常思江,王中原,陈 琦,李东阳

(南京理工大学 能源与动力工程学院,江苏 南京 210094)

旋转稳定弹是一类由线膛火炮发射、通过高速自旋形成陀螺效应来保持稳定飞行的弹丸,具有阻力小、结构简单、定向性好等特点。国内外仍大量装备并经常使用旋转稳定弹,从5.6 mm到155 mm等一系列口径上均有对应的装备。旋转稳定弹在飞行过程中围绕自身纵轴高速旋转(小口径枪弹的转速可达2 500 r/s),导致其具有一些典型的外弹道特性,如反映动力平衡角影响的偏流特性、高频与低频圆运动叠加的攻角特性等。因此,旋转稳定弹的转速特性一直以来都是外弹道领域的重要研究内容。一般外弹道学教科书中[1-2],主要研究了旋转稳定弹的炮口转速和转速的衰减特性,利用这些特性可开展一些应用,如通过分析炮弹高转速产生的离心惯性力指导引信解保机构及过载特性设计。近年来,针对一些特殊应用,研究人员也开展了相关研究。文献[3]针对前、后两体差动自旋的有控旋转稳定弹,进行了转速特性研究。文献[4]针对细长体弹箭,研究了不同转速对共振的影响。文献[5]研究了超高速炮射动能弹的转速特性,旨在指导其后体结构的设计与优化。文献[6]为了分析某榴弹引信弹道炸的原因,也对其转速特性进行了研究。随着传感器及信息融合技术的不断发展,可测得的旋转稳定弹弹道参数也越来越多,利用这些参数的变化特性,可以开展更多的应用和研究。

本文基于外弹道学理论,从旋转稳定弹的自转动力学微分方程入手,研究旋转稳定弹自转角加速度在弹道上的变化特性,并利用若干典型旋转稳定弹的数据进行分析和验证,以期为旋转稳定弹丸外弹道特性的深入应用提供理论依据。……