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1、中北大学2013届毕业设计说明书毕业设计说明书迫弹特性分析与结构改进设计0901064122杨雄斐学生姓名： 学号： 弹药工程及爆炸技术机电工程学院学业学 院： 王坚茹专 业： 指导教师： 2013 年 06 月迫弹特性分析与结构改进设计摘要 迫击炮由于其具有弹道弯曲、射速高、机动性强、结构简单等特点，在战争中发挥了重要的作用。各国装备的迫击炮口径较多，主要分为大口径、中口径和小口径等。随着科技的进步，迫击炮武器系统有了新的发展。本设计是以55式120毫米迫击炮弹为基型弹，从尾管材料、尾翼材料及炸药材料的选择入手，通过对120 毫米迫击炮弹外弹道性能分析及对其进行材料的改进设计，达到设计要求。
2、对迫弹结构特征数、飞行稳定性、外弹道特性、发射强度、安定性进行计算、校核和估算，计算结果基本满足设计要求。关键词：120迫击炮弹，外弹道特性，飞行稳定性，结构特征数Mortar Analysis and design of structural improvement Abstract：Mortar because of its high firing rate, ballistic bending，mobility, simple structure and so on, in war play an important role. All the equipment, mainly div
3、ided into mortar diameter of large diameter, small size and etc. With the progress of science and technology, mortars weapon system with new development.The design is based on 55-in 120 mm mortar shells basis shells，from the tail pipe material, tail materials and explosives materials selection to st
4、art，Through the 120 mm mortar shell exterior ballistic performance analysis and design of its material improvements ，So that the range increases to meet the design requirements。By number of structural features Mortar, flight stability, external ballistic characteristics, emission intensity, stabilit
5、y calculations, checking and estimation，basically meet the design requirements。Keyword：120 mortar bombs，flight stability，external ballistic characteristics，structural features目录1 绪论11.1 迫击炮的地位与作用11.2 迫击炮的特点21.3 迫击炮的现状31.3.1 美军迫击炮装备情况51.3.2 英军迫击炮装备情况51.3.3 法军迫击炮装备情况61.3.4 俄军迫击炮装备情况61.3.5 我军迫击炮装备情况61.
6、3.6 现役迫击炮口径71.4 迫击炮武器系统的发展趋势71.5 开展120毫米迫击炮弹弹药研究的意义111.6 本文要做的工作122 迫击炮弹总体结构与分析132.1 技术指标132.2 总体方案的确定132.3 基本结构尺寸对迫弹性能的影响142.3.1 迫弹各部分长度对其性能的影响142.3.2 迫弹弹体结构及材料对其性能的影响152.3.3 炸药对其性能的影响162.3.4 稳定装置结构对其性能的影响162.3.5 技术要求172.4 120迫弹弹丸材料的选择172.4.1 材料选择30172.4.2 头螺、弹体材料的选择172.4.3 炸药的选择172.4.4 弹尾材料的选择18第
7、I页 共 II 页2.4.5 引信的选择182.5 结构诸元计算192.6 弹体强度计算202.6.1 弹体发射强度校核202.6.2 炸药安定性校核212.7 小结223 稳定装置设计233.1 稳定装置设计233.1.1 尾管设计233.1.2 尾管外径及尾管长度设计233.1.3 尾翼参数的选取233.1.4 弹形系数计算233.2 稳定装置强度校核243.2.1 尾管强度计算243.2.2 螺纹连接强度校核253.3 小结264 外弹道特性研究274.1 飞行稳定性计算274.2 弹道系数计算284.3 射程计算284.4 小结295 结束语30参考文献31致谢33第 II页 共 II
8、 页1 绪论1.1 迫击炮的地位与作用迫击炮弹作为地面压制武器之一，其产生源于军队的作战实践。冷兵器时代攻城采用的抛石机，热兵器时期有了火药以后，发展成为火炮。迫击炮就是在此基础上逐渐发展起来的。具有现代意义上迫击炮，则产生于1904年日俄战争中，日军围攻俄军占领的旅顺，用士兵随伴武器的迫击炮又重新受到作战部队的欢迎。因为在不依赖野战炮兵支援的情况下，迫击炮为步兵提供了向掩蔽之敌进行打击的有力手段。一直到二次世界大战前的一段时期中小口径迫击炮有了大发展。二次大战爆发后，战场上出现了坚固的野战工事，为此，各交战国竟相研制大口径迫击炮和自行迫击炮1。20世纪60年代后，由于科学技术的发展和生产工艺
9、的改进，迫击炮普遍采用了新结构、新材料、新技术及配用火箭增程弹，使迫击炮性能不断提高，射程、威力、射速不断增大，自行火炮、多管迫击炮、智能迫击炮、多功能迫击炮等新型迫击炮也有所发展，给传统意义上的迫击炮注入了新的生机和活力。 自20世纪70年代高新技术在军事科学领域的普及应用之时竞遭到种种非议，不仅它的固有缺点被进一步突出甚至夸大，即便是它的那些过去被普遍认同的优点也受到质疑甚至否定，为此，围绕迫击炮在当今信息化战场上的地位与作用的争论，在80年代末、90年代初达到了高峰。持否定观点的人以为，现代战场上以装甲目标居多，徒步步兵已不多见，而现行迫击炮战术技术性能已近极限，对付这些目标已很难奏效，
10、且迫击炮原有的作用完全可以用性能更优异的榴弹炮、反坦克炮甚至反坦克导弹取而代之，因此与其研制新型迫击炮莫如发展轻型榴弹炮。持肯定观点的人以为，迫击炮的小巧灵活性在现代战场上仍大有用武之地，某些作战条件下甚至是唯一有效且廉价的火力压制武器，利用现有高新技术研制新型迫击炮实属必要。还有一种折衷意见认为，现代战场仍然需要迫击炮，然而为使它发挥效用，必须对传统迫击炮的设计、战术使用从理论到实践进行全面革新。时至今日，这场争论并没有完全结束，也没有达成共识，但有一点可以肯定:全盘否定迫击炮的呼声已经逐渐转入低调。 迫击炮是介于轻、重武器之间的武器，既可以作为步兵分队的主要压制火力手段，又可以用于补充重型
11、身管火炮的支援火力。迫击炮是步兵最重要的武器之一。它是一种便携式曲射武器。弹道弯曲可以发射榴弹，发烟弹和照明弹2。迫击炮是一种常用的伴随步兵的火炮,用来完成消灭敌有生力量和摧毁敌方工事的任务,在过去的战争中发挥了很大的作用,在未来的战争中仍然是一种十分重要的武器3。迫击炮作为间瞄武器，以它独有的曲射弹道适于打击反斜面目标，在作为近距离(2 -10公里)压制火力手段的同时，还可以发射发烟弹、照明弹和燃烧弹等特种炮弹;配用反坦克炮弹和制导炮弹还可以加强反装甲火力，尤其是4一8公里距离上的反装甲能力；51, 60, 81毫米等中小口径迫击炮重量轻、体积小，适于单兵或兵组携带，因此适于在山地、丛林、海
12、岛、岸边地区等其他重型武器不能或难以到达的地区作战。迫击炮的这种独具的优点，使它成为现代轻型部队、快速反应部队、特种作战部队的理想装备。在阿富汗内战、两伊战争、英阿马岛海战和美军入侵巴拿马以及俄军车臣地区军事行动中，迫击炮都发挥了不可替代的作用4。据统计，第二次世界大战期间，地面部队战场伤亡的50%以上是由迫击炮造成的。在高新尖端武器广泛用于战场的今天，迫击炮作为传统的常规武器，不仅没有被时代所淘汰，而且还得到了广泛的运用和发展。迫击炮在现代战争中的作用, 已经为大量的战争实践所证实。近1015年来,迫击炮的主要发展方向之一是研制能提高战斗效能的精确制导弹药5。俄罗斯的车臣剿匪，美国的阿富汗反
13、恐，巴以武装冲突以及伊拉克战争，处处都可以看到迫击炮的身影6。迫击炮弹有尾翼稳定的，也有旋转稳定的。除某些大口径迫击炮弹是由后膛装填外，多数迫击炮弹是由炮口装填，依靠自身重力下滑，以一定的速度撞击炮膛底部击针而使弹上的底火发火，迫击二字即源于此。与线膛火炮相比，迫击炮弹具有如下优点： （1）、弹道弯曲，落角大，死角与死界小，并且容易选择射击阵地； （2）、质量小、结构简单、易拆卸、机动性好，可以抵近射击； （3）、发射速度高。一次装填，省去了退壳、关闩和击发动作； （4）、炮弹经济性好。弹体材料及装药价格较低廉7。 迫击炮的上述优点，给了它存在和发展的生命力。但是，由于迫击炮的初速低、射程近、
14、散布大，且难以平射，因而也限制着迫击炮弹的使用和发展。 1.2 迫击炮的特点迫击炮与火炮的最主要区别在于它没有复杂的反后座装置，而是直接通过土壤来吸收后座能量的；膛压低，初速小是保证全炮质量小的重要条件8。迫击炮由于弹道弯曲, 落角大，弹丸可以打到一般火炮达不到的死区, 因而, 特别适用于包围战9。迫击炮由炮身，炮架，高低机，方向机，瞄准镜，底饭，炮弹构成，结构简单、易于操作、射速大、便于隐蔽和防护、后勤支援简单、射击精度不亚于榴弹炮，弹道弯曲，死角、死界均很小，容易选择发射阵地，射速大，重量小，轻便灵活10，尤其是研制、生产、使用、维修费用低廉，能歼灭或压制遮蔽物后及反斜面上的敌有生力量及火器11，这些优点使它成为效费比较高的压制武器。另一方面，迫击炮口径小、射程近、射弹威力有限、射弹飞行时间长不易打击运动目标、射击时人员与火炮暴露在外易遭攻击、远距离射击精度较低，这些缺点使它在现代中等以上强度的作战中又难以发挥作用。因此，面对高技术信息战场的需求，迫击炮大有进一步改进和完善的必要。常规迫击炮一般为滑膛炮管、炮口装填、发射亚音速尾翼稳定弹, 用改变射角和附加药包的方法来调节射程。迫击炮基本划分为三类, 即轻型迫击炮：口径最大到60毫米，总重大约18公斤，弹重0.4至1.4
