弹炮间隙对火箭弹初始扰动的影响

以螺旋导轨导旋的多管火箭发射系统为研究对象，考虑弹炮间隙对系统的影响，建立了弹炮耦合运动模型，分析了各种可能有膛内运动姿态，并着重研究了弹炮间隙的存在在对膛内运动姿态和起始扰动结果的影响。     

随机激励对火箭初始扰动的影响

针对火箭弹／发射装置系统，建立半约束期火箭弹的运动微分方程．把火箭弹的质量偏心和动不平衡作为随机激励处理，分析其对火箭初始扰动的影响。给出了在随机激励作用下火箭初始扰动的可能域。     

制导系统启控时刻对火箭弹初始扰动的影响研究

借助ADAMS和MATLAB／SimuLink的接口环境建立了带制导系统的发射动力学模型。模型可综合考虑弹管间隙以及系统时变参数特性；进行有无制导系统的模拟对比发现，火箭弹离轨前启制导系统可以适当减小火箭弹的扰动角速度，而且启控时刻越早，对火箭弹的出口姿态越有利；研究了制导系统启控时刻随机性对火箭弹出口角速度散布的影响，结果发现其影响不容忽视。     

缓冲装置对某导弹系统初始扰动的影响研究

为研究缓冲装置对导弹系统初始扰动的影响,将接触变形碰撞模型应用于某导弹弹筒间隙中,基于拉格朗日方法建立了安装后坐缓冲装置的导弹发射系统运动耦合的多刚体动力学模型。通过数值仿真得到了系统的动力学响应,结果与实测参数基本一致。通过对比无缓冲装置的系统响应,说明安装后坐缓冲装置能够减小系统初始扰动,对推力偏心和弹筒间隙的影响具有调节作用。     

箱式倾斜发射导弹发射扰动研究

通过对箱式倾斜发射导弹在发射过程中的受力分析,建立了导弹在半约束运动状态下的发射扰动数学模型,通过Matlab/Simulink进行了数学仿真,仿真结果与实弹飞行测试结果一致,验证了所建立的初始扰动数学模型的正确性与实用性。     

发射装置支撑刚度对火箭弹初始扰动的影响研究

针对某实验火箭弹发射装置的支撑刚度与火箭弹初始扰动的关系问题,采用多刚体动力学仿真分析和实验验证相结合的方法进行了研究,实验通过设计刚度可调装置及采用光学杠杆测量等方法来实现。结果表明：发射装置支撑刚度的大小对弹的初始扰动有影响,并且随着刚度值的变化,弹的初始俯仰角速度曲线存在极值。     

燃气后效对发射体影响研究

对发射筒口燃气脉动现象进行分析,建立发射体水下发射燃气后效计算模型,进行非定常粘性可压缩流Navier-Stokes 方程的数值模拟,通过计算,获取了发射体表面在燃气后效影响下的压力分布及作用范围,为出筒后的发射体载荷分析提供一定的依据.     

弹体结构变形对发射起始扰动影响研究

对长细比较大的倾斜发射式火箭弹,在进行发射动力学计算时,除考虑外部影响因素外,还应该考虑火箭弹弹体自身的弹性变形引起的横向振动对起始扰动的影响.为了研究某型火箭弹的横向振动特性对发射过程俯仰角运动的影响,采用传递矩阵法建立了火箭弹的横向振动模型,分别进行了多刚体和刚柔耦合发射动力学仿真.通过发射动力学仿真结果及试验测试结果对比,发现弹体的横向振动特性对该火箭弹发射过程中俯仰角方向运动具有比较大的影响.     

发射装置振动对火箭弹初始扰动的影响

以螺旋导轨导旋的多管火箭发射系统为研究对象，考虑弹管间隙对系统的影响，建立了弹炮耦合运动模型，分析了各种可能的管内运动姿态，并对考虑发射装置的影响与未考虑发射装置的影响进行了计算机仿真，把它们的结果进行了比较，得到了因发射装置的振动对火箭弹所产生的初始扰动。     

弹体结构变形对发射起始扰动影响研究

对长细比较大的倾斜发射式火箭弹,在进行发射动力学计算时,除考虑外部影响因素外,还应该考虑火箭弹弹体自身的弹性变形引起的横向振动对起始扰动的影响.为了研究某型火箭弹的横向振动特性对发射过程俯仰角运动的影响,采用传递矩阵法建立了火箭弹的横向振动模型,分别进行了多刚体和刚柔耦合发射动力学仿真.通过发射动力学仿真结果及试验测试结果对比,发现弹体的横向振动特性对该火箭弹发射过程中俯仰角方向运动具有比较大的影响.     

极端载弹下直升机载火箭发射燃气冲击效应研究

针对机载火箭发射过程中对机体造成的动力冲击效应,对直升机机载火箭系统发射全过程的燃气射流冲击流场进行计算。通过3维非定常的数值模拟方法,结合动网格方法及分块混合网格模型,对比不同载弹状态下的火箭巢结构对冲击效应的影响。计算结果表明:机身表面受到的最大冲击超压在10 kPa量级,不同载弹状态下起始冲击波流场发展过程相似,超压分布均为单峰函数,但火箭离管时空载状态发射的冲击流场变化更为复杂,机身最大超压分布规律为双峰曲线。     

弹管间隙对火箭炮初始挠动影响的仿真分析

弹管间隙是影响火箭炮初始扰动的重要因素之一。依据某多管火箭炮的实际结构,建立了发射动力学模型。应用动力学显式有限元理论对模型进行了仿真计算,获得了不同弹管间隙条件下影响火箭炮初始挠动的相关参数。通过结果的对比分析,得到了火箭炮初始挠动随着弹管间隙变化的趋势,为火箭炮结构优化提供参考和借鉴。     

柔性弹箭飞行力学建模研究

结合传统弹箭刚体飞行动力学理论,基于大运动弹性体浮动框架建模方法,采用混合坐标建立了飞行力学模型,该模型考虑了柔性弹箭惯量矩阵时变效应,通过小参数摄动法确定了柔性变形引起的空气动力变化.采用了合适的浮动框架--线性化Tisserand框架,使得浮动框架引出的约束方程自动满足,飞行力学求解由微分代数混合方程组化为微分方程组;通过分析变形运动方程,给出了在转速变化较慢的被动段时系统临界状态的条件和临界转速.     

基于摄动原理的火箭弹落点实时预测

基于摄动原理,提出了以6自由度弹道方程解算的弹道为火箭弹基准弹道,求解参数扰动引起的落点偏差变化量的落点实时预测方法,并给出了详细解算步骤。将各种扰动系数的解算赋予地面火控计算机,降低了弹载计算机的解算复杂度和解算量。以122 mm火箭弹为例,选取一条基准弹道,分别对无扰动、仅存在初始扰动和全弹道存在随机扰动3种条件下的无控弹道进行了落点预测仿真实验和火箭弹落点预测飞行试验。研究结果表明：该方法在仿真实验和实际飞行试验中都具有较高的预测精度,横向偏差收敛速度较纵向偏差快,其波动幅度在全弹道上较纵向偏差小,而且纵向偏差预测在火箭弹降弧段才趋于收敛;采用该方法进行预测时每次解算时间为167 ns左 右,远小于弹载控制器2 ms的控制周期,实现了实时预测。     

不同硬度弹丸对中厚靶板作用的试验研究

弹体材料的热处理硬度对弹丸的侵彻性能有着重要的影响。通过3种不同硬度的30CrMnSiNi2A弹丸,在低速下对船用钢板进行侵彻试验。试验结果表明:弹材硬度在HRC41~47范围内,弹头部的破碎程度随着其硬度的提高而降低;下限硬度弹丸的动能主要消耗在弹头部自身的破碎过程中,基本上不能在靶板上形成侵彻孔道;上限硬度弹丸动能主要消耗在对靶板的扩孔过程中,并且弹体的破碎主要发生在弹靶碰撞初期,当弹丸头部进入靶板后,基本不会再发生破坏,弹丸的侵彻能力也随着弹体硬度的提高而提高。研究结果可为弹靶作用分析和相关设计提供重要的参考价值。     

直升机下洗流场对导弹初始弹道影响

研究了导弹在两种不同控制模式下,直升机下洗流场对其初始弹道的影响。通过建立直升机下洗流场数学模型和导弹动力学和运动学模型,对导弹在旋翼干扰流场下的姿态和弹道变化进行了仿真研究,给出了在导弹自动驾驶仪启控或不启控状态下旋翼下洗流干扰对导弹姿态和弹道影响变化曲线。结论认为下洗流场对导弹初始弹道的影响是显著的,导弹自动驾驶仪的控制作用可有效减小这种影响。     

面基层间不同结合状态下发射场坪动态响应研究

为了得到面基层间不同结合状态下无依托发射场坪的动态响应,基于Cohesive单元的双线性内聚力本构,建立了层间结合数学模型,进一步建立了含层间效应的发射场坪数值模型;引入初始损伤变量并结合应变等价性假设,建立了层间不同结合状态数学模型;以含层间效应的发射场坪数值模型为基础,完成了面基层间不同结合状态下的发射场坪数值模型的建立,分析了发射筒底部处场坪面基层间界面的损伤分布与演化,研究了面基层间不同结合状态下发射场坪动态响应的变化。结果表明：当面基层间结合状态一定时,发射筒底部对地载荷作用边界处面基层间界面损伤最严重,且沿着载荷作用区域半径方向,面基层间界面损伤分布表现为先增加、后减小的规律;随着面基层间结合状态的变差,沿载荷作用区域半径方向,面基层间界面损伤演化表现为中间不变、两边减小的规律,场坪面层垂向位移和水平位移产生不同程度的变大,面层、基层层底中心最大应力均变小。为了得到面基层间不同结合状态下无依托发射场坪的动态响应,基于Cohesive单元的双线性内聚力本构,建立了层间结合数学模型,进一步建立了含层间效应的发射场坪数值模型;引入初始损伤变量并结合应变等价性假设,建立了层间不同结合状态数学模型;以含层间效应的发射场坪数值模型为基础,完成了面基层间不同结合状态下的发射场坪数值模型的建立,分析了发射筒底部处场坪面基层间界面的损伤分布与演化,研究了面基层间不同结合状态下发射场坪动态响应的变化。结果表明：当面基层间结合状态一定时,发射筒底部对地载荷作用边界处面基层间界面损伤最严重,且沿着载荷作用区域半径方向,面基层间界面损伤分布表现为先增加、后减小的规律;随着面基层间结合状态的变差,沿载荷作用区域半径方向,面基层间界面损伤演化表现为中间不变、两边减小的规律,场坪面层垂向位移和水平位移产生不同程度的变大,面层、基层层底中心最大应力均变小。     

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究

为了实现对静压气浮轴承的动特性进行研究,提出并设计了一种具有可变截面积均压槽的静压气浮轴承,结合气浮轴承的力学振动模型采用微扰动法建立了气浮轴承动态控制方程,运用有限差分法对气浮轴承动态控制方程进行了数值求解,得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼。计算结果表明：当振动较小时静压止推气浮轴承的动态刚度值与静态刚度值相当,在气膜间隙为5.5 μm左右时,气浮轴承的动、静刚度均达到最佳值;在同一供气压力下,随着气浮轴承气膜间隙的增大,其动阻尼呈非线性减小,气膜间隙对气浮轴承动阻尼系数的影响较大。