[发明专利]一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构及设计方法

说明书

本发明的一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构，包括弹头、弹身、弹尾和四片可折叠尾翼；弹头设于弹身前端；弹身为标准圆柱体；弹尾主体采用方形体设计，弹尾前端与弹身圆柱之间光滑过渡，有利于保证气动外形的流畅性，方形的外表面有利于翼片折叠，方形体还增大了炸弹内部容积；四片可折叠尾翼沿着弹尾主体周向折叠，折叠后包络尺寸不超过弹身，能够适应圆形发射筒，此设计既可保证翼片折叠时结构更紧凑，又可保证展开时能完全突出弹体表面，更大程度地增大了翼片的受力面积，更利于提高炸弹的稳定性。本发明的气动外形布局结构具有高稳定性、高装填比，结构紧凑，特别适用于筒式发射。

技术领域

本发明属于灭火炸弹技术领域，具体涉及一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构及设计方法。

背景技术

气动布局也称为气动构型，是指空气动力面，例如尾翼，沿弹身周向及轴向相互配置的形式，翼面沿弹身周向布置形式主要有：平面型、十字型、×字型、环形、T型或改进环形。灭火炸弹是一种主要用于森林灭火的新型无控炸弹，具有成本低、可纵深灭火等特点，要求外形稳定性好、灭火剂装填多等。在炸弹外形尺寸包络被限制的条件下，目前国内尚缺乏用于森林灭火的外形气动性能稳定性高、装填比高的灭火炸弹。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构及设计方法，由此解决现有技术存在稳定性差、装填比低的技术问题。

本发明的一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构的设计方法，包括如下步骤：

S1、根据采用筒式发射的总体方案，灭火炸弹的尺寸包络不超过发射筒内径和筒长，确定炸弹的弹径和弹长；

S2、通过气动仿真确定尾翼结构方式，具体通过CFD仿真确定尾翼结构方式；为了保证炸弹顺利释放灭火剂，要求炸弹具有高稳定性能，如果炸弹采用固定尾翼方式，尾翼将不会突出弹身，气动仿真结果是静不稳定的，因此确定采用折叠尾翼的方式；

S3、确定尾翼折叠方式；尾翼折叠方式包括沿弹体轴向折叠和周向折叠，如果灭火炸弹采用轴向折叠方式需将尾翼折叠到弹体内，占用弹体的装填空间，产生不利影响，因此确定采用周向折叠方式；

S4、确定尾翼的形状结构；尾翼要求设计为易加工的结构，翼面采用平面形而不是卷弧形，弹尾在尺寸包络允许的条件下采用最大边长方形体，一方面作为折叠尾翼贴合面，另一方面增加装填空间，尾翼展长确定为不超过方形体最大边长；

S5、确定尾翼的其它外形尺寸；在满足步骤S1-S4外形设计方法的约束下，其它外形尺寸通过经验选定，包括尾翼根弦长(决定弹尾方形体的长度)、弹头长度及形状、弹身长度，利用气动仿真计算满足灭火炸弹弹道对气动外形静稳定度和阻力的要求。

一种灭火炸弹紧凑型大展弦比气动外形布局结构，包括弹头、弹身、弹尾和四片可折叠尾翼；

弹头设于弹身前端；

弹身为标准圆柱体；

弹尾主体采用方形体设计，弹尾前端与弹身圆柱之间光滑过渡，有利于保证气动外形的流畅性，方形的外表面有利于翼片折叠，方形体还增大了炸弹内部容积；

四片可折叠尾翼沿着弹尾主体周向折叠，折叠后包络尺寸不超过弹身，能够适应圆形发射筒，此设计既可保证翼片折叠时结构更紧凑，又可保证展开时能完全突出弹体表面，更大程度地增大了翼片的受力面积，更利于提高炸弹的稳定性。

进一步地，所述弹头为圆弧尖拱形，圆弧曲线半径与最大弹径的比值为1.40-1.45，长度占全弹总长的0.29-0.30；此外形依据阻力特性尽量小的原则进行设计。

进一步地，弹身为标准圆柱体，长细比为1.48-1.49；此外形依据装填比尽量大的原则进行设计。