离心保险机构课设

沈阳理工大学课程设计说明书I摘要离心销保险机构是靠离心力解除保险的机械保险机构，主要用于旋转弹。本文重点介绍成对配置的离心销保险机构，分析离心保险机构的工作原理以及应用特点，通过计算离心销开始运动时间和炮口保险距离，并进行MATLAB仿真来验证分析离心销保险机构在平时安全性和解除保险可靠性。关键字：离心力；离心保险机构；离心保险机构解除保险可靠性沈阳理工大学课程设计说明书II目录1前言....................................................................................................................................11.1引信简介....................................................................................................................11.2引信的分类................................................................................................................11.3未来发展....................................................................................................................22离心保险机构的设计及应用..............................................................................................32.1离心保险机构结构设计............................................................................................32.2离心销设计...............................................................................................................42.3离心保险机构应用....................................................................................................43分析计算并判定保险机构设计的合理性..........................................................................53.1设计参数....................................................................................................................53.2离心销启动判别........................................................................................................53.3离心销膛内运动的微分方程....................................................................................53.4离心销在膛内开始启动的判别................................................................................73.4离心销在后效期内开始启动的判别........................................................................83.5后效期离心销运动的距离x与时间t方程建立.....................................................94校核平时安全性................................................................................................................125离心销解除保险可靠性验算............................................................................................13总结......................................................................................................................................14致谢......................................................................................................................................15参考文献..................................................................................................................................16附录........................................................................................................................................17沈阳理工大学课程设计说明书11前言1.1引信简介引信包括有发火控制系统、安全系统、传爆序列和能源装置4个基本部分。引信按作用原理分为：触发引信、非触发引信和时间引信3种类型。按配用的弹药分为：炮弹、迫击炮弹、火箭弹、导弹、手榴弹、航空炸弹、深水炸弹、地雷、水雷、鱼雷等引信。按配置在弹药的部位分为：弹头、弹底（或弹尾）、弹身引信，以及弹头激发弹底引爆引信等。按安全程度分为：隔离雷管型、不需隔爆型、隔离火帽型和没有隔离等引信。1.2引信的分类（1）着发引信，碰着物体即起爆。大都由击针、火帽、雷管、传爆药和保险机构等组成。按作用原理，触发引信可分为机械触发引信、电触发引信、光触发引信、化学触发引信和组合式触发引信(如机电一体化触发引信)等。按敏感装置的功能，可以分为起爆式敏感装置触发引信和非起爆式敏感装置触发引信两大类。前者的目标敏感装置不仅提供控制发火的信息，而且提供发火的能量；后者的目标敏感装置只提供控制发火的信息，而发火的能量是由其他储能机构或装置提供的。按引信碰撞目标到引信起爆的时间间隔，可以分为瞬发、惯性和延期触发引信3类。（2）时间引信，它是指弹药发射、投掷、布设后，按照装定的时间作用的引信，又称为定时引信。时间引信广泛配用于空炸、跳炸、穿透目标后爆炸和深入目标（如防御工事等）内部爆炸等各种定时起爆的弹药。时间引信的延期时间是根据弹药的战术使命和使用要求设计的，短的只有几百毫秒或几秒，长达几天、几十天，甚至几个月。时间引信的分类方法很多，按计时装置的作用原理，可分为药盘（火药）时间引信、机械（钟表）时间引信、化学时间引信、电子时间引信、射流时间引信等几大类。各大类还可以细分，如机械和电子时间引信还可以按使用时是否可以重新装定，分为可装定时间引信和不可装定时间引信。按配用的弹种，可分为炮弹时间引信、迫击炮弹时间引信、地雷时间引信、水雷时间引信、火箭弹时间引信、枪榴弹时间引信、手榴弹时间引沈阳理工大学课程设计说明书2信和小型榴弹时间引信等。除此之外，还有很多分类方法。（3）非接触式引信，当弹丸、导弹等飞行至接近目标一定距离时，利用物体对电波的反射或物体放出的红外线和音响等而起爆。1按照保险类型分还可以分为：一、当引信处于保险状态时，传爆元件均不隔离开的，称为非保险型引信。二、将火帽与下一级传爆元件隔离开来的引信，称为半保险型引信。三、将雷管与下一级传爆元件隔离开来的引信，称为全保险型引信。引信安全系统必须有两个独立的保险件，其中每个保险件都必须能防止意外解除保险，而解除两个保险件的力必须从不同的环境获得，成为双环境激励全保险型引信。引信,如同人类的大脑,是弹药系统中最核心的控制单元。如今，面向信息化战争军事需求，引信不断吸收当代高科技精华，提高“大脑”智商，发展“大脑”智力，丰富“大脑”智慧，优化“大脑”体系，时刻迎接新军事变革的挑战。2安全性和可靠性是引信家族完成作战任务的根本保证，也是引信家族进化与发展的永恒主题。无数血的警示和教训以及众多生命的代价换来了超越引信安全系统失效概率“百万分之一”的设计目标，不断实现向“0”极限目标迈进；可靠性，则是一个向“1”挺进的艰难过程。保证高安全性和实现高可靠性始终是引信专家努力追求的最高设计目标和新境界。1.3未来发展高技术武器装备的广泛应用，推动着战争模式由大面积地毯式打击向点目标精确打击和高效毁伤方向迅疾发展。尤其近段时间来，世界武器系统已经从以武器平台为重点转向了以高效毁伤弹药为重点发展，信息化弹药成为武器系统中最为活跃的发展领域，微电子技术、微机电技术和毫米波、激光、红外光电等高新技术成就为引信家族发展提供了雄厚的技术基础。为对付地下欺骗性空穴或钢板等伪装层，各种灵巧引信纷纷问世，同时用于各种精确打击弹药、各种杀爆战斗部和子母战斗部的近炸引信及定高引信等纷纷亮相。为适应防空反导作战需要，提高防空反导弹药对目标的毁伤和拦截效果，引信家族推出了可编程无线电近炸引信和瞄准式定向起爆引信等。如“爱国者”PAC-3型导弹战斗部和俄罗斯C-300B战斗部均采用先进的定向战斗部和瞄准式定向起爆引信。沈阳理工大学课程设计说明书32离心保险机构的设计及应用2.1离心保险机构结构设计离心销保险机构应尽可能成对称配置。实践中，如果没有不同作用原理的冗余保险，极个别情况下，成对配置的离心销经冲击振动后，有一个离心销解除保险并且不能自动复位，甚至进而解除保险。离心销成组配置(三个，呈“人”形均布；甚至四个，呈“十”形布置)，可以防止反跳造成意外解除保险。离心销成组配置保险可靠度更高，但结果稍复杂些，并且理论上解除保险可靠度有所下降，一般只用来保险质量较大的惯性体。受空间限制难于成对，成组配置时，单个离心销保险机构也是允许的。但前提是依靠其他环境解除保险的另一独立保险件在冲击，振动中不运动。否则设计中还要考虑离心销在跌落时尽量不解除保险。这种形式没有充分发挥离心保险机构的优点。离心销可以倾斜布置，以便利用后坐力量延长解除保险时间，适用于后坐力较大的炮弹引信。倾斜角一般取15度，太大对于头向下跌落安全不利，而太小则后坐力分量不够。离心销轴线应尽肯能与弹轴相交，否则用于解除保险的只是离心力的分量，并且另一分量还形成摩擦力阻碍解除保险。如果做不到，离心销轴线与过质心的弹轴垂线之间的夹角不应大于15度，否则应该用离心板保险机构。离心保险机构的不解除保险最大转速，可以按安全转速确定。不必因弹丸转速高，所以不解除保险最大转速可以提高到200r/s即12000r/min。离心保险机构的100%解除保险最低转速不得高于炮口(主动段末)转速的3/4，同样，出于通用化的考虑，也不可定的太高。离心力经全弹道的飞行后，极端情况下可下降到最大值的1/3，对于解除保