火箭炮具有射速快、火力猛的特点,能够在短时间内形成强大的火力覆盖,非常适合作为空降作战的突击武器。如果火箭炮能够带弹空投,空投完成经过简单整理后即可投入作战,这对于取得战场的胜利无疑具有重要的意义,但需要处理好火箭弹着陆冲击过载偏大的问题。缓冲气囊由于具有质量轻、折叠性好、成本低等独特优势,在重装空投防护、返回舱的回收等领域有着广泛的应用。因此,本文将气囊缓冲技术应用于火箭炮空投的可行性进行研究,并结合显式动力学理论分析火箭炮带弹空投的安全性,重点做了以下几个方面的工作:(1)以满足空运、空投为前提并结合火箭炮战术技术指标要求,设计了轻型高机动车载火箭炮虚拟样机模型。选择了运载体,根据火箭炮的作战用途采用装弹车整箱更换发射箱的方式补充弹药,选择了瞄准机的运动方案,完成了起落架、回转体的设计,并进行了计算。建立了火箭炮三维模型,分析了火箭炮的总体性能。(2)对重装空投概况和缓冲原理、方式进行了介绍和分析,通过对比不同缓冲方式的优缺点,依据重装空投要求,选择缓冲气囊作为着陆缓冲方式,并根据火箭炮空投实践设计了火箭炮-气囊系统空投方案,确定了气囊的安装方式、材料、布局、数量,采用气囊参数配置理论设计了气囊的相关参数。(3)考虑到缓冲气囊技术在减缓冲击过载中的重要性,首先对气囊缓冲过程进行研究,建立了缓冲气囊的有限元模型。基于均匀压力方程,在LS-DYNA软件中采用控制体积法对影响气囊缓冲特性的相关因素进行分析,得出了装备的位移、速度、加速度以及气囊内压变化曲线。(4)通过对三维模型进行合理的简化,建立火箭炮-气囊系统着陆冲击有限元模型,在LS-DYNA软件中对火箭炮不同工况下的着陆冲击过程进行分析。仿真结果表明,在正常与恶劣工况下,火箭弹的过载、轴向力均在安全范围内,火箭炮能够带弹空投;在极限工况下,由于部分气囊失效造成火箭弹冲击过载大幅增加,处于危险状态。在不同着陆工况下,发射箱上部火箭弹的冲击过载较大,中部火箭弹的轴向力较大,气囊失效对气囊系统的缓冲效果有较大影响。