智能化弹药结构技术进展及发展建议

doi:10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.004

前瞻科技 ›› 2022, Vol. 1 ›› Issue (4): 55-68.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.004

智能化弹药结构技术进展及发展建议

朱继宏¹(), 肖和业², 张永励³, 王若冰³, 孙锋³

1.西北工业大学机电学院，西安 710072
2.西北工业大学无人系统技术研究院，西安 710072
3.西安现代控制技术研究所，西安 710065

收稿日期:2022-10-24 修回日期:2022-10-31 出版日期:2022-12-20 发布日期:2023-01-17
作者简介:朱继宏，教授，博士研究生导师。西北工业大学发展规划处处长、国家机械基础实验教学示范中心主任。国家级科技创新领军人才、青年拔尖人才、国家优秀青年科学基金获得者。比利时列日大学航空航天技术实验室博士、英国伦敦玛丽女王大学客座教授、《航空学报》编委、中国首次火星探测项目“天问一号”技术审查专家。主要从事飞行器新概念整体结构技术、高速飞行器防热－承载一体化、智能结构与机器人技术、复合材料增材制造技术研究。获国家自然科学奖二等奖、第十六届中国青年科技奖、陕西省科学技术奖一等奖、中国航空学会青年科技奖、邓稼先青年科技奖、钱令希计算力学青年学者奖等。电子信箱：jh.zhu@nwpu.edu.cn。

Advances and Suggestions on Intelligent Ammunition Structural Technology

ZHU Jihong¹(), XIAO Heye², ZHANG Yongli³, WANG Ruobing³, SUN Feng³

1. School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
2. Unmanned System Research Institute, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
3. Xi’an Modern Control Technology Research Institute, Xi’an 710065, China

Received:2022-10-24 Revised:2022-10-31 Online:2022-12-20 Published:2023-01-17

摘要/Abstract

摘要：

近20年来智能化弹药结构技术快速发展，形成了轻量化、抗高过载、可变构型等结构技术特点。文章面向多任务敏捷响应、集群协同打击、单体能力提升、远程快速抵达、火力延伸等现代化战争任务，充分考虑智能化弹药结构技术发展需求，梳理了国内外智能化弹药结构技术的发展现状和关键技术创新。针对未来作战对智能化弹药发展的需求，明确了通用化、系列化、模块化的结构设计，小型化、轻量化集成的结构设计，低扰动、高动态、集束抛撒及分离，结构多功能一体化设计，抗高过载、高可靠的弹药结构设计及验证5个方面的技术发展方向，以期为未来智能化弹药火力打击体系的构建提供支撑。

关键词: 智能化弹药, 结构技术, 多功能一体化设计, 变构型设计, 低成本设计

Abstract:

The past two decades have seen the continuous development of structural technology in intelligent ammunition. As a result, the structural technologies characterized by the lightweight, high-overload resistance, variable configurations for intelligent ammunition have been formed. This paper is targeted at modern combat missions such as multi-task agile response, collaborative swarm attack, individual capacity improvement, long-range rapid arrival, and fire extension. It systematically summarizes the development status and key technical innovation of structural technologies for intelligent ammunition both at home and abroad after fully considering their development demand. After that, given the development requirements of future combats for intelligent ammunition, we clarify the technical development trends in five aspects to support the construction of the intelligent ammunition fire attack system in the future. These development trends are as follows: general, serial, and modular structure design, miniaturization and lightweight integrated structure design, low-disturbance and highly dynamic cluster dispersion and separation, multifunctional integrated structure design, and design and verification of ammunition structure with high reliability and high overload resistance.

Key words: intelligent ammunition, structural technology, multifunctional integrated design, variable configuration design, low-cost design

朱继宏, 肖和业, 张永励, 王若冰, 孙锋. 智能化弹药结构技术进展及发展建议[J]. 前瞻科技, 2022, 1(4): 55-68.

ZHU Jihong, XIAO Heye, ZHANG Yongli, WANG Ruobing, SUN Feng. Advances and Suggestions on Intelligent Ammunition Structural Technology[J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(4): 55-68.

图/表 14

图1 模块化导弹概念图（来源： https://www.aerobuzz.fr/defense/flexis-un-missile-en-kit-de-mbda）

图2 导弹柔性装配过程概念图（来源： https://www.aerobuzz.fr/defense/flexis-un-missile-en-kit-de-mbda）

图3 国内外导弹典型型号、特点及轻质化材料应用

图4 巡飞弹不同发射平台投送能力变化

图5 美国和中国制导火箭远程化发展示意图

图6 炮射弹药射程及发射过载示意图

图7 联合直接攻击系列弹药模块化设计示意图

图8 复合材料舵面（a）及舱体（b）

图9 舵翼“实体/点阵”混合结构

图10 大型运输机抛撒飞行器示意图（来源： https://www.bilibili.com/read/cv1996104）

图11 巡飞弹充气翼折叠结构（a）及串联翼折叠结构（b）

图12 美国新型轻质耐高温结构材料

图13 优化设计后的炮射弹药整体（a）及轴承结构（b）

图14 滑动导带环结构示意图

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