尾翼子弹气动特性及飞行弹道

针对战术地地导弹再入速度很高以及子弹减速要求,进行了带尾翼子弹气动特性及飞行弹道研究.利用风洞实验测得不同尾翼子弹在0.7～3.0马赫数和0°～14°攻角下气动特性参数,并在此基础上结合子弹六自由度运动方程,在Matlab Simulink仿真平台下,计算和分析了增阻尾翼对子弹速度及弹道特性的影响.     

弱约束抛撒条件下子弹对靶板扩孔能力研究

为提高在弱约束抛撒条件下子弹的毁伤效果,采用数值模拟与实验相结合的方法对薄壳子弹以不同攻击姿态对金属靶板的扩孔能力进行研究。建立子弹侵彻金属靶板的有限元模型,对不同着角、攻角情况下的穿甲过程进行数值模拟;对子弹各部件过载及装药安定性进行分析,并完成了不同工况下扩孔情况的计算。计算结果与实验结果一致性很好,相对误差小于10%。结果表明,该方法适合于弱约束抛撒条件下子弹对靶板的扩孔能力研究。     

子弹稳定装置翼片动态张开过程研究

为解决子母战斗部抛撒后子弹在超声速飞行时其稳定装置翼片动态张开过程的工程计算问题,基于气体斜激波理论和普朗特-梅耶膨胀波理论,分析在高速气流条件下翼片张开过程中的受力情况,建立了翼片动态张开过程的动力学方程,并用MATLAB编程实现。用此方法计算了某子弹稳定装置在一定初始条件下翼片的运动,分析了不同子弹攻角和角速度对子弹翼片张开过程的影响,并就其对工程设计的影响进行了定性讨论。计算结果可为子弹稳定装置的飞行强度计算提供依据。     

子母弹活塞式抛撒机构空中抛撒模型及仿真研究

对有活塞最大行程限制的子母弹活塞式抛撒机构空中抛撒内弹道过程及子弹外弹道初始条件计算方法进行了探讨，建立了抛撒弹道模型，并进行了数值仿真。内弹道模型首次对活塞有最大行程限制问题以及动态抛撒过程中反作用力对母弹系统造成的影响进行了研究；子弹初始外弹道模型分析了带导向管、母弹旋转及子弹装配问题等。仿真结果符合实际过程，说明模型合理。可为活塞式抛撒机构结构设计、结构优化及空中抛撒散布效果分析提供理论指导。     

子母弹抛撒角速度测试技术研究

针对子母弹在子弹抛撒过程中,子弹飞行角速度的测试要求,采用数字存储测量技术及弹载预处理技术对子弹角速度测试进行了研究.文中介绍了地磁场传感器测试原理,设计了地磁场传感器和存储测试系统电路,并在实际测试中获得了较为理想的结果.     

新型活塞式中心抛撒机构的内弹道仿真研究

为了保证子弹在低过载抛撒环境下能得到较高的子弹抛撒速度,设计了一种新型的活塞式中心抛撒机构,对这种抛撒机构的工作过程进行了研究。这种新型活塞式中心抛撒机构通过带有斜面的弹托来传递活塞对子弹的推力,高压室燃烧低压室做功等方式,降低了初始的推力峰值,实现抛撒过程的低过载。根据此种抛撒机构的工作原理,对活塞、弹托及子弹等进行受力分析,建立了此种抛撒机构的内弹道模型,采用此模型对其内弹道性能进行仿真研究。计算得出,该种新型抛撒机构能提供大于50m/s的抛撒速度并将子弹过载控制在1000g以下。所建立的内弹道模型对此种新型活塞中心抛撒机构的设计具有参考意义。     

火炮子母弹抛撒段子弹运动规律初探

基于火炮子母弹抛撒过程的特点，提出了抛撒段的概念，建立了母弹中各层串子弹的坐标变换关系，进行了受力分析，推导了抛撒段子弹运动微分方程，求解了子弹自由飞行的起始条件，为子弹刚体外弹道的分析计算和子弹引信受力环境的识别利用奠定了基础。     

火炮子母弹抛散段子弹运动规律初探

基于火炮子母弹抛撒过程的特点，提出了抛撒段的概念，建立了母弹中各层串子弹的坐标变换关系，进行了受力分析，推导了抛撒段子弹运动微分方程，求解了子弹自由飞行的起始条件，为子弹刚体外弹道的分析计算和子弹引信受力环境的识别利用奠定了基础。     

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.     

弹性翼S-C型末敏弹气动特性研究

采用双向流体-固体耦合方法对无伞末敏弹进行气动弹性分析,研究了末敏弹尾翼在气动力作用下的变形规律,并对尾翼变形后的末敏弹系统进行气动特性分析,总结了末敏弹气动参数、尾翼挠曲变形随运动攻角的变化规律。研究结果表明,末敏弹的阻力系数和转动力矩系数均随着攻角的增大呈先增加、后减小的趋势,升力系数则随着攻角的增大呈单调递增趋势;自由飞行试验结果显示,与刚性翼末敏弹相比,弹性翼末敏弹的气动参数仿真值与试验值更为贴近。     

旋转弹体尾翼片非线性动载荷响应特性分析

旋转弹体在非稳态带攻角飞行时，可晃动尾翼片可能在较低转速下因低频动载荷响应过大造成结构提前断裂。针对旋转弹体尾翼片的动载荷响应破坏问题，建立了一种存在间隙的尾翼片在离心力以及非定常气动力作用下的非线性动载荷响应分析模型。对该系统的动力学方程进行数值求解，并使用Matlab/Simulink软件平台进一步开发尾翼动响应分析工具。通过调整尾翼片可晃动量e和载荷振荡因子k，研究了旋转弹体尾翼片的非线性动载荷响应特性，并指出旋转弹体在非稳态带攻角飞行时，可晃动尾翼片因倍周期低转速振动放大而可能提前发生破坏。     

旋转体制下鸭式布局弹箭正弦打舵气动特性分析

为了研究鸭式布局弹箭正弦打舵滚转控制时非对称姿态飞行的气动特性,根据滚转周期内的飞行姿态建立了4组模型,进行风洞实验,得到全弹的气动力变化规律; 采用基于三维Navier-Stokes方程求解的时空二阶精度的隐式迭代算法,建立数值计算模型,对流场进行数值模拟,得到不同攻角下飞行时的弹箭各部件气动力数据。结果表明数值模拟气动力数据与风洞实验结果有相似的变化规律。采用后处理软件分析了鸭舵下洗对尾翼的影响,得到结论:鸭式布局弹箭鸭舵洗流对尾翼干扰明显,非对称姿态下鸭舵对尾翼的洗流会使弹箭产生诱导滚转力矩,且该滚转力矩随攻角增大而增大。     

子弹头部对亚音速气动特征影响数值模拟

文中根据子弹气动理论对子弹外形进行了气动优化讨论.针对带药型罩子弹药可能使用的头部外形,对子弹药简化模型进行了CFD计算和风洞测试.根据计算分析结果认为:内凹、平面、外凸三种子弹头部外形对子弹气动特性的影响集中表现在子弹的阻力系数中,其对子弹升力、偏航力、阻心位置的影响较小,附于子弹侧壁的小尺寸目标探测器导致的不对称性对子弹气动特征影响较小,不带尾翼子弹阻心位置比较靠前端,这可能影响子弹飞行稳定性要求.提出增加尾翼稳定装置来保证飞行稳定.     

布撒器-子弹气动干扰风洞实验研究

介绍了子母弹气动干扰风洞实验新方案的特点及实验装置的构成。利用该方案进行了布撒器一子弹气动干扰风洞实验。实验结果表明：阻力系数干扰量、升力系数干扰量随子弹的轴向位置振荡变化;随子弹的下移气动干扰量减小;子弹的攻角对气动干扰影响不大;在布撒器尾翼区子弹的气动干扰量变化很大;布撒器尾迹对子弹的阻力有很大影响。对亚音速子母弹气动干扰区边界的界定标准应仔细进行研究。     

某火箭弹尾翼展开过程分析

针对火箭弹飞行过程中的尾翼展开强度问题,以某火箭弹尾翼为对象,通过尾翼展开过程的理论分析,建立了尾翼展开分析模型,分析了尾翼展开过程中展开角和转速随时间的变化关系以及所受外载荷情况.基于分析所得载荷条件,采用数值模拟方式分析了两种不同结构尾翼展开过程中与尾翼座形成冲击时的应力响应情况.通过外弹道飞行试验对分析结果进行了验证.结果表明,分析结果与试验结果具有较好的一致性.     

子母弹燃气囊抛撒模型及其计算

子母弹燃气囊子弹抛撒系统是一种具有广泛应用前景的抛撒技术 ,它包括了抛撒药燃烧、燃气囊充气和各子弹运动的变化过程 .本文描述了子母弹燃气囊子弹的抛撒过程 ,建立了子弹抛撒过程的数理模型 ,并给出了地面模拟试验和计算机数值计算结果 .     

基于嵌套网格的超声速子母弹分离数值分析

为研究超声速下子母弹分离流场和气动特性,采用嵌套网格技术和有限体积法离散求解三维黏性可压缩流的Navier-Stokes方程,同时建立6自由度刚体的运动学方程与动力学方程。将6自由度刚体运动与计算流体力学耦合,数值模拟超声速下子母弹分离过程,研究子母弹分离过程的流场特性和子弹初始分离状态（如子母弹初始分离时子弹飞行速度及其初始姿态角等）对其分离过程的影响。结果表明：嵌套网格技术可以很好地模拟超声速下子母弹分离的复杂干扰流场;超声速条件下,子弹脱开母弹时的飞行速度和子母弹初始分离速度越大,分离攻角越小,各个弹体之间可以更安全快速地分离。     

S-S型旋翼末敏弹气动特性规律研究

无伞末敏弹的稳定尾翼在母弹开舱前包裹于子弹外壁,因威力要求,子弹直径需要尽可能大,导致稳定尾翼的厚度较小,而末敏子弹下落速度较快,尾翼极易在空气动力的作用下发生挠曲变形。为深入分析尾翼结构参数对末敏弹气动特性及尾翼挠曲变形的影响规律,采用双向流体-固体耦合方法对S-S型旋翼末敏弹进行分析。研究结果显示：末敏弹阻力系数随弯折角α₂₁的增大呈递增趋势,而随其余3个弯折角的增大呈递减趋势;转动力矩系数随4个弯折角的增大均呈递增趋势,随4个弯折比的增大均呈现准线性递增趋势,随两翼长宽比的增大呈递减趋势。高塔自由飞行试验结果表明,末敏弹阻力系数和转动力矩系数的仿真误差分别不超过7.8%和6.1%,证明了双向流体-固体耦合方法分析无伞末敏弹气动特性的可行性与正确性。     

带导向管的子母弹活塞式抛撒弹道建模及数值仿真

在子母弹活塞式抛撒背景下，提出了带导向管的抛撒机构，分析单燃烧室和双燃烧室结构工作原理，对子母弹系统抛撒散布过程的计算方法进行探讨,建立抛撒过程内弹道方程组及子弹散布模型，并在此基础上进行了数值仿真。系统总结了子母弹活塞式抛撒特点及性质；将带有导向管的活塞式抛撒技术和母弹旋转融合在一起，增强了子弹空中散布效能；子弹弹道模型及仿真给出了子弹空中运动规律及散布规律。为抛撒过程的研究、抛撒机构的工程化设计和结构优化、空中抛撒散布效果分析提供理论参考。     

子母弹抛撒过程数值模拟及其试验

文中对一个实际子母弹模型抛射子弹的过程进行了试验研究,获得了子弹速度、位移试验数据.同时应用非线性动力有限元程序LS-DYNA对其火药燃烧并推动子弹抛撒的过程进行了三维数值模拟,获得了丰富的计算结果.子弹抛撒速度试验结果与数值模拟结果基本一致,表明计算模型与方法是合理的.