小口径尾翼脱壳弹外弹道优化设计

对小口径尾翼脱壳穿甲弹结构参数在飞行弹道上对空气动力特性、外弹道特性的相互影响作了分析，建立了飞行弹道上对主要结构参数进行气动力、外弹道一体化优化设计的数学模型，利用空气动力与外弹道数值计算和最优化方法进行求解。通过对某小口径火炮尾翼脱壳穿甲弹优化设计应用表明，优化设计后的脱壳穿甲弹主要性能优良，优化设计收到了很好的效果。     

尾翼弹与近炸引信弹道匹配性及可靠性增长设计

文中针对尾翼弹与近炸引信匹配导致弹道早炸几率高的问题及解决措施开展研究.在分析尾翼稳定装置结构特点及作用原理,以及飞行弹道中引信受非预期信号影响引起早炸机理的基础上,找出可控制、可改进的因素,进而提出不改变功能特性情况下,通过改进设计个别零件相互间接口关系进而改善引信弹道环境的技术方案,实现可靠性增长.风洞试验结果表明,消除尾翼销轴装配间隙,能够有效降低因翼片振动造成的弹道早炸几率.     

尾部形状对超空泡射弹尾拍运动影响的数值研究

尾拍运动是超空泡射弹保持水中稳定运动的主要方式。为研究尾部形状对超空泡射弹尾拍运动特性的影响，基于有限体积法和Mixture多相流模型，结合动网格技术构建三维自由尾拍运动仿真模型，比较圆柱弹、尾锥弹、尾翼弹和尾裙弹的尾拍运动特性，分析了在不同初始扰动角速度情况下射弹的固有运动状态特性。研究结果表明：射弹尾拍时，尾部形状会影响尾部沾湿面和尾部沾湿产生的空泡，尾部沾湿表面面积越大或沾湿表面与射弹航行速度方向夹角越大，同攻角下射弹所受的力矩越大，尾拍频率越高，速度衰减越快，在不失稳的情况下，射弹的速度衰减快慢为尾裙弹>圆柱弹>尾锥弹>尾翼弹；4种射弹都存在与射弹的几何形状有关，而与初始扰动角速度无关的固有尾拍运动状态，此状态下射弹尾拍角速度振荡峰值随速度的衰减正比例减小。     

弹裙结构参数对挤压阻力的影响研究

为研究射弹弹裙结构参数对挤压阻力的影响,建立了锥膛炮的身管及射弹耦合模型。分析了弹裙受到的阻力及弹后空间变化的火药气体压力分布情况,将此作为力载荷作用于模型。塑性材料选用广泛采用的Johnson-Cook本构模型,采用有限元软件ABAQUS的动态显式算法进行求解,将仿真结果与内弹道编程计算出的位移、速度结果进行对比,验证了仿真模型的正确性。探究了不同弹裙锥角、不同弹裙尾部宽度和两者同时变化对挤压变形阻力的影响。结果表明,不同弹裙结构参数对挤压阻力有较大影响,最大挤压阻力与弹裙总长有关。     

尾裙弹静态气动力计算研究

本文讨论了尾裙稳定弹空气动力参数计算方法,编制了气动力计算程序,并对某尾裙弹进行了气动力计算,计算结果与自由飞试验值相比较为一致,因而可作为对这类弹丸外弹道设计的一个计算工具.     

尾翼稳定弹刚体弹道数值计算技术

弹丸６自由度运动微分方程计算是外弹道数值计算理论中的一个重要内容，其中绕心运动的攻角微分方程在稳定飞行条件下其解为衰减的振荡曲线，因而方程数值解的收敛性，稳定性较差，求解较为困难，且计算时间很长。本以尾翼稳定弹为例，对其刚体弹道运动微分方程的求解技术作了探讨，分析了尾翼弹飞行稳定的条件。     

不同攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳过程影响分析

为了研究攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳过程的影响,基于CFD的动网格技术和外弹道六自由度方程相结合,采用非结构网格和TVD有限体积格式,对不同攻角时脱壳过程进行数值仿真.得出了分离过程的流场激波云图,不同攻角下弹托质心的位置变化曲线、脱壳时间以及不同分离阶段弹芯表面压力分布曲线.对比分析各参数,得到脱壳弹在正负攻角飞行时,弹托分离时间增加,不利于弹托的分离.     

鸭式防空修正弹气动外形-修正弹道优化设计

为使鸭式布局防空炮弹在较短飞行时间内获得较大的弹道修正量并保持飞行稳定,分析了炮弹气动外形参数在飞行弹道上对气动特性及有控弹道特性的影响.以某鸭式布局防空修正弹为例,依据炮弹飞行阻力小、弹道修正能力强以及飞行稳定性良好的设计要求.建立了该类炮弹的气动外形一修正弹道综合优化设计模型,通过气动力工程计算、有控弹道数值计算和复合形寻优,对优化数学模型进行了求解,算例结果表明,该优化设计模型所用机时较短,优化结果能够满足预定的目标要求.     

带微型扰流片的尾翼弹飞行弹道仿真

为了研究微型扰流片的控制机理及控制效果,以某带微型扰流片的尾翼弹为研究对象,从动力学角度分析微型扰流片动作对尾翼弹飞行弹道的影响,建立了该类弹箭的六自由度飞行动力学模型并进行了飞行弹道数值仿真;不同速度条件下扰流片对弹箭侧偏和射程的修正结果表明：在弹箭飞行过程中某一个时刻启动微型扰流片后,弹箭的飞行姿态可以发生较大的变化,从而改变其飞行轨迹,达到弹道修正的目的。     

降落伞和尾翼相结合的末敏弹布局形式

针对末敏弹在采用降落伞和其他气动力机构(采用单翼或双翼)稳态扫描时的缺点,提出了一种降落伞和尾翼相结合的布局形式。该布局形式通过在子弹尾部安装三片尾翼,增大子弹下落过程的阻力,减小降落伞的尺寸,提高了末敏弹的整体作战效果。通过对数值风洞模拟和弹道分析的仿真结果表明,这种布局结构可以实现稳态扫描,并可用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中。     

毁伤过程中弹板破坏机制的研究

研究了用93W?105模拟弹以1400m/s左右的速度侵彻四种回火状态的603、675、685钢装甲和弹体的破坏方式.研究过程发现,穿深、坑口和坑底直径都可以成为描述装甲钢抗弹性能的参数.另外坑口和坑底直径与材料抗弹性能有密切联系.研究中还发现,侵彻过程中钨合金穿甲弹发生了绝热剪切,绝热剪切产生的高温可以使钨发生融化并使装甲发生过烧.用钢穿甲弹进行实验,钢弹也出现绝热剪切,这证实侵彻过程中弹体受到的破坏主要是绝热剪切.     

弹箭侵彻器对土壤和岩石的侵彻机理研究及弹道计算

借助空腔膨胀理论研究和分析了弹丸及火箭侵彻器对岩石和土壤的侵彻作用机理，从而建立了相应的弹道计算模型，并通过算例验证了该模型的正确性。     

环形及线形聚能装药侵彻体对长杆式穿甲弹穿甲过程干扰的试验和数值模拟

为进一步提高聚能型爆炸反应装甲防护性能,增强坦克在战场上的生存能力,设计一种以环形聚能装药结构为基本结构的新型爆炸反应装甲,来拦截高速长杆式穿甲弹（简称长杆弹）。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对环形爆炸成型结构干扰钨合金长杆弹穿甲过程进行数值模拟,分析了环形爆炸成型侵彻体成型过程及干扰长杆弹穿甲过程机理。在相同条件下,与线形爆炸侵彻体干扰长杆弹穿甲过程进行了对比。结果表明：环形聚能装药结构爆炸成型侵彻体具备更高的防御性能,长杆弹有效侵彻深度与线形装药结构相比降低32.5%,弹坑长度增加10.4%,且在环形爆炸侵彻体干扰下长杆弹弹杆断裂、偏航;模拟结果与试验结果吻合良好。     

大长径比弹箭在飞行时的柔性变形特性分析

对于远程火箭和杆式穿甲弹这类细长飞行体来说 ,随着弹体长径比的增大和飞行速度的提高 ,其在空中的柔性变形已经不可忽略 ,变形的大小可能远超过弹箭设计时所允许的公差 ,将严重影响弹箭的飞行性能。本文提出了大长径比弹箭在飞行时柔性弯曲的动力学模型和有限元模型 ,并对柔性变形进行了仿真分析 ,讨论了飞行速度和长径比等参数对飞行体变形的影响。研究结果对细长弹箭的设计具有一定参考价值     

不同弹芯材料侵彻钢装甲对靶板硬度的影响

对钨丝增强非晶复合材料和93钨合金进行模拟靶试对比试验,通过对弹坑头部附近靶板进行微观组织观察和显微硬度测试,研究高速侵彻后不同弹芯材料对靶板组织和性能的影响。结果表明:两种弹芯材料高速侵彻后的钢靶板,弹坑附近的靶板硬度都较侵彻前的原始靶板有很大提高,且非晶复合材料弹芯侵彻形成的弹坑附近高硬度层更宽,其宽度是93钨合金弹芯侵彻形成的高硬度层的2.5倍左右;弹坑附近组织存在很大差异,钨合金弹芯的弹坑附近是形变织构组织,而复合材料弹芯靠近弹坑处的靶板发生了马氏体转变。     

侵彻过程弹体和靶中应力应变率分布的数值计算

采用动力有限元计算了穿甲弹侵彻装甲时,应力、应变率在弹和弹前端装甲中的分布.结果发现,当穿甲弹以1?400m/s左右的初速侵彻装甲时,在侵彻过程中,弹前端装甲中的应变率最高可达到105/s,但是分布范围很窄,不超过3mm,在此之后的较大范围内, 应变率都是103/s;弹和靶中的应力分布规律与应变率在靶中的分布规律相同.     

大锥角药型罩聚能装药结构对混凝土介质侵彻研究

采用脉冲X光照相、威力效应实验及数值模拟方法,对两种不同形状的大锥角药型罩聚能装药结构对混凝土的侵彻能力进行了研究,实验测试获得了大锥角截顶药型罩装药结构形成的爆炸成型杆式侵彻体的形状、头尾速度及对混凝土靶的侵彻参量;采用AUTODYN-2D程序对两种结构药型罩聚能装药的成形过程和侵彻过程进行了数值模拟.结果表明,相比于大锥角截顶药型罩,大锥角球缺型药型罩所形成的爆炸成型杆式侵彻体在混凝土靶中形成的孔道更能满足复合侵彻战斗部对一级侵彻的要求.     

钨丝束穿甲弹的研究进展

通过对国内外钨丝束穿甲弹芯的研究进展和典型工艺方法的研究分析 ,提出了我国大口径高密度钨丝束穿甲弹研究工作的一些设想和建议     

双模毁伤元EFP和JPC结构匹配研究

运用LS-DYNA仿真软件研究了弧锥结合罩的结构参数对双模毁伤元EFP和JPC形成的影响规律.通过改变弧锥结合罩的锥角、圆弧曲率半径和药型罩壁厚,对比分析形成的毁伤元性能规律,得出药型罩结构参数对EFP和JPC长度、长径比、速度等成型参数的影响规律.结果表明:弧锥结合罩的圆弧曲率半径、锥角和壁厚存在最优值,锥角在140...     

行星探测器的硬着陆撞击

探测太阳系的行星及其卫星是空间科学和航天技术的重要领域之一。近半个世纪以来,人们一直在筹划使用侵彻器在这些星体着陆,为了解决结构动强度,穿星器弹道稳定性和器件耐撞性等难点,人们需要进行弹道试验和理论分析。中国为实现科技现代化作了许多努力,相信中国今后也将会十分重视行星探讨测器的硬着陆研究。