高速鱼雷水冲压发动机用金属/水反应燃料研究进展

综述了用于高速鱼雷巡航动力推进系统水冲压发动机主燃料的金属/水反应燃料的国内外应用研究情况,阐述了金属/水反应燃料的组成及特点,并以金属铝与水的反应机理为例说明了金属/水反应燃料的基本工作原理,结合我国研究实际提出了金属/水反应燃料研究过程的研究重点,指出了国内相关领域研究的不足和发展方向。     

超空泡鱼雷技术特点分析

在简要回顾各国超空泡鱼雷发展概况的基础上，解释了几个易混淆的与空泡有关的新术语（空泡、超空泡、自然超空泡、通气超空泡和空泡数），分析了超空泡的形成机理和特点，详细阐述超空泡鱼雷在总体结构和性能、动力推进、控制系统和弹道形式等方面的技术特点，概括超空泡鱼雷与普通鱼雷在结构外形、流体动力布局、系统组成和工作特性等方面的不同之处。     

德国轻型超空泡鱼雷研发现状及展望

德国的一种实验型超空泡鱼雷的速度和机动性已获得了重大进展,其惯性制导的超空泡鱼雷航速已成功地超过了200 kn,该雷采用鸭式前舵控制,在雷头直接配备横滚-纵倾控制系统以达到很高的旋转角速率,所设计的子系统,例如惯性导航、自动驾驶电子装置、机械装置与声纳器件可承受高重力环境和强冲击震动.由于超空泡鱼雷的高速以及所采用的火箭推进技术,使该鱼雷适用于短距离的水下防御,这种鱼雷的高速度、快速反应时间以及良好的机动性有利于水面舰艇和潜艇的近程使用.     

金属/水反应膏体燃料冲压发动机供应系统研究

文中以建立新型超高速航行体动力能源供应系统为目的,首次提出以金属粉末膏体燃烧剂为推进剂,供应系统以挤压供应方式的构想.应用化学热力学、固体火箭发动机和液体火箭发动机原理,建立了数学模型,并对铝粉末和铝、镁粉末混合燃料的燃烧性能进行了仿真计算,计算结果表明：采用铝、镁粉末混合燃料为推进剂构成金属水反应燃料冲压发动机的能供系统方案是可行的.     

超空泡鱼雷超空泡发生器方案设计探讨

根据俄"暴风"超空泡鱼雷公开资料,运用气体发生器及动力源火工品设计原理,进行超空泡鱼雷超空泡发生器方案论证,对超空泡发生器气源类型、总体结构、气量调节等关键技术进行了研究,并设计了试验用超空泡发生器.验证试验结果表明:设计的超空泡发生器能够满足鱼雷超空泡的用气量要求,并可实现流量控制.说明设计方案具有较好的可行性.     

基于变量燃料泵的无级变速活塞式发动机性能研究

对于开式循环热动力推进系统实施转速闭环控制是提高武器效能的方法之一。本文从热动力推进系统发展无级变速的必要性、可实现性以及安全特性的角度出发，提出了基于变量燃料泵的活塞式发动机无级变速转速闭环控制技术方案，变量燃料泵可满足在任意指令工况（变速、变深）的流量要求，发动机控制单元（ECU）采用变结构控制律可实现无级变速及稳定工况的控制精度。仿真结果表明，基于变量燃料泵的转速闭环控制系统可以满足活塞式发动机的性能要求，说明无级变速技术热动力推进系统应用在鱼雷中是可行的。     

鱼雷热力发动机发展概况及选型研究

论述了国外鱼雷热力发动机发展概况以及鱼雷热力发动机选型的依据和发展趋势。较全面地分析了发展潜用反大型水面舰的鱼雷热动力系统透平机试验样机是可行的。同时展望了新型的超空泡鱼雷动力系统。     

鱼雷小角度入水过程仿真

针对鱼雷小角度入水问题,采用多相流混合模型及动网格方法,分析了鱼雷在小入水角条件下的入水空泡形成过程,以及雷体外形与入水空泡壁的相互作用特点,获得了不同入水角、入水攻角条件下俯仰力矩及力矩作用点位置在入水过程中的变化规律。仿真结果表明,减小入水攻角、延迟动力点火将有助于避免发动机失速、鱼雷跳水等异常现象,采用泵喷射推进器有利于鱼雷入水过程的稳定。     

缝隙喷射的喷射角对二维超声速混合流场的影响

在很短时间(约1 ms)内使燃料与主流空气进行混合燃烧,以及控制总压损失问题,是开发超燃冲压发动机的重要课题之一.作为燃料喷射装置,提出了从燃烧室壁面设定的缝隙喷射燃料的方法.介绍了试验装置、试验方法和数值计算方法及其结果与分析等.     

配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应特性的影响

采用可视化燃烧实验器模拟发动机的水蒸汽环境,用高速摄影拍摄燃料在水蒸汽中的燃烧过程,并用热电偶测温,研究了燃料配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应的影响规律.研究结果表明,镁基水反应金属燃料与水反应分快速反应和慢速反应两阶段,反应速率随时间和反应程度的增加而降低;镁基水反应金属燃料/水反应的快速反应时间和反应程度是...     

鱼雷动力电池研究进展

电动力鱼雷具有噪声小、隐蔽性好、制导作用距离大等优点,是世界各国积极研制发展的鱼雷武器之一。本文综述了鱼雷动力电池发展过程中各阶段主要电池的化学成分、性能指标及优缺点。详细介绍了几种具有高比能量、高比功率的新型鱼雷电池的研制及使用情况。可以看出,电池的结构设计对电动鱼雷的发展起着重要作用,而大功率和高效率是未来鱼雷电池的发展方向。     

压力调节供应方式的鱼雷热动力系统启动过程匹配性研究

鱼雷热动力系统通常采用固体药柱先在燃烧室内点火再适时使燃料进入并点燃的方式实现启动，启动过程各参数变化剧烈且工作过程极为复杂，试验及统计表明，使用燃料压力调节供应方式的热动力系统在启动阶段更容易发生如热爆和无法点火等各类故障，问题主要出在系统启动过程的匹配方面。文中针对使用燃料压力调节供应方式的热动力系统，建立了包括充填集液腔和喷嘴阀杆运动等启动过程动态仿真模型；对启动过程的3个典型阶段进行了启动特性仿真，对模型与功率试验相关结果进行了比较，给出了3个典型阶段的特性，讨论了主要参数对各过程的影响；在对系统启动特性仿真和系统样机功率试验结果分析的基础上，从使用闭式喷嘴及可靠开启、喷嘴特性选择、燃料进入燃烧室时刻的参数匹配、燃料进入燃烧室后的相关匹配4个方面分析了系统的匹配性，给出了系统设置、主要参数（如燃料进入时间、燃料进入时刻的内压、燃料进入量、燃料进入后泵增压速率和药柱选择等）合理匹配以及可调控环节等方面的建议。     

开拓创新 发展新概念鱼雷武器

从设计创新观点出发,介绍了国外近些年来出现的超空泡高速鱼雷和水下无人航行器等一些新概念鱼雷武器系统,并展望了未来水中兵器的发展趋势。     

鱼雷热动力发动机机体振动模态分析

以鱼雷热动力发动机机体为例，用PATRAN有限元分析软件为平台，建立机体3D实体模型，对机体结构进行约束模态和自由模态分析，获得机体结构的模态参数。通过模态研究，分析了鱼雷热动力发动机机体固有振动特性，以及各结构参数对振动传递及噪声辐射的影响，为鱼雷热动力发动机的减振设计奠定基础。     

鱼雷斜盘发动机动力学特性仿真分析

虚拟样机技术已在国外鱼雷发动机的研制中得到应用。本文采用这一技术,对鱼雷斜盘发动机的性能以及主要运动部件的动力学特性进行了仿真;通过对发动机结构以及工作过程的模拟,分析了发动机主要运动部件的速度加速度与受力情况;探讨了发动机结构参数的调整对整机性能以及部件强度与振动的影响。文中提出的方法以及得到的结论对于缩短鱼雷发动机的研制周期,减少样机的试验费用,提高发动机的性能具有实际意义。