【導(dǎo)讀】發(fā)揮了重要的作用。各國裝備的迫擊炮口徑較多，主要分為大口徑、中口徑和小口。隨著科技的進步，迫擊炮武器系統(tǒng)有了新的發(fā)展。校核和估算，計算結(jié)果基本滿足設(shè)計要求。

　　

【正文】 也比較均勻鋒利 。 采用球墨鑄鐵作為迫彈彈體的材料目前還是比較理想的。本設(shè)計 頭螺、彈體的材料確定為球墨鑄鐵。 炸藥的選擇 選擇炸藥的原則是： （ 1） 炸藥的威力和猛度應(yīng)適合彈丸性能的要求，如榴彈一般選用 TNT或 B炸藥；破甲彈一般選用以黑索金為主的混合炸藥；迫擊炮彈可以選用硝銨炸藥和 TNT炸藥等； （ 2） 理化性能穩(wěn)定（不吸濕，與彈體材料有相容性 ，揮發(fā)性小，熱安定性 好），能長期儲存，不變質(zhì)； （ 3） 原料豐富，價格便宜，生產(chǎn)和裝填方便。 目前常用的炸藥有 [32]： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁 共 33 頁 （ 1） 梯恩梯（ TNT） ——有較大的威力，安全可靠，理化性能安定，可以長期儲存，生產(chǎn)價廉，是應(yīng)用最廣泛的軍用炸藥。梯恩梯熔點較低，裝填方法可以用螺裝、壓裝和鑄裝。 （ 2） 鈍化黑索金 ——黑索金是一種威力和猛度都很高的炸藥，但因其機械 感度較大，一般都予以鈍化處理（加入適量的鈍化劑），這種炸藥一般采用壓裝。 （ 3） 黑鋁炸藥（如 A32或鈍鋁黑炸藥） ——在黑索金中加入適當(dāng)鋁粉和鈍感劑，以增加爆熱， 增強炸藥的燃燒作用。 （ 4）梯黑混合炸藥 ——將梯恩梯與黑索金按一定的比例（如 4:6,5:5等）混合后，可以提高炸藥的威力和猛度， B炸藥即為梯黑 50/50混合炸藥，將作為榴彈的主要炸藥。 （ 5）熱塑炸藥 ——在鈍化黑索金中加入適量梯恩梯和鋁粉，能使炸藥具有熱塑性，從而可以用熱塑態(tài)壓伸或熱塑性振動的方法裝填炸藥。 本設(shè)計中，因彈體選擇為球墨鑄鐵，不宜采用高猛度的炸藥，所以選擇常用的 B炸藥 。 彈尾材料的選擇 為使全彈質(zhì)量符合設(shè)計要求，并且盡可能使全彈質(zhì)心靠前保持良好的穩(wěn)定性，彈尾 尾管 、尾翼片 均 采用 LC4 鋁合金 。 引信的選擇 在選擇現(xiàn)有引信時應(yīng)當(dāng)考慮到下列幾點 [33]： （ 1） 引信的類型必須與設(shè)計彈丸的類型相匹配； （ 2） 引信的作用時間必須滿足彈丸適時作用的要求（適時性要求）； （ 3） 在配用彈丸中要確保配用引信發(fā)射時安全，能可靠地解除保險，并對 目標(biāo)作用準(zhǔn)確可靠； （ 4） 引信的起爆沖量應(yīng)與彈丸的炸藥量相適應(yīng)，保證起爆完全； （ 5） 引信的外形和聯(lián)接部尺寸應(yīng)與彈丸外形螺口部尺寸相適應(yīng)； 本設(shè)計中，迫彈的作用目標(biāo)是暴露在掩體之外及小型掩體后的敵人， 所以 引信可配用無線電近炸引信。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 共 33 頁 結(jié)構(gòu)諸元計算 彈丸的結(jié)構(gòu)諸元計算即彈丸結(jié)構(gòu)特征數(shù)計算，彈丸結(jié)構(gòu)特征數(shù)是彈丸威力計算、強度計算和飛行穩(wěn)定性計算的必要數(shù)據(jù)。本設(shè)計主要計算的參量為：質(zhì)心位置Xc、極轉(zhuǎn)動慣量 Jx 和赤道轉(zhuǎn)動慣量 Jy。 已知： ① 彈頭部質(zhì)量（含引信）： ㎏ ② 圓柱部質(zhì)量： ㎏ ③ 彈尾 部質(zhì)量： ㎏ ④ 尾管質(zhì)量： ㎏ ⑤ 尾翼質(zhì)量： ㎏ ⑥ 炸藥質(zhì)量： ㎏ 根據(jù)公式： 111c???????? ??）（nniiMmX[30] 式中： iM —各零 件對彈底的質(zhì)量矩； 21X????????? ??nnixiJJ[30] 式中： iJx —各零件的極轉(zhuǎn)動慣量； 21y???????? ??nniyiJJ [30] 式中： iJy —各零件對全彈質(zhì)心的赤道轉(zhuǎn)動慣量。 式中數(shù)據(jù) 依次分別為彈頭部（含引信）、圓柱部、彈尾部、尾管、尾翼、炸藥的質(zhì)量矩、極轉(zhuǎn)動慣量、赤道轉(zhuǎn)動慣量。 計算結(jié)果如表 25： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁 共 33 頁 表 25 彈丸結(jié)構(gòu)特征數(shù) 序號 結(jié)構(gòu)特征數(shù)名稱 計算結(jié)果 備注 1 彈丸直徑 d 120mm 2 彈丸全長 L （ d） 含引信外露長 3 彈丸質(zhì)量 m （ kg） 4 質(zhì)心位置 Xc 473（ mm） 距彈尾底平面 5 極轉(zhuǎn)動慣量 Jx （ kmm2） 6 赤道轉(zhuǎn)動慣量 Jy （ kmm2） 7 赤、極轉(zhuǎn)動慣量比 Jx/Jy 彈體強度計算 彈體發(fā)射強度校核 根據(jù)彈丸設(shè)計理論和該彈結(jié)構(gòu)特點，經(jīng)分析，彈丸發(fā)射時最危險截面在閉氣槽處。 因此，校核該截面。 已知 :計算膛壓 P： =101= ； 彈重 m： ； 彈徑 d： 120mm； 彈丸上殼體質(zhì)量n： ㎏ ； 斷面上裝填物質(zhì)量39。n?： ㎏； 斷面上彈體外半徑bnr： ㎜ ； 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 33 頁 斷面上彈體內(nèi)半徑anr： ㎜； 彈體材料強度極限b?： 900MPa 彈體材 料屈服極限： 600MPa 計算公式： σz=p)]r1(39。[ 2 222 2 rm mmrr r bnwnnanbn????[6] 6 4)]60 ( [ 1 1 2 222 2 ??????? MPa σr=Pc=Pmrman wn22 39。r [34] 22 ????? MPa σt=2222222 )(Pranbnbncanbnbnanc rr rPPrrrP ????? 2 1 1 2222222 ?????? ）（MPa 按第四強度理論校核 2zt2tr2rz 2 2 ）σ（ σ）σ（ σ）σ（ σσ ????? )() 2 222 ???????? （）（ MPa ?axm? ≤K ? =600MPa=900MPa 因此滿足 發(fā)射 強度要求 。 炸藥 安定性校核 炸藥 安定性的校核 采用如下公式 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 共 33 頁 2239。22 ?????? mP rD?MPa[22] Dr —彈丸底部內(nèi)腔半徑 =36 ㎜ ； 39。m—炸藥質(zhì)量 = ㎏ ； 對于 B 炸藥，其許用應(yīng)力 [σω]=75MPa，因此能夠滿足裝藥安定性的要求 。 小結(jié) 通過綜合分析， 確定了 120 迫彈的 彈丸結(jié)構(gòu)、材質(zhì) ，對結(jié)構(gòu)諸元進行了計算，并對彈丸發(fā)射時的強度及炸藥安定性進行了 校核，說明彈丸發(fā)射安全。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 33 頁 3 穩(wěn)定裝置設(shè)計 穩(wěn)定裝置設(shè)計 尾管設(shè)計 尾管結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般情況下首先要選擇或確定基本藥管結(jié)構(gòu)，而后確定尾管藥室深度、尾管壁厚和外徑。基本藥管長度是根據(jù)藥室容積大小、裝藥量等內(nèi)彈道性能要求確定的。在尾管設(shè)計中主要考慮傳火孔結(jié)構(gòu)設(shè)計、尾管外徑及尾管長度確定 。 尾管外徑及尾管長度設(shè)計 尾管是迫彈穩(wěn)定飛行的重要組成部分，為保證彈丸的飛行穩(wěn)定性，設(shè)計時參考了 55 式 120 彈彈尾的尾管外徑及尾管長度，確定的尾管外徑 d1= ㎜ ，尾管長度a==240 ㎜ ，尾管壁厚為 ㎜ 。 尾翼參數(shù)的選取 尾翼在彈丸中的功能是與尾管組成穩(wěn)定裝置，使彈丸飛行穩(wěn)定，與彈丸定心部組成導(dǎo)引部，保證彈丸在炮膛內(nèi)定心。彈尾采用固定式尾翼，翼片形狀為平板，定心部突起后置，翼片數(shù)目定為 12 片 ，翼片寬度為 = ㎜ 。 彈 形系數(shù)計算 根據(jù)彈形系數(shù)的定義，計算公式為：4343 xxCCi ?? （ 43 年阻力定律） 已知 :Cx為 0. 1546，彈丸初速 v。為 272m/s，則 : M= v0 /a=272/340=0. 8 查對應(yīng) 43 年阻力定律 C*x 43值，取 C*x 43=0. 159 彈形系數(shù) 43i ??? ? xxCCi= 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 33 頁 穩(wěn)定裝置強度校核 尾管強度計算 尾管受力分為兩個危險期，第一危險期為點燃期，特點：壓力差大（ 對外界壓力近似為 0）；第二危險期為發(fā)射膛壓最大時期，特點：受慣性拉力最大。 第一危險期計算，將尾管看成密封圓筒時： （ 1） 用第二強度理論計算時只需計算最大切向相當(dāng)應(yīng)力，有公式及強度條件： )14()(3 22212221220t ??? dddd dP?[22] 2 5 22222 ???? ?? ）（）（ MPa 強度條件： 39。m ?? ?t 已知： 0P —基本藥管火藥氣體壓力 =88MPa； 2d —尾管內(nèi)徑 =； 1d —尾管外徑 =； ? =550MPa； 取 39。m =，則 t?39。m =263 aMP ? ? =550MPa 強度滿足要求。 （ 2） 考慮傳火孔應(yīng)力集中時： 公式： z? =0； 880r ??? P? MPa ]2)1([ 22212221 0t dkddd P ????? ????? ][ 88 2222 ）（711MPa 其中： k =[22] 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 33 頁 用第四強度理論計算，公式及強度條件： trrt ????? ??? 22 5 1 1 1 22 ????? MPa b???39。m 已知 b? =600MPa 取 39。m =，則 39。 ???? MPa≤ 600b? MPa 可見， b???39。m ，安全系數(shù) n=，強度滿足要求。 螺紋連接強度校核 已知：螺紋中徑 d= ㎜ ； 連接螺紋平均半徑 r=d/2= ㎜； 尾管半徑 ： Rm= ㎜； 彈 丸半 徑： R=60 ㎜； 螺紋有效長度： h=25 ㎜； 火藥氣體計算壓力： P=； 尾管質(zhì)量： m1= ㎏： 迫彈質(zhì)量： m= ㎏ ； 屈服強度： ?? MPa； 考慮剪切應(yīng)力破壞，強度條件為： ????? 則： )()( 2212 rhRRmmPR m??? ???? 2 22 ）（ 一般材料抗剪強度為 ? ? ?? ? =275 aMP 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 33 頁 得： ????? ，強度滿足要求。 小結(jié) 對 迫彈尾管、 尾翼進行設(shè)計， 并對尾管及聯(lián)接部分進行了校核，確定了 120 迫彈的穩(wěn)定裝置的參數(shù)。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 33 頁 4 外彈道特性研究 飛行穩(wěn)定性計算 已知穩(wěn)定性計算條件： 彈丸全長 l= 彈頭部長度（含引信） lto= 圓柱部長度 lz= 彈尾部長度 lw= 穩(wěn)定桿長度 a = 尾翼片平均弦長 b = 尾翼片數(shù)目 n=12 片 赤道轉(zhuǎn)動慣量 Jy=m2 質(zhì)心至彈底距離 x==473mm 彈丸最大橫斷面積 S= 空氣密度 ρ= 質(zhì)心到阻力中心的距離 h==㎜ 查表 [10]得： Cx=。 Cy=。 計算公式： 穩(wěn)定儲備量： 100h??LB ％ = =21