引信外弹道角运动环境模拟试验装置的制作方法

本发明属于试验技术，具体涉及一种引信外弹道角运动环境模拟试验装置。

背景技术：

目前中大口径线膛火炮旋转弹丸在研制、试验、验收和训练时，有时会出现引信瞎火形成未爆弹药或者提前发火导致弹道炸的事故，这些情况的出现大都是由引信安全系统、发火系统未能正常工作所致。虽然瞎火导致弹药未爆和弹道炸事故出现的概率很小，但近年来，我军的训练和演习更加追求实战化，在训练和演习中使用的弹药越来越多，瞎火和弹道炸事故发生的次数就很频繁。如果出现瞎火，一般对未爆弹药采用就地销毁或回收集中销毁的方法处理，往往难以找到瞎火的原因。而发生弹道炸的弹丸，残骸一般都是碎片，难以得到弹道炸事故的原因。弹丸在外弹道上飞行过程中引信机构的运动规律，是引信设计、试验、性能校核的重要依据和基础。由于引信机构具有零部件尺寸小、结构紧凑，外弹道环境较为复杂的特点，通过射击试验、风洞试验直接获取引信机构在外弹道上的运动规律的难度很大。导致瞎火和弹道炸事故发生的原因通常与设计弹丸时对弹丸外弹道角运动规律认识不清楚、没有较为准确的数据有关。因此通过物理仿真尽可能模拟弹丸外弹道环境，从而获得弹丸及其引信在外弹道环境上的运动规律，已成为国内外引信技术研究中的迫切需要。在弹丸外弹道飞行阶段引信及其零部件受到的力主要有爬行力、章动力、离心惯性力、切向惯性力、哥式惯性力和迎风空气压力等，在将弹丸看作弹性体的情况下还存在振动现象，且要考虑弹丸动不平衡状态下的运动情况。因此，急需对有代表性的弹丸攻角运动、自转运动进行物理仿真，建立起模拟试验装置，提升我国引信外弹道环境的研究试验条件，促进引信技术的发展。

引信外弹道角运动环境模拟试验装置可以解决如下问题：

a.对引信产品进行外弹道模拟试验，通过调整装置的输入参数，获得引信产品在不同外弹道环境下的作用情况，分析引信产品的各项战术指标，如果出现问题，也可以及时优化处理。可以针对gjb373a-1997《引信安全性设计准则》^[1]中规定的要求对引信进行安全性验证，通过多次试验，对得到的试验数据进行统计分析。

b.在引信产品设计过程中，可以通过引信外弹道角运动环境模拟试验装置进行设计方案的验证，在设计前期就可以发现设计过程中的问题，并加以改进。相对于实际试验，模拟验证可以在前期缩短试验周期，降低试验成本，为实际试验做前期准备。对于完成设计的产品，可以对产品进行作用可靠性检验，验证产品的各方面性能是否达到了预期要求。

c.对于出现问题的产品，可以通过引信外弹道角运动环境模拟试验装置寻找发生瞎火和弹道炸问题的原因，为引信产品改进设计提供帮助。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种引信外弹道角运动环境模拟试验装置，以实现弹丸在外弹道上的角运动，包括弹丸及其引信的自转运动，还可观察弹丸动不平衡状态以及引信偏歪情况下的引信状态。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种引信外弹道角运动环境模拟试验装置，包括底板、减速器、模拟弹丸运动机构、万向节传动机构、上曲柄滑块传动机构、下曲柄滑块传动机构、上齿轮齿条传动机构、下齿轮齿条传动机构、两根输入轴和两个支撑座；两个支撑座对称设置在下曲柄滑块传动机构上，且与底板固连，下齿轮齿条机构位于上齿轮齿条传动机构的下方，上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构分别通过输入轴与减速器相连，减速器的输入端连接电机，将电机输出的整周回转运动转换为上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构往复运动；上曲柄滑块传动机构位于下曲柄滑块传动机构上方，上曲柄滑块传动机构设置在模拟弹丸运动机构内，且其顶部伸出模拟弹丸运动机构，上齿轮齿条传动机构通过万向节传动机构与上曲柄滑块传动机构顶部接触，产生传动关系，下曲柄滑块传动机构一端连接模拟弹丸运动机构，另一端连接下齿轮齿条传动机构，上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构分别通过支撑架固定在底板上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过使用简单的传动机构，让装置结构简单，可靠性高。

（2）简单零部件与标准件的使用，易于加工，且更换容易，后期维护成本较低。

（3）本发明同时模拟弹丸动不平衡和引信偏歪的情况，可以实现验证这种情况下引信的安全性和作用可靠性的功能。

附图说明

图1为本发明引信外弹道角运动环境模拟试验装置的主视图。

图2为本发明引信外弹道角运动环境模拟试验装置的侧视图。

图3为本发明引信外弹道角运动环境模拟试验装置的局部立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

结合图1、图2和图3，一种引信外弹道角运动环境模拟试验装置，包括底板14、减速器12、模拟弹丸运动机构、万向节传动机构、上曲柄滑块传动机构、下曲柄滑块传动机构、上齿轮齿条传动机构、下齿轮齿条传动机构、两根输入轴11和两个支撑座17。两个支撑座17对称设置在下曲柄滑块传动机构上，且与底板1固连，底板1通过螺栓与地面固定。下齿轮齿条机构位于上齿轮齿条传动机构的下方，上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构分别通过输入轴11与减速器12相连，减速器12的输入端连接电机，将电机输出的整周回转运动转换为上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构往复运动。上曲柄滑块传动机构位于下曲柄滑块传动机构上方，上曲柄滑块传动机构设置在模拟弹丸运动机构内，且其顶部伸出模拟弹丸运动机构，上齿轮齿条传动机构通过万向节传动机构与上曲柄滑块传动机构顶部接触，产生传动关系，下曲柄滑块传动机构一端连接模拟弹丸运动机构，另一端连接下齿轮齿条传动机构。上齿轮齿条传动机构和下齿轮齿条机构分别通过支撑架固定在底板14上方。

所述上齿轮齿条传动机构包括齿条8、齿轮9和连杆10。输入轴11端部与连杆10一端相连，连杆10另一端通过轴承与齿条8相连，齿条8底部与齿轮9啮合，齿轮9与万向节传动机构连接，齿条8可以往复移动，将运动输出给万向节传动机构。

下齿轮齿条机构包括齿条8、齿轮9和连杆10。输入轴11端部与连杆10一端相连，连杆10另一端通过轴承与齿条8相连，齿条8底部与齿轮9啮合，齿轮9与下曲柄滑块传动机构相连。

所述万向节传动机构包括依次相连的第一直齿圆锥齿轮2、左置万向节3、万向节连接轴4、中置万向节凸杆5、中置万向节凹杆6和右置万向节7。上齿轮齿条机构的齿轮9通过右置万向节7将往复运动传递给万向节传动机构。中置万向节凹杆6一端设有方形盲孔，中置万向节凸杆5一端设有凸出的方形杆，将中置万向节凸杆5插入中置万向节凹杆6的方形盲孔中，两者之间可以相互滑动但无相对转动。第一直齿圆锥齿轮2与上曲柄滑块传动机构接触，通过万向节传动机构将上齿轮齿条机构的往复运动输出给上曲柄滑块机构。

所述上曲柄滑块机构包括上驱动杆1、第二直齿圆锥齿轮25和上摆动块21。上驱动杆1顶部伸出模拟弹丸运动机构，上驱动杆1底部设有第一滑块，第二直齿圆锥齿轮25固定在上驱动杆1顶部，与万向节传动机构的第一直齿圆锥齿轮2啮合传动，上摆动块21上设有第一滑槽，上驱动杆1底部的第一滑块设置在第一滑槽，并可在第一滑槽滑动，上摆动块21通过转轴与模拟弹丸运动机构连接。

万向节传动机构的第一直齿圆锥齿轮2通过直齿圆锥齿轮2将往复运动传递给上曲柄滑块机构中的上驱动杆1。上驱动杆1通过滑块在上摆动块21上的滑动来实现上摆动块21的摆动，从而带动模拟弹丸运动机构中横摆动轴20的横向运动。

所述下曲柄滑块机构包括下驱动杆15和下摆动块16。下驱动杆15一端与下齿轮齿条机构的齿轮9啮合，另一端设有第二滑块，下摆动块16上设有第二长条孔，下驱动杆15的第二滑块设置在第二滑槽，并可在第一滑槽滑动，下摆动块16通过转轴与模拟弹丸运动机构连接。

通过下驱动杆15将下齿轮齿条机构输出的往复运动传递到下曲柄滑块机构中。下驱动杆15通过第二滑块在下摆动块16上的滑动来实现下摆动块16的摆动从而带动摆动框19纵向运动。

所述模拟弹丸运动机构包括摆动框19、模拟弹丸24和两根横摆动轴20。模拟弹丸24插入固定套23中，两根横摆动轴20对称固定在固定套23的顶部和底部，使得模拟弹丸24和两根横摆动轴20垂直。摆动框19为方形框架，顶面设有一块竖直的挡板，左置万向节3穿过所述挡板，对万向节传动机构起到支撑作用。固定套23位于摆动框19中心，两根横摆动轴20的端部分别与摆动框19的顶面和底面固连，两个支撑座17对称设置在摆动框19两侧，通过转轴将下摆动块16、支撑座17、摆动框19连接。

电机通过减速器12将转速输出到上齿轮齿条机构和下齿轮齿条机构中，上齿轮齿条机构通过万向节传动机构将往复运动输出给上曲柄滑块机构，上曲柄滑块机构控制模拟弹丸24的横向摆动。下齿轮齿条机构直接将往复运动输出给下曲柄滑块运动，下曲柄滑块机构通过控制摆动框19的纵向摆动来使模拟弹丸24的纵向摆动。横向摆动和纵向摆动都在模拟弹丸24上实现，从而就可以模拟弹丸在外弹道上的角运动，同时模拟弹丸端部的固定套23内装有被试引信及自转电机，用来实现参试弹丸及被试引信的自转运动。

通过使固定套23内部引信轴线与模拟弹丸轴线偏离一个角度来模拟引信偏歪的情况，可以验证弹丸在动不平衡和引信偏歪情况下弹丸及其引信的安全性及作用可靠性。