制导炮弹膛内转速特性建模及仿真研究

齐竹昌，张鹏飞，柴 劲，张 意

(西安现代控制技术研究所，西安 710065)

0 引言

火炮以射速快、射程远、威力大的优势在以往的战争中发挥着巨大的作用，而随着制导技术的发展，高精度制导弹药在现代化战争中已经占据了主导作用，常规炮弹已经无法满足当前战争的需要，制导炮弹应运而生。目前世界上主流的制导炮弹为激光末制导炮弹、卫星制导炮弹及二维修正制导炮弹[1]。与采用高速旋转飞行稳定的榴弹不同，制导炮弹通常采用折叠式尾翼和鸭式气动布局[2]，为保证制导炮弹有足够的过载能力，翼展通常设计较大，尾翼在火炮膛内处于折叠状态，出炮口后尾翼张开，弹体成为静稳定状态。

制导炮弹出炮口时转速过高会导致尾翼张开过程中离心力过大，翼片张开角速度增加，使翼片无法正常锁定；同时翼片与尾翼基座发生高速碰撞，会使尾翼结构受损，影响飞行弹道。为了避免尾翼在炮口高速旋转时张开结构受损，制导炮弹多采用金属滑动弹带设计，以减小制导炮弹膛内及出炮口的转速，制导炮弹炮口转速通常设计到6～10 r/s。

慈明森[3]针对滑动弹带弹丸炮口转速的计算方法进行了研究，推导了炮口转速计算模型，该方法未引入火炮内弹道模型，仅能在已知膛压条件下求出炮口转速，无法得到制导炮弹在膛内运动过程中的转速变化情况，同时其采用膛底压力的处理方法与真实结果存在一定偏差。文中针对制导炮弹膛内运动……