装配方法对野战火箭弹纵向密集度的影响

本文通过计算说明野战火箭弹弹丸质量大小分级(简称质量分级)装配的必要性。试验结果,弹体质量公差对纵向密集度的影响是计算值的1.6倍。对几种装配方法进行了分析比较。计算仅考虑弹体质量公差和发射药质量公差产生的纵向密集度。在总结射击试验和装配实践的基础上,提出了新的质量分级装配方法,从而在不提高加工精度的情况下,采用合理的组合装配,显著地改善了火箭弹的纵向密集度。     

弹丸批质量水平的密集度检验方法

弹丸批质量水平的密集度检验方法是考核弹丸批生产质量的重要手段。为了探索新型弹丸批质量水平的密集度检验方法,基于计算流体力学软件和经验公式的弹丸空气动力学参数快速仿真计算方法,分析弹丸的结构误差对气动参数的影响,建立了弹丸气动参数数据库。以Visual Basic为 平台,建立了考虑质量偏心、动不平衡、射角、质量、弹道风等因素的弹丸数学模型,开发了火炮弹丸密集度仿真软件并进行验证。基于仿真软件,进行了随机因素与密集度的相关性分析,得到弹质量、弹径、质量偏心、动不平衡、初始摆动角、初始摆动角速度和初速对高低密集度和方位密集度影响程度的大小顺序,给出了弹丸批质量水平密集度检验方法的流程及应用。研究结果表明,该密集度检验方法在弹丸批质量水平的考核中是可行的。     

应用蒙特卡罗方法计算弹丸偏心距

针对目前难以准确测量弹丸偏心距的问题,提出利用蒙特卡罗方法模拟计算弹丸偏心距。计算过程中将弹丸分解成相互独立的基本单元,通过计算各基本单元的质量和质心位置,仿真得出弹丸偏心距的分布规律。仿真结果表明,弹丸偏心距近似服从瑞利分布和威布尔分布,弹丸质量服从正态分布,与实测数据分析结果吻合,可以给引信弹道炸分析提供参考。分析表明,减少弹体加工过程中的装夹次数能有效减小弹丸偏心距。     

大长径比低旋尾翼稳定火箭弹最佳转速的确定

为了提高射击精度和密集度，对于尾翼稳定火箭弹，一般都采用低速旋转的方式消除推力偏心、质量偏心和气动偏心等的影响。但低旋时火箭弹转速应避免共振转速．即保证出炮口后弹轴章动角迅速衰减；大长径比尾翼火箭弹在飞行时自身还会产生弹性随机振动，转速设计还应避开火箭弹的固有振动频率，以防止发生结构共振。文中采用ANSYS有限元软件计算火箭弹的固有振动频率和动力响应特性，并依据这些计算结果给出最佳转速的确定方法。     

基于EFAST 法的多管火箭射击密集度全局灵敏度分析

摘要：为定量分析各种随机因素(弹、炮、气象环境等)对射击密集度的影响程度,对多管火箭射击密集度的影 响因素进行全局灵敏度分析。基于火箭飞行动力学方程建立火箭弹落点计算模型,采用傅里叶幅值灵敏度检验扩展 法(extended Fourier amplitude sensitivity test,EFAST)对落点计算模型进行全局灵敏度分析,并对某122 mm 多管火 箭炮进行分析计算。分析结果表明：火箭弹的质量误差及弹体的起始扰动是影响射击密集度的主要因素,各随机因 素参数间存在一定的交互作用,EFAST 计算量较小、结果直观清晰、便于分析。     

车载炮射击密集度逐步回归分析

用逐步回归分析法研究弹丸初速、弹质量和弹丸偏心距等因素对车载炮射击密集度的影响,建立了影响程度逐步回归分析算法,并以某车载炮的密集度性能实弹射击试验数据为基础,对试验数据中的落点坐标进行了相关性分析,研究了各因素对该车载炮射击密集度的影响.回归分析结果表明,影响弹丸纵向射程的主要因素是初速,影响横向侧偏的主要因素是弹质量.回归分析结果与实弹射击结果相吻合,逐步回归分析法用于分析车载炮射击密集度的影响因素是可行性的、有效的.     

用连续质量单元法计算弹体纵向振动特性

介绍了用连续质量单元法计算弹体结构纵向振动特性的分析方法,用来分析弹体內部设备和內部杆的局部纵向振动特性.给出了连续质量单元带有集中质量或弹簧-质量单元的传递矩阵.此方法与有限无法相比减少了结构离散化引起的误差,简化了原始计算参数,具有计算时间短,计算结果较精确等优点。     

合金弹体棒状坯料超声检测方法研究

针对火箭弹弹体的加工毛坯料的结构和存在缺陷的类型,采用水浸式的超声检测方法,分析了偏心距、水声程和异质界面往返透射率对检测灵敏度的影响,推导出了偏心距和水声程的计算方法.通过实验得出:采用中心频率为5M的水浸式聚焦探头,能够准确检测出铝合金棒内部缺陷和表面划痕缺陷.通过C扫描方式对缺陷特征的重构,能直观地判定缺陷的位置、形状和大小.     

4卡瓣APFSDS弹的脱壳扰动与密集度

用３、４卡瓣前杯型弹托结构的２５ｍｍ ＡＰＦＳＤＳ弹，在中间弹道靶道中进行射击试验，利用正交多站火花阴影照相系统，得到这两种弹托脱壳过程的时序阴影照片，分析它们的脱壳性能和弹体扰动，并结合密集度试验。表明４卡瓣弹托能明显地减小脱壳扰动，从而提高，从而提高密集度性能。     

某型火炮弹丸质量偏心对弹丸起始扰动的影响分析

针对大口径火炮定型试验中出现密集度超差的问题,分析了影响弹丸起始扰动的重要参数,重点研究了弹丸质量偏心对火炮射击精度的影响.建立了基于接触理论的弹丸与身管耦合动力学仿真模型,并对弹丸质量偏心位移、速度和角速度引起的扰动进行了数值仿真.结果表明:弹丸质量偏心偏离炮膛轴线是造成炮口扰动的重要因素,建议在大口径火炮定型试验中严格控制弹丸质量偏心.     

非线性力矩作用下气动偏心弹丸强迫圆锥运动稳定性条件

为了指导无伞末敏弹等气动非对称弹丸的结构设计和气动设计,建立了气动偏心弹丸在三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的攻角方程,运用平均法求解了方程的近似解析解及其线性变分方程。在此基础上,根据Hurwitz判别准则,得到了气动偏心弹丸做强迫圆锥运动的渐近稳定条件,分析了该条件的物理意义,并应用数值计算算例对该条件进行了验证。结果表明,当自转角速度和气动偏心角满足一定的约束条件时,三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的弹丸可以实现固定攻角的稳定强迫圆锥运动。     

气动偏心角对非对称翼末敏弹扫描运动的影响规律研究

针对非对称尾翼末敏弹的结构特点,建立适合力学分析的坐标系,分析考虑气动偏心角和大攻角非线性时的力和力矩模型,推导出六自由度运动微分方程组。以某非对称末敏弹结构为例进行数值仿真计算,计算结果与实验数据相吻合,表明：与非对称翼展开方向一致的气动偏心角能够诱导弹体产生稳定螺旋扫描运动,且扫描角必定与气动偏心角共面,扫描转速随气动偏心角的增大而减小,扫描角随气动偏心角的增大而增大,且大致成线性关系,为非对称翼末敏弹的结构设计和气动设计提供了理论参考。     

扭曲尾翼弹箭气动外形多目标优化

为了提升掠飞末敏弹战术技术性能,将扭曲尾翼结构应用于弹箭气动布局,并在风洞实验基础上,结合计算流体力学、正交实验、逐步回归分析以及多目标遗传算法,对扭曲尾翼弹箭开展了以增旋、减阻为目标的气动外形多目标优化设计,最终给出了尾翼外形的Pareto优化方案。结果表明：采用扭曲尾翼结构有利于改善弹箭气动性能;所建立的气动参数代理模型,能对弹箭阻力系数和平衡转速进行准确预测,并得到了尾翼几何参数对其影响规律;基于多目标遗传算法最终得到的Pareto优化方案,达到了良好的增旋、减阻效果。该研究方法对扭曲尾翼弹箭气动优化设计具有参考意义。     

弹箭惯性主轴测试方法研究

为了准确测定弹箭的惯性主轴位置以保证弹箭的飞行稳定性和命中率,采用惯性主轴的双立面四点法,分析了测试过程中各截面质心的位置,根据力矩平衡得到弹箭惯性主轴的实际位置.设计了弹箭惯性主轴测试系统,通过标准圆柱体的组合方式以惯性主轴的理论计算值对系统进行标定,对测试得到的数据进行了误差分析.结果表明,该系统完全能满足弹箭惯性主轴的测试要求,在弹箭惯性主轴的测试方面,该方法是可行的.     

侵彻混凝土弹体磨蚀的若干研究进展

在侵彻混凝土和岩石加固与防护的深埋目标的过程中,弹体需保证尽可能小的变形以保持结构完整性,其理论模型常假设为刚性体;而真实弹体随侵彻速度增加,质量损失和局部侵蚀(简称磨蚀)造成的损失不断加剧,故不再能看作刚性体。弹体磨蚀过程会显著影响弹体侵彻性能,导致弹体破坏或失效,故磨蚀研究十分必要。从实验研究、经验及理论模型分析和数值模拟角度,总结了弹体侵彻粘结基靶体(混凝土或岩石)时,磨蚀的相关研究成果,并提出了对未来研究方向的建议。     

修正组件结构参数对旋转稳定弹道修正弹稳定性的影响研究

为提供修正组件优化与多种弹丸平台适配组件设计的参考与依据,结合弹-翼组合体气动特性理论简化模型与工程算法、复攻角理论及赫尔维兹稳定性原理,推导了与组件结构参数相关的弹道修正弹稳定性判据,并依此研究了修正组件结构参数（组件质量、质心位置、鸭翼翼展、舵偏角）对双旋式旋转稳定弹道修正弹飞行稳定性的影响规律。稳定性理论分析结果表明：相同组件外形(除鸭翼外)下,通过弹体配重或组件结构优化使组合体质心适当前移对弹丸飞行稳定性有利;为增大鸭翼修正力的同时减少对稳定性影响,增大舵偏角的方案相较于增大翼展更优。通过弹道仿真与飞行试验定性地验证了适当地前移质心可增强弹丸的飞行稳定性。     

衡重参数对超空泡射弹有效射程的影响

为研究衡重参数对超空泡射弹有效射程的影响,基于流体体积多相流模型和刚体空间运动方程组,建立超空化流场和刚体运动相耦合的仿真方法,通过与文献\[23\]试验结果对比验证仿真方法的合理性。通过仿真计算研究超空泡射弹的水下弹道运动特性,获得质心位置、质量等典型衡重参数对射弹有效射程的影响规律。研究结果表明：超空泡射弹的水下弹道具有稳定尾拍现象,尾拍的波长和振幅近似恒定;后移质心可有效增加超空泡射弹的水下增程,质心位置后移9%,水下射程提高14%;增加射弹质量可显著增加水下射程,质量增大150%,水下射程提高70%。     

弹丸在膛内的一般运动微分方程

本文建立了非对称弹丸在考虑火炮运动的膛内的一般运动微分方程组;推导了非对称弹丸在膛内所受的力和力矩的具体表达式;该方程组可用于对弹丸的任何膛内运动状态(定心部不与膛壁接触、与膛壁碰撞、贴膛)的运动进行求解,进而可计算弹丸的起始扰动.最后给出了解除弹丸质心的移动与绕心转动微分方程的耦合的弹丸运动微分方程。     

动能弹高速侵彻钢筋混凝土靶时弹丸头部质量侵蚀微观机理

动能弹在高速侵彻混凝土过程中会发生明显的质量侵蚀现象,并因此严重影响其侵彻性能。为进一步研究弹体在侵彻过程中发生侵蚀现象的内在机理,开展多组弹体高速侵彻钢筋混凝土靶的侵彻实验。采取线切割技术方法,用回收的剩余弹体头部制备微观观测实验试样。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对剩余弹体表面多个观测点的微观形貌进行系统观测。结果表明：剩余弹体表面存在一层明显的热影响区;弹体表面材料存在大量相互平行的长距离犁沟;在弹体尖端观测到少量微裂纹,对弹体尖端的质量损失有一定贡献但影响范围有限;弹体侵蚀现象并非单一机制造成,而是一个多机制共同作用、相互影响的复杂过程。