趙 錚，宋佳祺，李廣進(jìn)，王宏偉

(1.陸軍裝備部駐沈陽地區(qū)軍事代表局，沈陽 110015；2.遼寧華興機(jī)電有限公司，遼寧 錦州 121017)

美國M739A1引信主要機(jī)構(gòu)之一——“延期機(jī)構(gòu)”具有良好的使用性能，被廣泛應(yīng)用于世界多國彈藥產(chǎn)品及我國國產(chǎn)化產(chǎn)品中[1-2]。經(jīng)多國實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，證明該類型產(chǎn)品具有良好的綜合作戰(zhàn)性能。與此同時(shí)，研究機(jī)構(gòu)圍繞該型產(chǎn)品建立了多個(gè)動(dòng)力分析計(jì)算模型，為進(jìn)一步進(jìn)行引信優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)[3-4]。但是，對(duì)用于相對(duì)薄弱目標(biāo)射擊時(shí)的作用效果缺乏相應(yīng)分析[5-6]。因此，本文就該機(jī)構(gòu)用于相對(duì)薄弱目標(biāo)射擊時(shí)，機(jī)構(gòu)能否完成作用過程進(jìn)行分析，便于為該機(jī)構(gòu)的使用條件提供依據(jù)。

1 M739A1引信自調(diào)延期機(jī)構(gòu)作用機(jī)理及分析計(jì)算

1.1 自調(diào)延期機(jī)構(gòu)作用原理

自調(diào)延期機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 M739A1引信自調(diào)延期機(jī)構(gòu)

由圖1可知，裝在活機(jī)體上的兩個(gè)離心子，被擊針座凸臺(tái)擋住，限制活擊體前移；發(fā)射時(shí)，兩個(gè)離心子由于離心子簧抗力及自身慣性力產(chǎn)生的摩擦阻力同時(shí)作用不能外撤，逐漸解除對(duì)活機(jī)體部件的限制。出炮口后，隨著后坐慣性力的減弱，兩個(gè)離心子外撤到位，解除對(duì)活擊體部件的限制，鎖瓣在離心力作用下旋轉(zhuǎn)到位，阻止離心子復(fù)位。

飛行時(shí)，由于受空氣阻力及章動(dòng)作用，引信內(nèi)部的活動(dòng)零部件受到向前的爬行力和章動(dòng)力的同時(shí)作用，但由于活機(jī)體部件自身的質(zhì)量偏心產(chǎn)生的離心力而形成的摩擦阻力與活機(jī)體簧抗力之和大于活機(jī)體部件向前的爬行力和章動(dòng)力之和，活機(jī)體不能向前運(yùn)動(dòng)，因此，自調(diào)延期機(jī)構(gòu)在彈道飛行時(shí)，處于安全狀態(tài)。

接觸目標(biāo)后，在目標(biāo)阻力作用下，活機(jī)體部件及滑套受減速慣性力作用，克服活機(jī)體簧及滑套簧的抗力和摩擦阻力前沖到位，釋放下鋼珠；當(dāng)減速慣性力逐漸減弱，滑套簧抗力大于滑套所受的慣性力時(shí)，滑套簧推動(dòng)滑套下移到位，解除對(duì)上鋼珠的限制，釋放擊針，擊針在擊針簧的作用下?lián)舭l(fā)。

該機(jī)構(gòu)缷載發(fā)火的動(dòng)作原理表明對(duì)水面艦艇或岸上工事等具有一定厚度目標(biāo)作用時(shí)能夠形成“空穴效應(yīng)”，達(dá)到較好的作戰(zhàn)效果。

1.2 自調(diào)延期機(jī)構(gòu)動(dòng)作條件計(jì)算

1.2.1 計(jì)算活擊體部件前沖條件

活擊體部件前沖條件如式(1)所示。

(1)

式中：a0為活機(jī)體部件前沖時(shí)彈丸阻力加速度(m/s2)；R0為活機(jī)體簧剛度(g/mm)，R0=13.22；

h0為活機(jī)體簧裝配狀態(tài)下被壓縮的高度(mm)，h0=48.64；g為重力加速度(m/s2)，g=9.81；M0為活機(jī)體部件質(zhì)量(kg)，M0=25.9×10-3。

計(jì)算得a0≥223.5m/s2。計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)彈丸阻力加速a0≥223.5m/s2時(shí)，活機(jī)體部件可以前沖。

1.2.2 計(jì)算滑套運(yùn)動(dòng)條件

滑套前沖條件如式(2)所示。

(2)

式中：a1為滑套簧前沖時(shí)彈丸阻力加速度(m/s2)；R1為滑套簧剛度(g/mm)，R1=80.36；h1為滑套簧配狀態(tài)下被壓縮的高度(mm)，h1=16.39；M1為滑套質(zhì)量(kg)，M1=2.6×10-3。

經(jīng)計(jì)算a1≥0.5×104m/s2。

滑套下移條件如式(3)所示。

(3)

式中：a2為滑套前沖時(shí)彈丸阻力加速度(m/s2)；h2為滑套簧配狀態(tài)下被壓縮的高度(mm)，h2=17.28；

經(jīng)計(jì)算a2≤0.4×104m/s2。

2 自調(diào)延期機(jī)構(gòu)對(duì)相對(duì)弱的目標(biāo)射擊分析計(jì)算

2.1 自調(diào)延期機(jī)構(gòu)活機(jī)體啟動(dòng)條件

以500m/s著速對(duì)1mm鋼板射擊為例計(jì)算，自調(diào)延期機(jī)構(gòu)活機(jī)體部件啟動(dòng)條件如式(4)所示。

a-a0≥0

(4)

其中

(5)

式中：a為彈丸阻力加速度(m/s2)；a0為(1)式求得，a0=223.5；Vba為彈丸臨界穿透速度(m/s)；H為彈丸弧形部長度(dm)，H=2.03；b為目標(biāo)厚度(dm)，b=0.01；α為彈丸著角(°)，α=0°。

經(jīng)計(jì)算Vba=35m/s、a=3007.6m/s2>a0，活擊體部件可以啟動(dòng)。

2.2 自調(diào)延期機(jī)構(gòu)活機(jī)體運(yùn)動(dòng)到位條件

自調(diào)延期機(jī)構(gòu)完成作用過程，不僅需要活機(jī)體部件可以啟動(dòng)，而且需要運(yùn)動(dòng)到位，才能保證擊針滿足擊發(fā)條件。即活機(jī)體部件運(yùn)動(dòng)起始動(dòng)能應(yīng)大于活機(jī)體部件的摩擦阻力功，其推導(dǎo)公式如式(6)所示。

E-E0≥0

(6)

其中

(7)

E0=Ef1+Ef2

(8)

VH=V0-Vr

(9)

(10)

(11)

式中：E為活機(jī)體部件運(yùn)動(dòng)起始動(dòng)能(N·m)；Ef1為活機(jī)體部件產(chǎn)生摩擦阻力功(N·m)，Ef2活機(jī)體部件克服彈簧抗力消耗的能量(N·m)；Ef2=0.0272；m為活機(jī)體部件質(zhì)量(kg)，m=25.9×10-3；r0為活機(jī)體部件與彈軸偏心距(m)，r0=0.5×10-3；l為活機(jī)體部件運(yùn)動(dòng)到位行程(m)，l=4.87×10-3；η為火炮纏度(倍口徑)，η=30.6；V0為彈丸著速(m/s)，V0=500；Vba為彈丸臨界穿透目標(biāo)速度(m/s)，Vba=35.04；Vr為彈丸穿透剩余速度(m/s)；VH為活機(jī)體部件起始運(yùn)動(dòng)速度(m/s)。

經(jīng)計(jì)算VH=1.23m/s、E=0.0195N·m、E0=0.0591N·m，E-E0=-0.0437N·m<0，不滿足E-E0≥0條件，因此，活機(jī)體部件將不能運(yùn)動(dòng)到位，即自調(diào)延期機(jī)構(gòu)不具備擊發(fā)條件，將導(dǎo)致引信瞎火。通過計(jì)算以次類推，得出在著速400～700m/s條件下7種著速自調(diào)延期機(jī)構(gòu)活機(jī)體部件臨界動(dòng)能及所對(duì)應(yīng)穿透鋼板極限厚度值如表1所示。

表1 活機(jī)體部件臨界動(dòng)能條件下及所對(duì)應(yīng)的穿透鋼板值厚度

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證推導(dǎo)公式的正確性，結(jié)合某型76mm

彈藥引信試驗(yàn)，對(duì)一定厚度鋼板射擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 對(duì)靶射擊試驗(yàn)情況表

4 結(jié)論

(1)采用推導(dǎo)公式E-E0≥0驗(yàn)證自調(diào)延期機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能條件可行，可為研究該機(jī)構(gòu)對(duì)薄弱目標(biāo)射擊時(shí)作用機(jī)理提供一定理論支撐。

(2)在一定范圍內(nèi)對(duì)薄弱目標(biāo)射擊時(shí)，著速越低，越有利于自調(diào)延期機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其功能。