﻿ 横向摩擦力计算方法及对内弹道性能影响研究
 舰船科学技术  2022, Vol. 44 Issue (23): 181-184    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2022.23.038 PDF

1. 中国船舶集团有限公司第七一三研究所，河南 郑州 450015;
2. 河南省水下智能装备重点实验室，河南 郑州 450015;
3. 海军装备部驻郑州地区军事代表室，河南 郑州 450015

Research on the calculation of transverse force and impact on interior ballistics
CHANG Shu-li1,2, ZHANG Dai-guo3, YAN Qing-xiao1,2, ZUO You-xing1,2
1. The 713 Research Institute of CSSC, Zhengzhou 450015, China;
2. Henan Key Laboratory of Underwater Intelligent Equipment, Zhengzhou 450015, China;
3. The Military Office of PLA Navy in Zhengzhou Area, Zhengzhou 450015, China
Abstract: In this paper, a plane trajectory calculation model of loaded underwater launch tube under the influence of transverse flow is established. Using different methods to calculate the compression of damping pad in the process of load exit under a specific working condition. Through carried on the contrast analysis to two computational methods, Analysis results demonstrated the feasibility of the cosine hypothesis. Based on the load launch friction, In the exit trajectory calculation, a comparative analysis is made between considering transverse force. The results show that considering the influence on the exit velocity, it has little effect on the maximum acceleration of load movement and the maximum pressure in the pipe.
Key words: underwater launch     lateral force     interior ballistics
0 引　言

1 负载出筒过程中横向动力学计算 1.1 横向力作用下负载运动模型

 图 1 负载管内运动示意图 Fig. 1 The representation of the load movement in the pipe
 ${\rm{d}}Q = {\rm{d}}U + P{\rm{d}}V，$ (1)
 $P = \sum {\frac{{{m_i} \cdot {R_i}{T_i}}}{{{V_i}}}} ，$ (2)
 $M\frac{{{\rm{d}}{\upsilon _X}}}{{{\rm{d}}t}} = {F_T} - {F_Z}，$ (3)
 $(M + {\lambda _{22}})\frac{{{\rm{d}}{\upsilon _Y}}}{{{\rm{d}}t}} = {F_Y} - {F_Y}_S - {\omega _Z}M{\upsilon _X} - {\lambda _{26}}\frac{{{\rm{d}}{\omega _Z}}}{{{\rm{d}}t}}，$ (4)
 $({J_Z} + {\lambda _{66}})\frac{{{\rm{d}}{\omega _Z}}}{{{\rm{d}}t}} = {M_Z} - {M_{PY}} - {\lambda _{26}}\frac{{{\rm{d}}{\upsilon _Y}}}{{{\rm{d}}t}}，$ (5)
 ${{\rm{d}}\vartheta }/{{\rm{d}}t}$ (6)
 ${\raise0.7ex\hbox{${{\rm{d}}{X_0}}$} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\rm{d}}{X_0}} {{\rm{d}}t}}}\right.} \lower0.7ex\hbox{${{\rm{d}}t}$}} = {\upsilon _X}\cos \vartheta - {\upsilon _Y}\sin \vartheta ，$ (7)
 ${\raise0.7ex\hbox{${{\rm{d}}{Y_0}}$} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\rm{d}}{Y_0}} {{\rm{d}}t}}}\right.} \lower0.7ex\hbox{${{\rm{d}}t}$}} = {\upsilon _X}\sin \vartheta + {\upsilon _Y}\cos \vartheta 。$ (8)

1.2 横向力动力学计算结果

 图 2 各圈减震垫的变形 Fig. 2 The deformation of the damping pad
2 横向力引起摩擦力计算 2.1 余弦假设分析方法 2.1.1 周向减震垫余弦假设分布

 图 3 每圈减震垫的布局位置图 Fig. 3 The layout of the damping pad

 $z = \frac{{{z_1} + {z_5}}}{2} + \frac{{{z_1} - {z_5}}}{2}\cos \theta 。$ (9)

2.1.2 摩擦力计算

 图 4 减震垫发射过程中对负载产生的摩擦力 Fig. 4 The friction originated by the compression of damping pad
2.2 减震垫几何变形量分析方法 2.2.1 周向减震垫几何变形

 图 5 发射前负载与发射筒质心处截面 Fig. 5 The transverse section of the load and the pipe before launch

 图 6 5 m行程时负载与发射筒质心处截面 Fig. 6 The transverse section of the load and the pipe when travel 5 m
2.2.2 摩擦力计算

 图 7 减震垫发射过程中对负载产生的摩擦力 Fig. 7 The friction originated by the compression of damping pad
2.3 两种方法计算结果分析

 图 8 不同方法计算的摩擦力对比曲线 Fig. 8 The correlation curve of the friction calculated by different methods
3 横向力对内弹道影响分析

 图 9 负载运动速度随时间变化曲线图 Fig. 9 The velocity-time curves

 图 10 负载运动加速度随时间变化曲线图 Fig. 10 The acceleration-time curves

 图 11 发射管内压力随时间变化曲线图 Fig. 11 The pressure-time curves

4 结　语

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