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1、指指导教教师：*长尾翼低速破岩尾翼低速破岩弹总体体结构构设计n班班级：*班班n学学生：生：*n学号学号：*n背景：背景： 现代采矿和救灾过程中经常遇到需要对松软岩体的破碎和清现代采矿和救灾过程中经常遇到需要对松软岩体的破碎和清理。理。意义：意义： 目前，普遍采用的常规开采方法主要有钻眼爆破、掘进机掘目前，普遍采用的常规开采方法主要有钻眼爆破、掘进机掘进以及人工风镐挖掘三种方法。从开采原理来看，以上三种方法进以及人工风镐挖掘三种方法。从开采原理来看，以上三种方法均需要工作人员长时间、近距离靠近松软岩体作业，但对于松软均需要工作人员长时间、近距离靠近松软岩体作业，但对于松软非稳定岩体具有易破碎、易
2、滑移冒落等特点，因此施工过程中会非稳定岩体具有易破碎、易滑移冒落等特点，因此施工过程中会给相关工作人员及掘进设备带来极大的安全隐患。另一方面，对给相关工作人员及掘进设备带来极大的安全隐患。另一方面，对于钻眼爆破及人工风镐挖掘还需工作人员花费大量时间利用专业于钻眼爆破及人工风镐挖掘还需工作人员花费大量时间利用专业经验选取适当位置进行人工钻眼，因而同时存在开采效率较低的经验选取适当位置进行人工钻眼，因而同时存在开采效率较低的缺陷。本文设计的一种快速辅助破碎及清理岩体的破岩弹，特别缺陷。本文设计的一种快速辅助破碎及清理岩体的破岩弹，特别适用于对井下巷道内松软非稳定岩体的开采。适用于对井下巷道内松软非
3、稳定岩体的开采。本文的背景及意义本文的背景及意义论文的结构论文的结构n第一部分，破岩弹总体方案设计；第一部分，破岩弹总体方案设计；n第二部分，引信控制系统的研究，完成零部件的详第二部分，引信控制系统的研究，完成零部件的详细设计；细设计；n第三部分，对弹丸内弹道以及飞行稳定性进行校验第三部分，对弹丸内弹道以及飞行稳定性进行校验计算。计算。 总体方案设计总体方案设计序号和名称序号和名称1 1、外筒，、外筒，2 2、破岩弹，、破岩弹，3 3、引信，引信，4 4、装药，、装药，5 5、配重，、配重，6 6、尾翼，、尾翼，7 7、发射推板，、发射推板，8 8、推进剂，、推进剂，9 9、底座，、底座，10
4、10、定位销，、定位销，1111无线收发模块无线收发模块总体方案说明总体方案说明u本文设计的一种辅助清理松软岩体的破岩弹，包括破岩弹本文设计的一种辅助清理松软岩体的破岩弹，包括破岩弹本体和用于发射所述破岩弹本体的发射筒，发射筒分为发本体和用于发射所述破岩弹本体的发射筒，发射筒分为发射内筒和发射外筒射内筒和发射外筒,发射外筒较发射内筒长，均为圆筒状，发射外筒较发射内筒长，均为圆筒状，二者其中一端通过安全销相互连接，并同时定于地面定位二者其中一端通过安全销相互连接，并同时定于地面定位底座上，发射外筒的另一端有开口，外部还设有远程无线底座上，发射外筒的另一端有开口，外部还设有远程无线信息收发器，发射
5、内筒中设有推进动力源信息收发器，发射内筒中设有推进动力源,其上方设有圆盘其上方设有圆盘状的发射推板；状的发射推板；u所述破岩弹本体包括破岩弹壳体，优先采用轻质金属材料所述破岩弹本体包括破岩弹壳体，优先采用轻质金属材料制成，该壳体前部为圆筒状，前部顶端设置为流线型，后制成，该壳体前部为圆筒状，前部顶端设置为流线型，后部为外凸尖拱形，其内部分为前后两部分，其前部放置主部为外凸尖拱形，其内部分为前后两部分，其前部放置主装药和引信，后部装有配重体，配重体优先采用密度较人装药和引信，后部装有配重体，配重体优先采用密度较人的惰性材料，如混凝土，置于破岩弹壳体的底部；破岩弹的惰性材料，如混凝土，置于破岩弹壳
6、体的底部；破岩弹壳体的后部外端固定有稳定尾翼，其翼展小于发射外筒的壳体的后部外端固定有稳定尾翼，其翼展小于发射外筒的内径，其弦长占破岩弹本体总体长度的内径，其弦长占破岩弹本体总体长度的50以上；破岩弹以上；破岩弹本体置于发射外筒内，其前部朝向发射外筒有开口的一端，本体置于发射外筒内，其前部朝向发射外筒有开口的一端，其稳定尾翼与发射推板接触。其稳定尾翼与发射推板接触。发射示意图发射示意图发射过程发射过程 本文弹丸在具体发射时，根据井下巷道松软体的本文弹丸在具体发射时，根据井下巷道松软体的实际位置确定破岩弹的着靶点，利用地而定位底座实际位置确定破岩弹的着靶点，利用地而定位底座将发射筒固定，且开口对
7、准松软岩体着靶点，针对将发射筒固定，且开口对准松软岩体着靶点，针对巷道顶板的松散岩体，采用自底部向上的垂直发射巷道顶板的松散岩体，采用自底部向上的垂直发射方式；现场工作人员撤离至安全距离之外发射无线方式；现场工作人员撤离至安全距离之外发射无线控制指令，通过发射外筒上的远程无线信息收发器控制指令，通过发射外筒上的远程无线信息收发器开启发射内筒内的推进动力源：推进动力源启动后，开启发射内筒内的推进动力源：推进动力源启动后，推动发射推板，发射推板同时推动破岩弹尾部的稳推动发射推板，发射推板同时推动破岩弹尾部的稳定尾翼使整个破岩弹本体沿发射筒飞出，其头部指定尾翼使整个破岩弹本体沿发射筒飞出，其头部指向
8、预先设定的松软岩体作用点；当破岩弹头部撞击向预先设定的松软岩体作用点；当破岩弹头部撞击松软岩体后，引信受撞击过载作用解除保险进而引松软岩体后，引信受撞击过载作用解除保险进而引爆位于其前端的主装药。爆位于其前端的主装药。引信设计引信设计u引信引信:是利用目标信息和环境信息，在预定条件下引爆或引是利用目标信息和环境信息，在预定条件下引爆或引燃弹药战斗部装药的控制装置（系统）。燃弹药战斗部装药的控制装置（系统）。u根据本文的设计条件，破岩弹直径为根据本文的设计条件，破岩弹直径为60mm；设计发射速；设计发射速度度100m/s;破碎岩石强度破碎岩石强度30MPa;本文采用简单的触本文采用简单的触发引信
9、发引信.引信结构图引信结构图引信作用过程引信作用过程u在发射前，摘掉保险帽；在发射前，摘掉保险帽；u发射时，后坐力作用时间较长发射时，后坐力作用时间较长 ，足以使左侧的铜柱下移运，足以使左侧的铜柱下移运动到位，击针以其锥面将钢珠挤进左侧通道，在击针弹簧动到位，击针以其锥面将钢珠挤进左侧通道，在击针弹簧的作用下击针抵中盖箔的作用下击针抵中盖箔, ,击针离开雷管座，雷管座在锥簧的击针离开雷管座，雷管座在锥簧的作用下左平移到位，雷管与击针对正，引信处于待发状态。作用下左平移到位，雷管与击针对正，引信处于待发状态。u碰到目标时，在目标反作用力的作用下，击针下移戳击雷管，碰到目标时，在目标反作用力的作用
10、下，击针下移戳击雷管，引爆导爆药和传爆药，进而引爆引爆战斗部。引爆导爆药和传爆药，进而引爆引爆战斗部。 飞行稳定性说明飞行稳定性说明u弹丸的稳定方式在一般有尾翼稳定和旋转稳定，该弹是在近弹丸的稳定方式在一般有尾翼稳定和旋转稳定，该弹是在近似直射弹道段即上升段内攻击目标，其外弹道和飞行稳定似直射弹道段即上升段内攻击目标，其外弹道和飞行稳定性研究只考虑弹道上升段，而不必关心弹道顶点和弹道的性研究只考虑弹道上升段，而不必关心弹道顶点和弹道的下降段。下降段。u作为尾翼稳定弹，灭火弹的长度由弹头部、圆柱部、弹尾部作为尾翼稳定弹，灭火弹的长度由弹头部、圆柱部、弹尾部和尾部稳定杆等各部分的长度决定，受飞行稳
11、定条件限制和尾部稳定杆等各部分的长度决定，受飞行稳定条件限制较小，因此可以通过适当增大弹丸长度来增加装药量。但较小，因此可以通过适当增大弹丸长度来增加装药量。但随着弹体长度的增大，空气阻力亦将随之增加，进而导致随着弹体长度的增大，空气阻力亦将随之增加，进而导致射程的减小，可见其结构与灭火弹弹道性能直接相关。所射程的减小，可见其结构与灭火弹弹道性能直接相关。所以弹体结构的设计，必须在保证灭火弹性能的前提下对弹以弹体结构的设计，必须在保证灭火弹性能的前提下对弹头部、圆柱部和弹尾部形状、尺寸进行合理设计。头部、圆柱部和弹尾部形状、尺寸进行合理设计。飞行稳定性计算飞行稳定性计算通过代入数据得到如下的弹
12、丸攻角岁时间变化图通过代入数据得到如下的弹丸攻角岁时间变化图:本论文的不足之处本论文的不足之处 由于本人所学知识有限，对产品的深入研究不够，由于本人所学知识有限，对产品的深入研究不够，对专业知识理解上的不深入。在一些内容表述和论证上对专业知识理解上的不深入。在一些内容表述和论证上存在着不当之处。存在着不当之处。主要参考文献主要参考文献u引信设计与应用引信设计与应用 u画法几何及机械制图画法几何及机械制图u导弹总体结构与分析导弹总体结构与分析 u兵器概论兵器概论 大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的顺利完成，要特别感谢我的指指导导老老师师韩晶韩晶老师，老师，感感谢各位分院老师的关心和帮助。谢各位分院老师的关心和帮助。 致谢致谢
