沈阳理工大学装备工程学院综合课程设计说明书
成 绩 评 定 表
学生姓名 专 业 郭璐 弹药工程与 爆炸技术 班级学号 课程设计题目 0911010201 100毫米加农炮杀伤爆破弹空气动力特性分析和弹道计算 评 语 组长签字： 成绩 日期
20 年 月 日 IV
沈阳理工大学装备工程学院综合课程设计说明书
课程设计任务书
学 院 学生姓名 装备工程学院 郭璐 专 业 弹药工程与爆炸技术 班级学号 0911010201 课程设计题目 100毫米加农炮杀伤爆破弹空气动力特性分析和弹道计算 实践教学要求与任务: 1 用AUTOCAD绘制弹体零件图和半备弹丸图； 2 对弹丸结构进行空气动力特性分析； 3 利用所学方法进行弹丸空气动力参数计算； 4 根据弹丸空气动力参数进行弹道计算； 5 进行弹道飞行稳定性计算； 6 总结分析计算结果； 7 撰写课程设计说明书。 工作计划与进度安排： 1 第一周：指导教师开题讲座，讲解规范综合课程 设计的具体要求和时间进度安排，上机进行绘图 作业。 2 第二周：根据课程设计任务要求，进行具体的分 析计算并撰写课程设计说明书，打印图纸。 3 第三周：在完成前两周任务后，对整个设计过程 进行分析总结，由指导教师组织学生进行答辩。 指导教师： 专业负责人： 学院教学副院长： 201 年 月 日 201 年 月 日 201 年 月 日 IV
沈阳理工大学装备工程学院综合课程设计说明书
前 言
本次综合课程设计主要是对100mm加农炮杀伤爆破弹的空气动力特性分析和弹道计算。本说明书主要从弹丸结构分析，弹丸结构参数计算，弹丸运动状态下所受力与力矩的分析，弹丸运动状态下摩阻参数、涡阻参数、波阻参数的计算，弹丸弹形系数、弹道系数的计算，弹丸外弹道相关参数的计算，弹丸飞行稳定性的校核等方面进行阐述。
本说明书第一部分为弹丸的结构分析和弹丸的空气动力分析计算。本部分内容主要是利用了弹丸空气动力学的理论。弹丸空气动力学是研究空气与在空气中飞行的弹丸之间相互作用的科学。具体可以归纳为：研究弹丸飞行时，周围空气的相对运动规律；空气与弹丸相互作用下的力和力矩组；寻求改善作用弹丸上的空气动力，提高飞行稳定性的一门科学。本部分相关的理论参考了《弹道学—空气动力学基本概念》。从弹丸的结构分析入手，进行结构参数的计算，为下面章节的计算提供相应的数据。同时，通过坐标系分析弹丸在空气中运动所受的力与力矩。
本说明书第二部分是对弹丸在迎角为零的状态下，在空气中所受的力的计算。当迎角为零的状态下，弹丸只受弹体的摩阻、弹尾部的底阻、弹头部的波阻以及弹尾部的波阻。利用公式计算阻力参数得出相关的弹形参数以及弹道参数，为外弹道的计算提供相应的数据。
本说明书第三部分是外弹道计算。外弹道计算有数值积分法、近似分析法和弹道表解法。本课设运用弹道表解法进行相关参数的计算。主要参数查找了国防工业出版社的《地面火炮外弹道表》上下两本书。外弹道学与弹丸空气动力学的关系极为密切，外弹道学是研究弹丸整个飞行过程的运动规律的一门科学，又称为弹丸飞行动力学。这是因为在解决外弹道一类问题时，总是首先建立运动方程，然后寻求计算方法，最后将所得结果进行分析讨论。
本说明书的第四部分是将所得结果进行飞行稳定性校核。主要是陀螺稳定性和追随稳定性校核以及动态稳定性。
学生签字: 郭璐
日 期:2012年6月
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目 录
1 弹丸零件图和半备弹丸图的绘制 .......................................... 1 2 弹丸结构的空气动力特性分析 ............................................ 2
2.1 弹丸结构分析 ..................................................... 2 2.2 弹丸结构参数计算 .................................................. 2 2.3 空气动力和力矩参数分析 ............................................ 3 3 迎角为零时弹体空气动力特性计算 ........................................ 5
3.1 弹体摩擦阻力系数的计算 ........................................... 5
3.1.1 弹头与引信的表面积计算 ....................................... 6
3.1.2 圆柱部表面积计算 ............................................. 7 3.1.3 弹丸底部表面积计算 ........................................... 7 3.2 弹体底部阻力系数的计算 ........................................... 7 3.3 弹头部波阻系数的计算 ............................................. 8 3.4 弹尾部波阻系数的计算 .............................................. 9 4 外弹道计算 ............................................................ 11
5 弹丸飞行稳定性校核 ................................................... 15
5.1 弹丸陀螺稳定性计算 .............................................. 15 5.2 弹丸追随稳定性计算 ............................................... 16 5.3 动态稳定性校核 ................................................... 19 6 结果分析 ............................................................. 20 7 结束语 ............................................................... 21 参考文献 ................................................................ 22 附图1：100mm加农榴弹炮杀伤爆破弹体图
附图2：100mm加农榴弹炮杀伤爆破弹丸半备弹丸图
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1 弹丸零件图和半备弹丸图的绘制
据任务书所提供的弹体结构简图和尺寸，运用AutoCAD2010绘制100mm加农杀爆弹弹体零件图和半备弹丸图，并根据图纸标出相关尺寸，尺寸较小的地方进行放大，以便于计算。画图内容：
1.100mm加农榴弹炮杀伤爆破弹体图（见附图一）；
2.100mm加农榴弹炮杀伤爆破弹丸半备弹丸图（见附图二）。 进入AUTOCAD界面后，进行绘图。
1.由弹体图的总体尺寸，进行页面的布局设置；
2.利用图层管理器创建图层，设定线型、线宽和颜色，为便于绘图，最好多建图层，如粗实线、细实线、中心线、剖面线、尺寸线等，并设定好不同的颜色以及不同的线型和线宽；
3.利用标注样式管理器，创建尺寸标注样式。根据需要，创建标准标注、带尺寸公差标注、圆柱标注等
通过此次画图可以加深我们之前对弹丸的认识和理解，更了解了弹丸具体结构。比如：弹丸由三部分（弹头部、圆柱部和弹尾部)组成，弹头部有锥形、圆弧形和抛物线形；弹体有一定的比例，圆柱部在1～2d左右，弹带离弹尾大于d/4,弹尾锥角在9度等。有些弹丸还具有稳定装置。它这些都是为了达到减小阻力，加强稳定性和扩大装药量的综合利用。
也加深了我们对CAD软件的运用，加强我们对机械制图的运用。更加熟练的进行利用标注样式管理器，创建尺寸标注样式，根据需要，创建标准标注、带尺寸公差标注、圆柱标注等。对特殊的地方进行放大或者解剖，便于识图和计算。
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弹道学课设(DOC)
