一维弹道修正引信阻尼弹道系数的优化与仿真

首先分析了影响一维弹道修正引信阻尼弹道系数选取的主要因素，提出了弹道解算时间和最大射程修正量的确定是计算最佳阻尼弹道系数的前提。最大射程修正量与射程扩展量相关联，在充分考虑射击诸元散布、修正前距离散布和修正后距离散布的基础上，提出了确定射程扩展量和最大射程修正量的基本公式，基于最佳阻尼弹道5纱数确定方法，给出了阻尼弹道第数仿真程序流程图，并列出了对某型号炮弹道进行仿真的计算结果。     

简易控制火箭弹科氏力弹道修正量计算研究

建立简易控制火箭弹标准弹道方程,分析科氏惯性力对火箭弹弹道的影响;然后根据弹道修正理论,计算科氏惯性力影响下火箭弹弹道诸元,并与火箭弹标准弹道诸元比较,得出偏差值;最后,由不同射角、射击地点的纬度和射向下得到的偏差值,拟合出简易控制火箭弹科氏惯性力在全射程和射击方向上的修正公式.     

海拔高度对一维修正弹弹道特性的影响

针对海拔高度影响一维修正弹的弹道特性问题,进行了有控外弹道计算,分析了不同射角下,海拔高度对一维修正弹的射程和修正能力的影响规律,从而为一维修正弹的弹道设计提供依据;结果表明：随海拔高度的上升,一维修正弹的射程随之增加,速度损失减小;4500m海拔下,无控弹的射程增加了52．19％,修正弹的修正能力提高了1倍。     

鱼雷入水段弹道研究

鱼雷初始弹道是鱼雷全弹道中最复杂、难度最大的弹道段之一，而入水弹道则是典型的初始弹道段。初始弹道理论研究的主要手段是仿真，本文结合入水空化实验、建立了局部空化流场的数值计算模型、空化流体动力计算模型和空泡段弹道数学模型。在此基础上。利用鱼雷空泡段弹道仿真软件，对复杂入水条件下的鱼雷空泡段弹道进行了仿真。     

一维弹道修正引信阻尼弹道系数的优化与仿真

分析了影响一维弹道修正引信阻尼弹道系数选取的主要因素,提出了弹道解算时间和最大射程修正量的确定是选取最佳阻尼弹道系数的前提.基于最佳阻尼弹道系数确定方法,对其选取过程进行了仿真.     

炮弹地面密集度性能与射程关系仿真

为了探讨炮弹三分之二射程地面密集度性能与最大射程地面密集度性能之间的关系,基于蒙特卡罗方法和弹丸空中6自由度弹道方程,采用符合误差因素特征的随机数序列,建立了弹丸地面密集度仿真预测模型,以某155 mm口径火炮榴弹为算例,分别得到了对应最大射程和最大射程三分之二处地面密集度仿真数值。结果表明:弹丸最大射程和最大射程三分之二处的地面密集度影响因素差异较大,难以定量对应;用三分之二射程检验弹丸地面密集度指标的方法难以反映最大射程地面密集度性能水平,不宜采用;最大射程地面密集度性能与射角散布几乎无关,而三分之二射程时,射角对地面密集度性能影响较大;弹丸应按最大射程考核地面密集度,火炮系统可按三分之二射程考核地面密集度。     

弹道修正中的控制算法

对于一维弹道修正弹研究来说,如何根据对炮弹一段飞行弹道上实时测量的弹道参数,迅速、准确地解算出修正指令来起控弹上控制机构在后续弹道上某位置适时作用以进行弹道修正,是一个重要问题.针对一维弹道修正弹特性和飞行原理,根据外弹道理论和弹道模拟方法,对依据一段弹道实时测出的弹道参数如何快速计算全弹道射程的不同计算方法进行了介绍...     

火药燃气对多破片的梯度抛射研究

采用加载时间相同而破片活塞截面积不同的方式实现了多破片的梯度抛射;通过破片的加速度、速度和行程的相互关系,对多破片的内弹道方程进行了转换,得到了适用于多破片梯度抛射的内弹道方程,由此进行了多破片梯度抛射装置内弹道参数计算,并对影响多破片梯度抛射的因素进行了分析.     

一维弹道修正引信射程扩展量的计算方法

通过对一维弹道修正引信工作前后距离散布的分析，提出了确定射程扩展量的基本原则，导出了计算射程扩展量的基本公式，并举例说明了射程扩展量的计算方法，基于射程扩展量的确定，也提出了最大射程修正量的计算方法。     

考虑弹性效应的平面运动弹道方程

对考虑弹性效应的平面运动弹道进行了研究.以Euler-Bernoulli梁模型理论为基础.考虑了火箭箭体的分布质量、气动力,以及振动与位移之间的藕合关系,采用Hamilton原理推导了弹性火箭的平面运动动力学方程并进行弹道仿真.仿真结果表明,考虑弹性效应的影响,火箭弹道的高度和射程与刚体模型结果相比射程减小而射高增加,说明弹性效应的影响不可忽略.该文方法为高精度弹道分析提供了参考.     

炮弹记转数定距影响因素分析

为了通过记录炮弹飞行中绕纵轴的转圈数确定距离、在同一距离上形成弹幕以提高小口径炮弹的效能,分析了不同弹道参数变化对记转圈定距的影响.基于旋转稳定弹丸的6D刚体弹道方程,导出了弹丸转圈数公式,可对弹丸圈数进行准确计算.结果表明,射角变化、初速误差、发射时药温变化、弹道上横风对同样转数的飞行距离影响较小;初始扰动、弹道上气压、气温变化和纵风等对同样转数的炮弹飞行距离有较大影响,距离越远,差异越大.     

亚音速飞行器往复式滑翔增程弹道设计

为增加亚音速巡航导弹的有效航程,提出一种往复式滑翔增程弹道方案。基于已有的气动参数建立水平直飞巡航弹道与往复式滑翔巡航弹道模型,对比分析2种弹道方案的有效航程及其特性,从能量守恒角度出发研究往复式滑翔的增程原理。进一步研究初始飞行马赫数、初始弹道倾角以及初始飞行高度对往复式滑翔弹道增程特性的影响。研究结果表明:往复式滑翔弹道能够有效增加导弹航程,相比于常规水平直飞弹道的最大飞行距离,往复式滑翔弹道的增程效率达到100.42%; 在往复式滑翔弹道能够成功的前提下,初始飞行马赫数越大,初始弹道倾角越小,初始飞行高度越低,往复式滑翔弹道的增程效率越明显。     

不同形状的预制钨破片正穿甲钢靶的破孔能力分析

为了探究不同形状和初始动能条件下预制钨破片对中厚钢靶的穿甲问题,采用LS-DYNA动力显示分析软件分别对不同初速条件下,3种形状破片撞击钢靶的过程进行仿真模拟.通过对比分析弹靶毁伤形貌和破片速度时程曲线等,得到了形状和初始动能对穿甲威力影响的变化规律.仿真结果表明:相同初始条件下,不同破片形状对钢靶的侵蚀程度不尽相同,但侵彻机理相似;侵彻动能的增加对穿甲威力的提升影响显著,穿甲威力随侵彻动能的增加而增大;初始动能相同时,立方体形破片破孔能力最强,圆柱形破片次之,球形破片最弱;与此同时,立方体形破片在穿甲过程中速度及动能衰减最为严重.     

旋转稳定弹的自转角加速度特性

为了研究旋转稳定弹的自转角加速度特性,利用外弹道学中描述旋转稳定弹自转动力学的简化微分方程,结合质点弹道方程,推导出自转角加速度一阶导数及二阶导数表达式。通过理论分析及对几种典型旋转稳定弹的计算,结果表明,在弹道降弧段上,当旋转稳定弹的结构参数、气动参数及飞行状态参数满足一定关系时,存在自转角加速度一阶导数为零的条件,此时自转角加速度在弹道降弧段上出现极值点; 对于绝大多数情形,当弹丸的射角较小时(如小于20°),自转角加速度在降弧段上不存在极值点。     

空射运载火箭轨迹/穿越距离优化设计

空射运载火箭轨迹设计受载荷、载机安全性、姿控能力等多因素限制,为了解决空射运载火箭面临的复杂多约束条件下的轨迹优化问题,提出了一种考虑穿越距离、最大载荷约束、最大控制能力的轨迹优化设计方法。建立了机箭穿越距离模型与载荷计算模型,通过将上述模型转换为过程约束引入轨迹优化问题中,利用伪谱法对轨迹优化问题进行求解,从而实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹快速优化。在此基础上,梳理了空射运载火箭轨迹设计中影响火箭穿越距离、最大载荷的典型参数,分析了参数间的制约关系。仿真结果表明:该方法能够实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹优化,为空射运载火箭研制提供参考; 从降低火箭最大飞行载荷以及总体性能提升角度考虑,空射运载火箭应在较高高度进行投放,投放后以最大角速率将攻角调节至最大值,保证火箭快速穿越稠密大气,同时应尽可能缩短穿越距离,避免火箭在低空加速。     

基于极限学习机的杀爆战斗部末弹道参数优化研究

为研究末弹道参数与杀伤面积之间的复杂关系,以达到优化末弹道参数的目的,对破片飞散过程进行分析,为描述破片飞行轨迹建立了破片飞散模型,得到破片的落点,然后通过统计地面有效破片数,求解战斗部在不同末弹道情况下的杀伤面积,得到1 225种末弹道组合下的杀伤面积,最后基于这些数据,利用极限学习机(ELM)得到1 903 993种末弹道组合的计算结果。计算结果表明:当极限学习机的激励函数采用sigmoid函数,隐藏节点数在200个以上时,决定系数能够达到0.9以上,求解时间远远小于1 s,求解得到的最优末弹道参数对应的杀伤面积从优化前的438.1 m²上升至优化后的541.2 m²。     

轻型陶瓷/金属复合装甲抗弹机理研究

为探讨轻型陶瓷复合装甲抗弹机理,采用弹道冲击试验研究了高速破片冲击下轻型陶瓷/金属复合装甲的冲击响应,对弹体、陶瓷面板及金属背板的破坏现象进行了物理描述和唯象分析,指出了陶瓷面板和金属背板的破坏模式,分析了陶瓷/金属复合装甲的弹道吸能机理及抗弹性能。结果表明,锥形碎裂是陶瓷面板的主要破坏模式,其宏观裂纹主要有：径向、环向及与初始表面法线方向约65°夹角向外扩展的锥形裂纹;此外还会形成与背表面法线间的夹角约为65°的倒锥形断裂面。背板的变形范围、破坏程度及破坏模式均与船用钢靶板有较大区别,当弹速低于靶板弹道极限时,背板变形模式为隆起-碟型变形,当弹速大于靶板弹道极限时,随着陶瓷面板相对厚度的增加,金属背板的破坏失效模式有：剪切冲塞失效、碟型变形-剪切-花瓣型失效、碟型变形-花瓣型失效;弹体动能主要耗散在弹体和背板的破坏与变形;弹道极限速度附近,弹体和金属背板破坏吸能量会由于陶瓷面板的相对厚度不同而不同,但他们的总吸能量可占弹体初始冲击动能的90%以上,而陶瓷面板碎裂及反冲击方向喷射的动能小于弹体初始冲击动能的10%。     

着靶角度对PELE侵彻钢筋混凝土扩孔效应的影响研究

为了探究着靶角度对PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔效应的影响规律,建立了PELE侵彻钢筋混凝土靶的仿真模型,并且利用侵彻试验结果对仿真模型的准确性进行验证。在0～75°着靶角度范围内,从壳体变形模式、靶板扩孔直径等角度开展了PELE侵彻钢筋混凝土扩孔效应的影响规律与机理研究。研究结果表明:在0～30°着靶角度内,靶板的扩孔尺寸随着角度增大而增大,最大约为4.4倍弹径,并且PELE对钢筋混凝土靶板的破坏功增多; 随着着靶角度进一步增大,靶板的扩孔尺寸反而减小,PELE对钢筋混凝土靶板的破坏功也随之减少。此研究规律可对侵彻毁伤评估、新型动能武器系统设计提供技术支持和理论依据,并可用于指导钢筋混凝土防御工事设计。     

不同温度下无后坐炮内弹道过程多维随机变量数值模拟

为了精确设计身管强度、弹体强度和精细分析引信解除保险性能,在不同温度的情况下,在考虑药厚、火药力、药量、药室容积和弹丸质量随机性的基础上,应用蒙特卡洛方法和无后坐炮经典内弹道学模型,随机模拟了不同随机因素对内弹道性能的影响,得到了不同随机影响因素下的某无后坐炮内弹道膛压曲线轮廓,高温、低温、常温条件下最大膛压附近的膛压跳动最大值分别为14.088 8 MPa,5.660 3 MPa,7.749 8 MPa。该解算结果能较好地反映出膛内射击过程的变化规律,可用于精确设计身管强度、弹体强度和精确分析引信解除保险性能。     

杀伤爆破战斗部起爆方式对地面目标杀伤威力的影响

为提高杀伤爆破（简称杀爆）战斗部对地面目标的毁伤威力,利用靶场静爆试验和数值模拟方法开展了序贯起爆网络下的定向战斗部威力研究。基于LS-DYNA有限元程序分析不同起爆方式下杀爆战斗部的破片飞散规律,编写C语言程序获得有效破片落地时的分布密度和能量分布,结合毁伤概率法计算战斗部在落角、落速、落高不同运动参数下的有效毁伤面积。研究结果表明：偏心两线和偏心三线序贯起爆在定向方向的速度增益为20.3%、19.8%,序贯起爆可有效改善破片的飞散角,提高破片的落地动能和密度,进一步提高战斗部毁伤面积;偏心两线序贯起爆时战斗部的毁伤效能最高,有效毁伤面积增益最高可达809.1%;该毁伤面积计算方法可较好地反映出破片密度和动能对毁伤效能的影响,为不同起爆方式下杀爆战斗部的毁伤评估提供参考。