律，破片总数N:TOC o 1-5 h zN=m.2u

31、(4.6)0s式中m弹壳质量(kg)；s2卩破片平均质量(kg)。 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 卩0.5=Kt5/6d1/3(1-1/d)(4.7)0i0i式中t弹壳壁厚(m)；0d弹壳内直径(m)；K取决于炸药的系数(kg1/2/m7/6)o由炮弹设计理论P252表5.10得,弹壳壁厚弹壳内直径取决于炸药的系数解得：t=0.0061m；d=0.0508；iK=3.8kg1/2/m7/6ou=1.3x10-4kg，N=4135。05、将破片按质量等级分为n个组，并标出各等级内的破片平均质量m，并考虑到pi对人员的实际情况，小于0.1g的

32、破片可以不计入。算出每个等级内的破片数目N；质量大于0.1g的破片的累计数目N(0.1g)N(0.1g)=4135exp(0.10.80)0.5=25796、确定破片的静态、动态空间分布规律不考虑弹丸速度对破片场的影响。由于弹丸的轴对称性，通常用函数(甲)来表示破片的空间分布。(4.8)(4.9)dN/)=匸Nd0屮式中N由方位角甲旋成的圆锥范围内破片数目;dN圆锥范围变化d申的破片数的变化。实践证明，对于弹丸可近似用正态分布函数表征：f(P)=e-(k-9)2/2a2式中BQ的期望;bQ的方差。图4.2弹丸的有效膨胀壳体图假设侧面直接与装药接触的弹体部分为有效壳体。用CAD计算面积确定S,S

33、为S的125%，确定a,b。Zaox=p,Zbox=p(4.10)12p=G+p)/2o=G-p)/3.312图中A表示质心所在轴线到膨胀壳体重心所在轴线的距离差，因为弹体材料为D60属于低碳钢，故取K=0.8。A=Kd/2=(0.8x122)/2=48.8mm弹丸速度对破片场的影响在动态条件下的破片飞散密度为：(4.11)1f(P)=e-(K-P心/2L22兀o式中p、P可由以后下公式求的12p=tan-1(Si)(4.12)ucosp+一uo=(p+p)/3.3(4.13)12求出：pG)=fG2兀sinp(4.14)7、计算破片的存速、0.5(m/s)m加ws、1+0.5m/mw式中m加

34、炸药与弹壳的质量比m/m=3.27/21.76=0.106wsws丫2E决定于炸药的性能的Gurney常数。查表可得壬2E=2316(m/s)可得v=42Ep(4.15)、0.5(m/s)m/mwsJ+0.5m/m丿ws=2316(0106)0.5=718.6ms1+0.5x0.106v=42Ep8、不同质量破片在距离R处的存速Vv二vexp(-)pHm1/3p通过查课本(表5-12)得出球形H=580(m/kg1/3),方形H=346(m/kg1/3),不规则形H=247222(m/kg1/3)的符合系数。9、计算各组破片的杀伤概率Pihk采用A-S杀伤准侧(4.16)Pi=1-e-a(9.

35、17x104mvi1-5-b)nhk“式中m破片质量(kg)；piv破片击靶速度(m/s)；ia,b,n决定不同情况的常数值。假定情况为防御人员在30秒内丧失战斗力，则查表可得：a=8.8771x10-4,b=31400，n=0.45106,进而求的杀伤概率。10、杀伤破片平均数(预期值)Ns当采用A-S杀伤准则时将N破片按质量分为7组，则a(4.17)N=Npisihk*ii=1式中弟i组破片数曰N=Ne-Cpi5-e+沁5i011、在方向申处的杀伤破片球面密度：(4.18)pi(4.19)12、根据目标的暴露面积St及布设方式，确定每个目标在破片飞散方向的投影面积S。例如对地面上的卧姿与立

36、姿目标分别为：nS=Ssin0/、nt(4.20)S=Scos0nt13、计算破片对目标的杀伤概率：P(x,y)=1-e-as(X,y)S”(4.21)14、计算单元格内的杀伤面积：AS=P(x,y)AxAy(6.22)15、基于每个微面计算的基础上，将所有的小格的杀伤面积求和，得弹丸的全部伤面积：s=EAS(4.23)4.2程序运行运行程序“榴弹杀伤威力计算及优化”程序。程序会要求指定一个输出文件存储路径并命名。根据提示输入以上数据，完成后程序开始对h进行优化。最终结果被输出到文件当中。程序运行分为地面人员目标为立姿和卧姿两种情况。相关程序见附录。图4.3运行工程图4.2.1目标立姿状态将已

37、知数据输入并输出结果如表4.1表4.1立姿杀伤面积爆炸高度(m)杀伤面积(m2)爆炸高度(m)杀伤面积(m2)1162.5746248.1372223.4797231.6443253.5988213.2224263.6379194.4835260.09510176.3674.2.2杀伤面积结果分析表4.2卧姿杀伤面积爆炸高度(m)杀伤面积(m2)爆炸高度(m)杀伤面积(m2)1562.1106347.1482544.0287295.6063508.9268250.1024459.3219210.9305403.07210177.7184.2.3杀伤面积结果分析1、立姿杀伤面积数据分析分析图4.

38、3后可知，经过数据处理并以工程软件运行后可得出结论：该弹丸在已知数据且地面人员在立姿着靶状态下时，其杀伤面积与爆炸高度有较大关系，在炸高4m左右时杀伤面积最大。沈阳工学院课程设计说明书沈阳工学院课程设计说明书 50024681012爆炸高度/m250250001-图4.3立姿杀伤面积曲线2、卧姿杀伤面积数据分析分析图4.4后可知，经数据处理后得出以下结论：该弹丸在已知数据且地面人员卧姿着靶状态下时，其杀伤面积与其爆炸高度成反比。6005004003002001000024681012爆炸高度/m图4.4卧姿杀伤面积曲线3、炸药性能和质量也是影响威力的因素，炸药对弹体的冲量可以使得破片破碎，数量

39、愈多，初速愈大，炸药质量大产生的冲量自然大。4、输出结果中，列出了不同炸点高所对应的杀伤面积。杀伤面积在一定炸点高会出现一个极值。此时对应的炸点高即为最佳炸点高，对应的杀伤面积最大。5总结弹丸发射强度计算是为了确保弹丸在膛内运动的安全性。弹丸飞行稳定关系到弹丸的射击精度，而射击精度对弹丸的战斗性能具有重要的影响，因此要保证弹丸良好的安全性和飞行性能。所以本次课设校核了弹体及零件强度和装填物的安定性，进行了弹丸在飞行中的受力分析，空气阻力系数，弹道参量及飞行稳定性计算，结果均符合设计要求。弹丸威力即对目标的毁伤能力是最主要的战术技术要求，弹丸对目标威力愈大，在相同条件下可以减少弹药的消耗量，火炮

40、的门数及完成战斗任务的时间。所以弹丸满足弹丸威力要求是弹丸设计的目的，本次课设主要是应用c程序设计编写一个“榴弹杀伤威力计算及优化”程序，估算杀伤榴弹在目标上空任一点爆炸时，对地面人员目标的杀伤面积。通过多次计算，优化处弹丸的最有利的爆炸高度及其对应的杀伤面积。计算结果优化出了落速v=317.96m/s落角=65。15，破片为不规则形，杀伤准则采用AS2cc准则时目标立姿卧姿状态时的炸高。对其计算原理过程及程序的编写运行有了理解认识。本次课程设计综合应用弹药系统分析与设计，弹道学及B程序设计等知识对PL96式122毫米杀爆弹弹丸设计分析，以该弹丸基本数据为基础进行发射强度飞行稳定性、弹道参数和

41、弹丸威力的计算。加深对弹丸系统设计的理解与应用两周的炮弹设计理论课程设计结束了，感谢在课程设计中老师及同学们的帮助，应用了专业知识，加深了对专业的理解。通过本次课程设计，我对论文写作及格式要求更加熟悉。为下一步的课程学习、课程设计、毕业设计打下良好的基础。同时对所学课程有了更深的理解和认识，对本专业所研究的产品有了进一步的认识，及大地提高了对未来本专业发展方向的浓厚兴趣，同时也提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，增强了自身实力，才能更好更快的融入社会，为今后的社会学习和工作打下坚实的基础。参考文献焦志刚炮弹设计理论M.出版社沈阳理工大学，2017：105-152.王志军，尹志平弹药学M.北

42、京；北京理工大学出版社，2005:175-203.韩子鹏弹道学北京;北京理工大学出版社，2005：46-82.浦发.地面火炮外弹道表M.国防工业出版社，1977：201-237.乔相信，张建，吴玉斌.空气动力学M.沈阳；沈阳理工大学，2005:45-109.PrivateSubCommandl_Click()DimxAsSingleDimyAsSingleDimR1AsSingleDimSTA1AsSingleDimN1AsSingleDimN4AsSingleDimN8AsSingleDimN20AsSingleDimN30AsSingleDimN50AsSingleDimphk50AsSi

43、ngleDimphk30_50AsSingleDimphk20_30AsSingleDimphk8_20AsSingleDimphk4_8AsSingleDimphk1_4AsSingleDimv50AsSingleDimv30_50AsSingleDimv20_30AsSingleDimv8_20AsSingleDimv4_8AsSingleDimv1_4AsSinglea=8.8771/10000b=31400n=0.45106H1=240g2e=2316g_=3.14159267/2Q=(3.5*3.14159267)/18el=2.718281828459k=3.81tO=0.0195

44、di=0.062s1=0mw=Val(Text1.Text)ms=Val(Text2.Text)h=Val(Text3.Text)i=Val(Text4.Text)j=Val(Text4.Text)Forx=0ToiStep0.1s=0Fory=0TojStep0.1r=Sqr(h*h+x*x+y*y)R1=(h*Sin(3.14159267/4)+x*Cos(3.14159267/4)/rIf0R11ThenIfSqr(-R1*R1+1)+2*Atn(1)=0Theng=3.14159267/2Elseg=(Atn(-R1/Sqr(-R1*R1+1)+2*Atn)EndIfSTA1=h/rIfhrThensta=Atn(STA1/Sqr(-STA1*STA1+1)Elsepxy=0EndIfu=(k*(t0)人(5/6)*(di)人(1/3)*(