[发明专利]一种可弱化波浪扰动的潜射导弹仿生弹头

说明书

一种可弱化波浪扰动的潜射导弹仿生弹头属于潜射导弹设计技术领域，本发明由常规弹头前端、模仿座头鲸头背部沟槽的弹头前端、弹头中段与导弹弹身的过渡段三部分组成，常规弹头前端Ⅰ具有光滑的曲面；弹头中段Ⅱ设计了基于座头鲸头背部形貌的仿生沟槽，该结构不但能减小弹体在飞行过程中的飞行阻力，而且弹体在经历从水中发射，跨越水面射向空中的过程中，能有效弱化波浪对弹体的影响，以减小弹体在出水过程中的转角，从而提高弹体的出水稳定性，最终使弹体发射的成功率得到提高；弹头末端Ⅲ则主要起到连接弹体，并在不增加弹体飞行阻力的前提下光滑过渡的作用。

技术领域

本发明属于潜射导弹设计技术领域，具体涉及一种可弱化波浪扰动的潜射导弹仿生弹头。

背景技术

潜射弹道导弹是三位一体战略力量的最关键的一极，其机动性、隐蔽性和生存能力更优异，是二次核打击能力的重要武器，也是未来各国发展核武器威慑力量的重中之重。潜射导弹跨水-气两种介质发射，在短时间内经历出筒、水中航行和出水阶段，该过程中存在着复杂的受力变化的过程。目前包括我国在内的核武器强国，潜射导弹试射都有多次失败的记录，其中一个重要原因是弹体发射过程中，弹体跨越水气界面时复杂的流体动力学因素，造成了流体与弹体壁面的耦合作用使之失稳。特别是在导弹接近水面的时候，会受到波浪的强烈干扰，使导弹的飞行姿态发生大的偏转，甚至最终使导弹失稳而坠毁失败。因此，进行降低波浪对潜射导弹出水运动干扰的流动控制技术研究，对提高弹体在波浪环境中的出水稳定性具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导弹在出水过程中，可以有效提高其弱化波浪对弹体扰动的弹头结构。

本发明由常规弹头前端Ⅰ、具有仿生沟槽的弹头中段Ⅱ和过渡连接的弹头末端Ⅲ自上而下排列，并顺序固接而成，其中常规弹头前端Ⅰ由p、q两点连成的曲线f绕po中心轴旋转一周形成，其厚度为3mm；具有仿生沟槽的弹头中段Ⅱ由q、b、r三点连成的曲线m绕po中心轴旋转一周形成基面，在基面基础上，加工圆弧形沟槽1和圆弧形外凸部分2，由俯视角度看，圆弧形沟槽1和圆弧形外凸部分2依次交叠连接，形成一个封闭环，从主视角度看，圆弧形沟槽1的顶点自上而下由q、a、r三点连成曲线l，圆弧形外凸部分2的顶点自上而下由q、c、r三点连成曲线n，整个具有仿生沟槽的弹头中段Ⅱ的厚度为3mm；过渡连接的弹头末端Ⅲ由r、s两点连成的曲线g绕po中心轴旋转一周形成，其厚度为3mm。

所述常规弹头前端Ⅰ的曲线f方程为：

y＝0.000004511*x^6+0.0003111*x^5-0.0082*x^4+0.1002*x^3-5949*x^2+1.029*x+50其中：0≤x≤8.5mm。

所述具有仿生沟槽的弹头中段Ⅱ的曲线m方程为：

y＝0.000004511*x^6+0.0003111*x^5-0.0082*x^4+0.1002*x^3-5949*x^2+1.029*x+50其中：8.5mm≤x≤22.5mm；

在基面基础上加工圆弧形沟槽1和圆弧形外凸部分2，从俯视角度看，

圆弧形沟槽1由长轴e1和短轴d1决定：

e1＝θ1*D2,

d1＝k1*(H4/2-|H4/2-H3|)/(|H4/2-H3|+j1),

其中：0k11；H2j110*H2；

圆弧形外凸部分2由长轴e2和短轴d2决定：

e2＝θ2*D2，

d2＝k2*(H4/2-|H4/2-H3|)/(|H4/2-H3|+j2)，

其中：0k21；H2j210*H2；改变θ1、θ2、d1和d2的大小，将得到θ1＝θ2，d1＝d2或θ1≠θ2，d1≠d2的结果；