[发明专利]一种无尾翼的超空泡射弹及其设计方法

说明书

本发明公开了一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定空化器锥角；步骤2、确定空化器直径；步骤3、确定锥段线型；步骤4、确定射弹质量要求；步骤5、确定射弹质心位置。设计的无尾翼超空泡射弹通过线膛炮发射，外形可在水下稳定直航，以自旋方式实现空中弹道的稳定，设计合理的外形和衡重布局实现水下弹道的稳定，增大射弹有效射程。

技术领域

本发明属于超空泡射弹设计技术领域，具体涉及一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，还涉及一种无尾翼的超空泡射弹。

背景技术

超空泡射弹是一种通过机/舰载火炮发射高速弹丸，对鱼雷、水雷、UUV、蛙人等小型水下目标进行硬杀伤的武器，具有性价比高、响应速度快等优势，为舰艇、潜艇等大型作战单位对抗小型水下威胁提供了有效手段。为了扩大防御范围，超空泡射弹期望尽可能提高水下射程。

超空泡射弹的最大初始动能受限于发射装置，最小末端动能取决于毁伤需求，对于既定最大尺寸和发射装置的超空泡射弹，可认为其始末动能均是确定的，因此其水下射程仅取决于航行过程中的能耗，即航行阻力特性。在弹径一定的条件下，航行阻力正比于阻力系数和速度平方的乘积，因此减小阻力系数和射弹速度可有效提高超空泡射弹的水下射程，在初始动能一定的条件下，射弹速度的降低依赖于质量的提高，当最大尺寸一定时，可通过增加外形丰满度、使用高密度材质的方法提高射弹质量。综上所述，丰满度大、材料密度大、阻力系数小的超空泡射弹能够实现更大的水下射程。

目前研制的超空泡射弹多为有尾翼射弹，例如申请号为：CN201810729242.2，公开号为：CN 108844418 A，专利名称为：一种尾翼稳定高速超空泡射弹的发明专利申请中公开了：射弹由头部空化器、肩部截锥过度段、后部柱体和尾部尾翼组成，空化器直径不大于后柱体直径的1/3，尾翼高度不大于后柱体直径的一半，截面为三角形或直角梯形，通过添加尾翼可以改善射弹的弹道稳定性，提高射弹射程；射弹采用外带弹托的方式发射，弹托可直接压力作用在射弹底端面，也可在射弹弹体中部设计夺权环形凹槽，为弹托提供作用点。

为了改善有尾翼超空泡射弹的阻力特性，专利申请号为：CN201711482441.X，公开号为：CN 108180792 A，专利名称为：一种关于表面控制减阻的超空泡射弹，公开了改变原有固定尾鳍为可活动撑杆和缓冲器，通过添加传感器、控制器、驱动器来实现尾部安定面的可控性，射弹航行时通过传感器获取射弹速度并将速度指标发送给控制器，控制器预估空泡形状并控制驱动器改变撑杆和缓冲器径向位置，保证缓冲器不会突破空泡壁。

超空泡射弹的尾翼在一定程度上能够改善水弹道的稳定性，但也破坏了射弹的回转体外形。有尾翼超空泡射弹在发射时需要使用适配器，导致自身丰满度急剧减小，例如30mm口径的有尾翼超空泡射弹的弹体直径进不超过15mm，丰满度的损失对于射弹增程是极为不利的。表面控制减阻的超空泡射弹依然没能解决丰满度小的问题，该方案虽然能够改善射弹的阻力特性，但控制系统和驱动机构极为复杂，就当前技术水平而言，尚无法应用于小口径超空泡射弹。

发明内容

本发明的目的是提供一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，能够提高射弹的有效射程。

本发明的另一目的是提供一种无尾翼的超空泡射弹。

本发明所采用的技术方案是，一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、确定空化器锥角；

步骤2、确定空化器直径；

步骤3、确定锥段线型；

步骤4、确定射弹质量要求；

步骤5、确定射弹质心位置。

本发明的特点还在于：