中北大学2013届毕业设计说明书
只有瑞典的制导迫击炮弹“林鸮”达到实战标准。“林鸮”的研制开发始于上世纪80 年代初期，1994年正式投产，目前装备瑞典和瑞士两个国家。它采用聚能装 药战斗部，主要用于攻击装甲车辆。 4）、由人工操作向信息化发展
现代信息化战场上，越来越多地运用到电子技术与计算机智能技术，集群炮兵已基本实现了目标侦察、指挥、信息处理、武器控制、弹药制导和通信手段的数字化、一体化。迫击炮部队数字化、智能化发展缓慢的状况正逐步改善。 5）、新概念迫击炮系统开始出现
电磁轨道炮已进入实质试制阶段，由美国国防高级研究计划局（DARPA）研制的全尺寸、全悬臂式电磁轨道炮成功地发射了全尺寸迫击炮弹，炮口初速430米/秒。该试验用弹的尺寸与重量均与120毫米迫击炮弹相似。 6）、迫击炮武器系统已走出陆军进入多兵种
迫击炮武器系统先前仅用于陆军作战，随着各军种作战任务的变化，已走出陆军进入多兵种。海军：海岛突击协助，海面电子对抗。陆军任务部队：山岳丛林作战；沙漠戈壁部队；高寒山地部队；空降突击部队；支援保障部队，航空兵部队等。 1.5 开展120毫米迫击炮弹弹药研究的意义
考察迫击炮当前发展的总体趋势，60毫米及其以下口径的迫击炮将趋于淘汰，81毫米迫击炮将从营级降至连级装备，120毫米迫击炮正在成为陆军的主用迫击炮。迫击炮正在向便携机动式和车载或自行机动式两个方向发展，81毫米车载式或自行式迫击炮的装备数量将趋势于减少；120毫米迫击炮实现便携机动标志着迫击炮技术发展的重大突破。各国目前在研和装备的迫击炮中，以120毫米口径的最多，如美国“龙火”120毫米自动迫击炮、俄罗斯2C31式“维那”120毫米自行迫榴炮、英国AMS 式120毫米自行迫击炮、法国2R2M式120毫米自行迫击炮等。我国近年也开发装备了120毫米自行迫击炮武器系统，并大力向军贸市场推介。现代战争中的战场目标有了很大变化，主要表现在硬性目标（相当于12mm以上钢板）如步兵战车、运输车、坦克等，半硬目标（相当于6mm钢板）如雷达、载重卡车、战术导弹发射架等大量增加，二者约占战场总目标的60%。软目标（相当于3mm钢板）如人员、停于地面的飞机等数量减少，约占战场总目标的40%。另外，作战纵深与作战距离
第 11 页 共 33 页
中北大学2013届毕业设计说明书
增大等。这些变化对迫击（榴）炮配属的弹药提出了新的要求，向高效化弹药方向发展。弹体材料选用高强度、高破片率硅锰钢，炸药选用B炸药或钝黑铝高能炸药，对付暴露目标改着发引信为无线电近炸引信等。采用上述方法，对付半硬目标和软目标的综合毁伤能力可提高两倍以上。但是，作为120毫米迫击炮武器系统的主用弹种杀伤爆迫弹，目前仍采用普通弹体铸造材料与装药，没有吸收高爆迫弹的发展成果。因此在120毫米迫击炮武器系统平台上进行高效化弹药的设计将会大幅度提高该迫击炮作战系统的杀伤威力，扩大战术作用，满足现代战争需要。 1.6 本文要做的工作
通过查阅资料，参考155式120㎜迫击炮弹总体结构并分析，完成对迫弹的设计与结构改进，最后对迫击炮弹外弹道性能进行分析。
第 12 页 共 33 页
中北大学2013届毕业设计说明书
2 迫击炮弹总体结构与分析
2.1 技术指标
120mm迫击炮弹技术指标如下: 最大射程：5200m；
距离散布精度:Ex/?X 1/120，方向散布精度:Ez/X?l/250; 有效破片密集杀伤半径：?9m; 弹重：约14.5kg； 初速：272m/s；
与55式120mm迫击炮杀伤榴弹弹道基本一致，通用射表。 如下为国内55式120mm迫击炮榴弹的主要性能:
55式120mm迫击炮可配用55式120mm迫杀伤爆破弹、55式120mm迫杀伤爆破短弹、64式120mm迫杀伤爆破弹(因质量较轻，也称”轻型杀伤爆破榴弹”)三种杀伤爆破弹[27]。 2.2 总体方案的确定
该弹总体方案由引信、头螺、传爆药、炸药、弹体、尾管、尾翼、等组成，具体结构如图2.2所示：
1.引信，2.头螺，3.传爆药，4.炸药，5.弹体；6.尾管，7.尾翼
图 2.2 120迫弹结构图
第 13 页 共 33 页
中北大学2013届毕业设计说明书
2.3 基本结构尺寸对迫弹性能的影响 2.3.1 迫弹各部分长度对其性能的影响
迫击炮弹的结构尺寸，是根据射程、威力和射击精度等战术要求选定的。 （1）迫击炮弹的全长l一般不受限制，这一点可使威力大大提高。但实际上，当 弹丸质量和弹径确定后，长度过大会使飞行阻力增加，引起射程的降低。一 般来说，全长的确定原则是在符合质量、保证飞行稳定、满足威力要求的条 件下采取的最小长度。本设计迫击炮弹全长l为6.225d=747㎜。
（2）弹头部长度lt0主要影响射程、飞行稳定性和对目标侵彻作用。从空气阻力出 发，不同的飞行速度，对应着一个最有利的头部长度。弹头部增长，弹形尖 锐，空气阻力也小。但当弹头部过长时，由于迫击炮弹在飞行中的必然会摆 动，又使空气阻力随弹头部的增长而增大。因此，根据迫击炮弹不同的飞行 速度和它在弹道上的摆动程度，将有一个对应的最小空气阻力的弹头部长度。 在一般情况下，初速低，弹头部宜短；初速高，弹头部宜长。从飞行稳定性 来看，则要求短的弹头部。弹头部愈短，不但使空气阻力的中心后移，相对 来说，炮弹质心位置也更为靠前，弹丸的质心愈靠前，从而阻力中心距质心 的距离相对增大，稳定性也愈好。从对目标的侵彻来看，头部愈尖锐，侵彻 深度愈大。因此，爆破弹和杀伤爆破弹的头部应尖锐些，而杀伤弹则与此相 反，不希望侵彻过深，以防止大量杀伤破片不能发挥作用。一般来说，大容 积爆破弹，其lt0为(1.0-1.4)d；滴状杀伤爆破弹和爆破弹，其lt0为 (1.3-2.0)d； 滴状杀伤弹，其lt0为(0.9-1.2)d[22]。本设计弹头部长度lt0为2.0d=240㎜。 （3）圆柱部长度lz将影响威力和空气阻力。很明显，不论对杀伤、爆破和杀
伤爆破弹，lz增大对炮弹威力增大是有利的。但实际上，除了大容积的 迫弹外，一般迫击炮弹的圆柱部长度，由于受到迫弹稳定方式和空气阻 力的限制而只有一个较小的值。在一般情况下，滴状迫击炮弹的圆柱部长为 (0.3-0.4)d[10] 。本设计圆柱部长度为0.35d=42㎜。
（4）迫击炮弹尾部外形是以圆弧为母线的旋成体，它影响着空气阻力，药室
容积和威力。现有迫击炮弹的尾部长度lw有如下几种：小口径，
第 14 页 共 33 页
中北大学2013届毕业设计说明书
初速较低，lw=(1.2-2.0)d；中口径，初速居中，lw=(1.7-2.3)d；大口径，初速较高，lw=(1.7-2.7)d[23]。本设计弹尾部长度lw为1.875d=225㎜。 2.3.2 迫弹弹体结构及材料对其性能的影响
弹体是构成迫击炮弹的主体零件，上接头螺和引信，下接稳定装置，内装炸药或其他装填物，其结构直接影响迫击炮弹的使用性能。 （1）弹体结构
迫击炮弹的弹体可分为整体式和非整体式两种。整体式只有一个零件；非整体式是由两个或者两个以上的的零件组成。对大口径铸造弹体，因弹体口部直径相差较大，容易出现铸造疵病，故使用传爆管结构。采用传爆管结构，必然使弹体的结构复杂化，且质量偏心增加。 （2）弹体形状
不同类型的迫击炮弹，其弹体的内外形状是根据引信样式、装药、飞行速度和稳定方式而设计的。由于迫击炮弹常在亚音速条件下飞行，因此常采用流线型(或称水滴形)，即头部短而圆钝，圆柱部也较短，弹尾较长且逐渐减小。这种流线型不仅有利于减小空气阻力，而且因质心靠前而对飞行稳定性有利。因此，一般的杀伤榴弹和杀伤爆破榴弹均采用流线型。为了提高杀伤或爆破威力，有时也采用大容积圆柱形弹体，特别是爆破榴弹更是如此。但是，在这种情况下，弹丸质量增大，射程降低，因而在中，小口径的迫击炮弹上很少采用大容积圆柱形弹体。 （3）弹体圆柱部
弹体圆柱部，亦称为定心部。由于迫击炮弹是由圆柱部与尾翼突起来实施膛内导引，故圆柱部一般较短(0.3-0.4)d。对于大容积迫击炮弹，常从威力和弹丸质量两个方面来确定其长度。弹体圆柱部直径比炮膛直径小，以便形成必要的间隙。间隙的大小影响迫击炮弹的发火、下滑时间和火药气体的外泄程度。由于小口径迫击炮的炮身短，弹轻，下滑动能小，因为为保证可靠发火需选取较大的间隙。如60mm迫击炮弹，其间隙为0.65-0.85mm，比大口径迫击炮弹大。 （4）弹体药室形状与壁厚
弹体的内腔母线是由直线和弧线组成的，其形状与外部形状相对应，因而药室的尺寸取决于弹体的壁厚。壁厚的大小与材料、威力和工艺性等因素有关。为满足碰击强度和改善飞行稳定性，弹体头部壁厚一般都比圆柱部和尾部要厚。而圆柱部
第 15 页 共 33 页