药柱燃速对底排工作过程及底排弹射程影响的数值模拟

为了研究底排药柱燃速对底部排气弹底排装置工作过程和射程的影响,采用计算空气动力学和质点外弹道学耦合的方法求解底部排气弹的飞行弹道,研究了底部排气弹在整个减阻阶段底排装置工作参数、工作状态、底排流场等随时间的变化,分析了药柱燃速对底部排气弹工作过程和射程影响。结果表明:数值模拟结果与制式底部排气弹靶场试验结果吻合,说明建立的计算模型合理;燃速调整系数由0.8提高到1.2时,燃烧时间由36.8 s减少到18.4 s,射程由38.12 km下降到36.21 km,增程率由33.32%下降到26.64%;不同底排药柱燃速的底部排气弹在减阻阶段的排气参数均随时间的增加而呈先增大后减小的趋势;采用高燃速底排药柱的底部排气弹排气质量流率相对于低燃速的底部排气弹较大,但减阻效果并没有明显提高。     

底排参数对底部排气弹弹道特性的影响

为研究不同底排条件下底部排气弹的弹道特性,探讨了底排药剂燃烧和减阻机理,建立了底排内弹道和外弹道模型,分析了底排装置结构参数和药剂燃速系数等对底部排气弹减阻增程效果的影响;结果表明：一定范围内药柱长度的增加能显著提高增程率,但药柱长度过长会由于燃气的引射作用降低增程率;减小药柱内径和增大喷口直径可以提高底部排气弹增程率;分瓣数的增加对提高增程率有较大作用,但应考虑对工程实现的影响;研究范围内存在最优药柱长度和燃速系数;总阻减阻率随着底排工作时间总是经历一个先增大后减小的过程。     

炮膛内底排装置燃烧特性计算分析

为了研究内弹道过程中底排装置的燃烧特性,基于两组不同底排药剂试样装填密度下的密闭爆发器燃烧试验数据,优化计算得到了高压工况下某底排药剂燃速模型为de/dt=8.51×10-8p0.579.建立了底排装置膛内燃烧模型与火炮-底部排气弹内弹道零维模型.针对某155 mm底排装置,在理想发射环境下,计算分析表明:膛内底排装置...     

基于计算流体力学与质点弹道耦合的底部排气弹工作过程以及射程预示

基于计算流体力学的优点以及目前底部排气弹射程预示问题,采用计算空气动力学和质点外弹道学耦合的方法求解底部排气弹的飞行弹道,获得在整个减阻阶段底部排气弹底排装置工作参数、工作状态、底排流场等随时间的变化规律。研究结果表明：不同海拔发射的底部排气弹在减阻阶段的排气参数均随着时间的增加而呈增大的趋势,但在减阻末阶段,变化趋势变缓;随着海拔高度的增加,阻力系数随时间的增大而增加的趋势变得平缓,甚至会出现下降的趋势;在海拔0 km发射的底部排气弹在减阻阶段前期,底排装置以底排减阻模式工作,到减阻阶段中后期,底排装置的工作模式介于底排减阻模式和火箭增程模式之间。     

基于药柱变燃速燃烧的底排减阻增程方法

为了深入研究底部排气弹减阻增程的特性,进一步提高弹丸的射程。针对国内某155 mm底排弹,建立了不同燃速燃烧的底排药柱、变燃速燃烧的包覆药柱和药柱包覆层位置的变化三种情况下的燃烧模型,模型中引入了燃速改变系数,并通过数值计算分析了其对底排弹减阻和增程的影响。结果表明,当燃速改变系数从0.7增加到1.2时,底排工作时间减少27.08 s,射程减少1.16 km,增程率减少3.86%;变燃速燃烧的药柱在内层采用高燃速燃烧,外层采用低燃速燃烧的增程率可达32.33%;对药柱分层燃烧位置优化后,在距药柱内环约1/4处有最佳射程39.76 km。因此,可以通过寻求底排药柱最优的分层位置,采用变燃速燃烧的方法来改善底排弹减阻增程特性,且这种方法具有普遍适用性。     

底排装置工作不一致性对射程散布影响的研究

底部排气弹与传统制式弹相比的主要特点是射程远但散布大。影响其射程散布的重要因素之一就是底排装置工作的不一致性。通过建立底部排气弹底排装置内弹道和外弹道计算模型,基于独立随机假设理论,采用数值模拟方法,计算分析了由于点火具点火延迟时间、底排装置工作时间和底排药剂部分脱落造成质量偏差的不一致性对射程散布的影响。得到了平均单位点火延迟时间、底排装置工作时间和质量偏差引起的射程改变量。对于单位点火延迟时间引起的射程改变量630m与试验结果667m吻合较好,故在此基础上的计算模拟结果具有一定的工程应用参考价值。     

底排装置点火性能对外弹道性能的影响

论证了点火时间散布对增大射程减小散布的重要性，提出了底部排气弹的底排装置点火性能的物理意义，指出了利用底排时阻力曲线确定点火时间是比较科学的方法，它反映了底排装置工作的实质性问题，分析了影响点火性能的因素。利用外弹道学理论导出了平均点火时间与点火时间散布对底部排气弹射程与射程散布影响的计算公式。利用这些公式可以确定底排装置合理的点火时间与点火时间散布。本文具体计算了155mm,130mm,122mm底部排气弹的合理点火时间与点火时间散布。根据上述理论对底排装置的设计提出了具体要求。     

底部排气弹相似性分析

从理论上讨论了两底部排气弹相似的概念及条件，同时，以１３０ｍｍ底排 原型弹，１５５ｍｍ底排弹为模型弹进行了验算，验证了所述底排相似条件的正确性，这对带底排装置的新弹药开发有一定参考和指导意义。     

底排装置点火性能对底排弹射程及密集度影响的计算分析

该文利用外弹道学的层权理论,分析计算了底部排气弹底排装置的点火必能对阻力系数沿全弹道分布的影响规律,指出点火性能对底部排气弹射程及密集度的影响主要体现在底排工作段上.利用这一思想计算分析了满足战技指标的平均点火时间和点火时间散布.     

底部排气弹增程率的确定

本文提出了底部排气弹极限增程率与最大可能增程率的概念及计算方法.论述了减阻率与增程率的关系,提出了在论证与总体设计阶段,利用最大可能增程率设计底部排气弹的方法,本文为充分发挥底排增程效果.进行底部排气弹的优化设计提供了基础.     

遗传粒子群算法在测试节点优选中的应用

测试节点优化是电路板测试诊断设计优化过程中的一个基本问题,属于经典的N-P难题,但目前用于测试点优化的算法存在搜索速度慢、不收敛等问题,因此提出一种基于遗传粒子群优化算法.该方法通过建立电路测试节点的"故障-测试"矩阵,用遗传算法对数学模型进行优化,并采用粒子群算法搜索实现了快速求解.与传统方法相比较,该方法搜索速度快,优化效果明显,已在工程实践中得到应用.     

超声速二元进气道吸除装置工程设计方法探索

针对一种起动马赫数Ma=2.0、设计马赫数Ma=3.0的超声速进气道,首先结合等激波强度和数值模拟的方法,分析了进气道各几何参数间的相互制约关系并设计了一种性能较优的传统构型。在此基础上,分析了不同边界层吸除装置对进气道性能的影响。结果表明,恰当的选择吸除装置和吸除流量,可明显增强进气道能够承受的最大反压并改善进气道在起动马赫数和设计马赫数下的总压恢复系数。探索了吸除装置合理的设计方法,可为工程设计提供一定的理论支撑。     

基于遗传模拟退火算法的转管武器自动机优化设计

针对内能源转管武器自动机影响因素多、约束关系复杂、目标函数值必须是全局性最优值的特点,结合遗传退火模拟算法,建立了以后坐力、系统阻力矩和射速波动最小为目标函数,凸轮曲线槽参数、导气装置、机心结构等主要自动机参数为优化变量的内能源转管武器自动机多目标多参数优化模型.经过优化计算使内能源转管武器的系统阻力矩、射击波动和后坐力都有了较大的改善,为转管武器自动机系统优化设计提供了新思路.     

基于技术成熟度和二进制粒子群优化算法的装备测试设计优化方法研究

针对复杂装备测试性设计过程中测试设计优化问题,在分析现有优化方法的基础上,提出了一种基于技术成熟度评价( TRA)方法和二进制粒子群优化(BPSO)算法的测试设计优化方法.该方法根据装备测试设计的技术成熟度分析结果建立目标优化模型,然后应用二进制粒子群算法对模型进行求解,得到的结果直接用于装备的测试性设计工作.由于考虑...     

基于智能算法的无人集群防御作战方案优化方法

兵力部署与任务分配是无人集群防御作战的重要过程,有效利用集群中有限的兵力并发挥出最高的作战效能对提高无人集群的作战胜率至关重要,进行高效的作战任务分配能够协调集群一致性并更好完成作战任务。针对无人集群防御作战中的关键作战方案,研究无人集群防御作战的兵力部署及协同任务分配优化问题。构建基于智能体技术的无人集群防御作战模型,量化无人集群兵力部署所需的关键参数,对作战区域与兵力进行规划,设计目标函数。提出一种自适应遗传算法,解决无人集群的兵力部署问题。算法可根据实时运行情况动态调整目标函数、交叉率和变异率,保证适应度值较高个体的传承并避免算法出现局部最优。进行防御作战仿真,为验证无人集群兵力部署的效果,提出一种基于深度Q网络的深度强化学习改进算法,解决无人集群任务分配问题,对部署好的无人集群进行任务分配并作战。该算法能够自适应调整Q值,避免算法因过度估计造成无法收敛至最优解。防御作战实验结果表明,所提出的无人集群兵力部署及协同任务分配方法可有效提高防御作战的成功率,实现无人集群的自主协同及智能对抗。     

超声速流动中底部排气减阻的数值研究

为了研究超声速流动中底部排气减阻特性,采用高精度的AUSMPW+迎风格式、k-ω SST湍流模型、8组分12反应化学动力学模型、二阶矩湍流燃烧模型耦合求解三维带化学反应的Navier-Stokes方程。在数值方法的有效性和可靠性经过验证后,对超声速流动底部排真实气体流场进行了数值模拟。计算结果表明：随着排气参数的增大,底压比将先增大后减小,然后再增大;当排气参数较小时,底压比基本不随排气面积的改变而改变。当排气参数较大时,底压比随着排气面积的增大而增大;在最佳排气减阻区内,提高排气总温对提高底压比是有利的;底部排气中富燃气体含量越高,则二次燃烧越强,有利于提高底压比。研究结果可为底部排气弹工程应用提供参考。     

地基运载火箭交会空间目标弹道快速优化设计

针对地基拦截器与空间目标交会这一复杂非线性优化问题,研究了基于改进粒子群算法的弹道快速优化设计方法.根据拦截交会弹道特点,设计了飞行程序优化模型,融合粒子群搜索的随机性和递进搜索的高效性,构建了适用于拦截交会弹道设计这类复杂非线性优化问题的改进粒子群算法.采用该改进粒子群算法进行拦截交会弹道仿真,结果表明,该改进粒子群算法计算精度较高,优化耗时较少,能够实现拦截交会弹道的快速优化设计.