二维弹道修正弹修正机构气动特性研究

二维弹道修正弹气动力特性的研究是求解二维弹道修正弹弹道、分析二维弹道修正弹飞行稳定的基础,是实现精准控制、减小散布必要的理论支撑.该文对二维弹道修正弹的力学特性进行了分析,采用弹翼组合体气动特性工程计算方法,建立二维弹道修正弹气动计算模型,对二维弹道修正弹的升力和阻力进行计算.计算结果与CFD仿真结果对比,误差均小于1...     

固定鸭舵式弹道修正弹二体系统建模

固定鸭舵式二维弹道修正弹修正组件相对弹体具有不同的滚转角速度,传统6D弹道模型不能有效描述弹丸的运动特性和规律。针对该问题,在修正组件和弹体无气动耦合的假设下,研究了修正组件、弹体的运动与弹丸运动的关系,分析了弹丸飞行过程中两刚体间的相互作用,综合两刚体的运动学和动力学方程建立了7D弹道模型。针对某型尾翼稳定弹建立了仿真模型,并对不同面积、不同舵偏角、不同修正组件质量3种状态进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型可有效描述弹丸在飞行过程中的运动状态,且能够反映弹丸的弹道特性和运动规律。该模型可用于该型弹丸的弹道解算,并为该类弹丸的研究提供依据。     

固定鸭舵修正弹非线性与非定常气动数值模拟

为准确获得某固定鸭舵修正弹的气动特性,利用CFD数值计算方法对该弹的流场进行数值模拟,采用密度基隐格式与滑移网格技术,计算弹丸在静态、转动和慢圆运动下各项力和力矩的气动系数。仿真结果表明:该弹的升力系数与俯仰力矩系数的非线性气动特性与一般旋转稳定弹不同,俯仰力矩系数非线性项在亚声速区域为正值,超声速区域为负值;该弹修正组件所受导转力矩系数在跨声速段随攻角的变化较为剧烈,在非跨声速段的变化较为平缓;全弹的升力和俯仰力矩与修正组件滚转角、全弹进动角和进动速率都有关。     

伞形阻力器一维弹道修正弹气动特性分析

为了研究伞形阻力器一维弹道修正弹的气动特性,在标准82 mm口径迫击炮弹上加装伞形阻力器,建立一维修正弹模型。利用流体计算软件Fluent对亚音速飞行时弹丸模型进行了数值仿真。结果表明,阻力伞的展开破坏了弹体头部的流线形结构,改变了弹丸的气动布局,使得弹丸所受阻力增大。阻力伞展开前后阻力系数比可达到2.3左右。研究结果可以为一维弹道修正弹的研究提供帮助。     

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.     

固定翼二维弹道修正弹气动特性分析

在二维弹道修正方法的基础上,提出固定翼式二维修正弹的修正模型。针对大口径炮弹的飞行情况,设计了修正弹的物理模型。对炮弹及修正部整体三维建模,计算域六面体机构性网格离散。运用CFD流体计算软件,采用滑移网格计算技术对修正部及整体进行了计算分析,得出了修正部旋转舵力矩及控制舵力随马赫数的变化规律,为以后的固定翼修正方式的研究提供了气动依据。     

基于固定鸭舵的弹道修正弹建模与仿真

针对固定鸭舵和弹体具有不同的滚转角速度,传统六自由度弹道模型不能有效描述修正弹的飞行状态的问题,为研究固定鸭舵弹道修正弹的弹道特性,将弹丸与修正组件分别作为2个独立刚体建立六自由度弹道模型,分析了两者的运动耦合关系,建立了可表示具有相对滚转向量的七自由度弹道模型。以某型旋转稳定弹为例,通过基于Simulink的弹道仿真,得到了攻角、侧滑角的变化曲线,仿真结果表明该模型能够描述弹丸的弹道特性。     

二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究

为了研究鸭舵式修正机构的气动特性,对几种不同形状、不同面积鸭舵的阻力、升力、各项力矩进行了分析,提出了基于鸭舵修正机构的修正方法,建立了舵片实现减旋后的弹道模型,并分析了不同形状舵片在相同时间点进行弹道修正后的修正能力。分析结果表明在保证较好舵翼气动外形的基础上,尽量选择大展弦比的舵翼,这样能更好的提供较大升力和偏航力。     

二维修正弹修正组件反旋与不旋气动特性对比

为了研究修正组件反旋与不旋对弹箭气动特性的影响,在CFD软件中采用滑移网格方法对双旋二维弹道修正弹在不同攻角、马赫数下的气动特性进行了数值模拟,得到了气动特性变化规律,研究了鸭舵在不同滚转角下弹箭的修正能力,着重分析了修正组件反旋与不旋时该弹气动特性的差异。研究表明,修正组件反旋以后阻力系数与升力系数有所下降,非零攻角下该弹始终会有侧向力存在,通过控制同向舵的周向位置可以对射程和飞行方向进行修正。     

一维弹道修正弹气动分析与射程修正控制算法

为了提高炮弹的射击密集度,以安装有阻力环的一维弹道修正弹为研究对象,研究了阻力环结构对弹丸气动特性的影响情况,及通过控制阻力环打开时刻实现射程修正控制的算法。基于数值模拟方法,通过对相同外露高度和不同安装位置的阻力环结构方案进行外流场数值仿真和气动力参数计算,得出不同模型的增阻情况,为一维弹道修正弹气动外形设计提供参考。应用自编的一维弹道修正弹外弹道计算程序,分析了阻力环打开时刻对修正能力的影响,研究了阻力环打开时刻的计算方法。研究结果可为一维弹道修正炮弹的外弹道设计提供依据。     

脉冲修正火箭弹弹道修正算法优化

为提高脉冲推冲器的弹道修正效能,通过理论分析的方法分析了脉冲推冲器在不同弹道段的内弹道修正能力分布情况。数值仿真和分析结果表明,在弹道上升段脉冲推冲器的横向修正能力大于纵向,而在弹道的下降段横向和纵向修正能力相当。提出了上升段只进行横向修正和下降段进行综合修正的修正策略,并优化了脉冲推冲器点火相位。采用122mm火箭弹对优化后的脉冲点火控制方法进行了数值仿真。结果表明:该控制方法能有效提高脉冲推冲器的修正效果。     

鸭式布局双旋弹飞行动力学建模与仿真

为发展具有精确打击能力的有控旋转稳定弹,研究了一类采用双旋结构的鸭式布局旋转稳定弹。分析了该类有控弹的飞行原理,补充了其飞行动力学建模所需的坐标系;根据牛顿第二定律和动量矩定理,建立了七自由度刚体质心运动方程和绕质心运动方程;讨论了作用在弹体上的诸力和力矩。编制计算程序对鸭式布局双旋弹的弹道特性进行了仿真分析,揭示了无控条件下双旋弹前、后体的转速和全弹攻角、偏流的变化规律,得到了控制力和控制力矩作用下双旋弹体的攻角响应。仿真结果与其飞行原理吻合,符合外弹道规律,验证了所建模型的合理性,为后续研究该类有控旋转弹提供了理论基础。     

弹丸章动纸靶数据高精度处理方法

为对纸靶法获取的弹孔图像进行数据判读以测量弹丸飞行状态参数,提出了一种新的数字化图像采集与处理纸靶弹孔的方法,其核心是弹丸三维模型正投影匹配搜索算法,可实现弹丸穿靶姿态、位置的高精度测量。实验结果表明,利用该方法采集靶纸上的弹孔图像简便易行,分析和处理的自动化程度高、受人为主观因素影响较小,且测量精度优于传统方法。该方法在已知三维模型的弹丸章动纸靶数据处理中有较强的适用性。     

卫星授时的弹丸飞行时间测试方法

为了解决复杂地形条件下弹丸飞行时间测试问题,分析了采用有线传输方式测量弹丸飞行时间的基本原理和存在的问题,提出了一种以卫星授时为基础的弹丸飞行时间测试方法,介绍了测试系统组成、工作原理、主要功能模块的功能和设计要点。经实际验证,该方法正确、可靠,实用性强,工作效率高,从根本上克服了使用有线传输信号方式测试弹丸飞行时间存在的弊端。     

基于落点预测补偿的激光末修弹脉冲点火相位研究

为得到脉冲控制激光半主动末段修正弹落点精度更高的修正力作用方向,提出在传统点火相位计算基础上加入落点预测补偿,并通过建立激光探测器目标方位模型,结合脉冲力的纵向和横向修正能力的分析,推导出改进后的点火相位。采用六自由度弹道仿真进行验证,结果表明,采用文中点火相位进行弹道修正后,落点偏差明显减小,平均脱靶量从56.3m减小到13.1m,圆概率误差从48.1m减小到12.4m,证明了该方法的有效性,为末段修正弹控制策略的设计提供了理论依据。     

瞬态力矩平衡揭示高旋弹鸭翼对弹道的影响

针对鸭翼偏转方向与弹道改变方向相反的现象,提出了基于瞬态力矩平衡原理从理论上揭示高旋弹鸭翼对弹道的影响。通过分析弹体在瞬态平衡状态下的受力情况得出了弹体受到的法向力是改变弹道轨迹的直接因素。仿真验证结果表明：弹体受到的法向力与弹体压心到质心的距离成反比,与鸭翼和弹体压心间的距离成正比,与鸭翼上的法向力成正比,弹道改变量与鸭翼上的法向力方向相反;对于翼面确定情况,为了增加弹道的改变量,需要加大鸭翼压心和弹体压心之间的距离,若鸭翼与弹体压心重合,无论鸭翼如何偏转,都不会改变弹道。     

陀螺外框摆动角受限时某末制导炮弹的弹道特性

为了研究惯导飞行阶段外框摆动受限时某型末制导炮弹的弹道特性,通过分析惯导陀螺外框工作角度受限后其可能发生的3种运动情况,基于欧拉方程确定陀螺转子的运动状态,分别建立了陀螺转子进动运动的计算模型。利用 simulink建立了末制导炮弹弹道数值仿真系统,考虑了外框架摆动受限后外转子运动变化规律,并分析其对惯导飞行控制过程的影响。结果表明,当外框摆动受限时,转子发生进动并改变惯导控制过程的计算基准,对射程、侧偏及落角等弹道诸元产生很大的影响。     

遭毁伤巡航导弹气动特性风洞实验研究

通过对“战斧”多用途巡航导弹风洞实验模型的设计和不同马赫数、攻角及侧滑角下气动特性参数的测试,得到弹翼折弯角对侧向力系数、偏航力矩系数、升力系数以及前部阻力系数的影响规律.结果表明,随着弹翼折弯角的增大,侧向力系数和偏航力矩系数近似呈线性增长,这种影响随马赫数增大而增强,但对升力系数、前部阻力系数、滚转力矩系数、俯仰力矩系数等特性参数的影响并不显著.