提出一种新型引信延期解除保险机构,它利用智能材料磁流变液的开关特性,基于引信液体阻尼机构的工作原理,通过永磁体产生的磁场使磁流变液处于固态保证引信平时安全性,发射后利用后坐环境力使磁场撤离,磁流变液转变为液体开始泄流,控制其泄流速度,可以实现延期解除保险时间的可调节。经仿真与试验验证,延期解除保险时间可以依据弹丸转速,通过改变泄流孔数量、泄流孔径等参数进行调整,又可以通过改变磁场强度使磁流变液粘度变化,从而实现延期解除保险时间的实时调整。磁流变液工作温度范围宽,机构结构简单可靠,经济实用,可以为引信安全系统实现提供新的手段。

磁流变液保险机构是将磁流变液随磁场变化流态可控的特性成功应用其中的一种新型保险机构,其延期解除保险时间模型的建立尚不成熟。基于流体动力学提出了合理的磁流变液保险机构的延期解除保险时间数学模型。通过试验与流场仿真分析表明:该延期解除保险时间数学模型与机构试验、仿真结果误差均<13%,为磁流变液保险机构延期解除保险时间的准确预测提供了理论依据。

磁流变液保险机构延期解除保险时间还没有成熟的计算方法,因此通过建立合理的流体动力学模型,提出了磁流变液保险机构延期解除保险时间数学模型。该数学模型反映了弹丸转速、泄流孔孔径和磁流变液粘度,与延期解除保险时间的关系。仿真和试验结果表明:机构流体动力学模型和延期解除保险时间数学模型误差不大于15%,机构可以满足引信炮口安全距离要求,具有一定的推广应用价值。

针对旋转离心机装配后机构存在偏心、预加载时间较长和加载转速限制等问题,提出了磁流变液延期解除保险机构等效旋转试验平台。该平台把旋转问题转化为了单向加载问题,从而实现了等效旋转,能在3ms内完成预加载,可精确加载到极高转速对应的载荷,能够精确测量磁流变液引信延期解除保险时间。等效旋转试验误差分析表明,经修正后等效旋转试验平台的等效误差不大于5%,能够很好地等效弹丸实际旋转时磁流变液的泄流情况。

为计算小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间,通过分析其工作时的能量损失,建立其延期解除保险时间模型。通过数值模拟分析修正经验局部阻力系数,确定其新的取值范围。对比小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间的计算值与实验测量值,采用经验公式计算得到的经验局部阻力系数计算时,最小误差为23.32%;采用数值仿真得到的经验局部阻力系数计算时,最大误差为13.47%,误差降低了9.85%。经验局部阻力系数对小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间计算精度影响较大,需对其进行修正。