脉动喷气发动机噪声特性研究

为了研究脉动喷气发动机噪声特性,搭建了Helmholtz型脉动喷气发动机噪声试验测试系统。对不同管长的脉动喷气发动机管外,不同距离、不同角度处发动机噪声进行了测量。试验结果表明：脉动喷气发动机噪声呈现周期性、低频性的特点;脉动喷气发动机噪声基频由其工作频率决定,噪声的基频成分对总噪声的贡献值最大;随着传播距离的增加,脉动喷气发动机噪声声压级逐渐减小,其衰减幅度略大于球面波衰减规律,不同角度处的噪声衰减规律几乎一致;不同传播距离处的噪声呈现出相同的轴向指向性;随着脉动喷气发动机尾喷管长度的增加,其噪声声压级及基频均随之降低,但尾喷管长度的增加对其噪声指向性没有影响。     

微纳结构铝热剂薄膜的旋涂制备及其燃烧性能

为了解决微机电火工品内药剂的快速密实装填的问题,采用旋涂技术制备出厚度可控的微纳结构铝热剂薄膜。利用扫描电镜结果对比得出氟橡胶最小使用量为7%;使用热流法检测了铝热剂薄膜的热物理性能并用高速摄像机记录了薄膜的燃烧过程,得到Al/MoO₃/氟橡胶薄膜的导热系数为75 W/（m·K）,燃烧速率为30.6 m/s,在添加还原氧化石墨烯后, Al/MoO₃/氟橡胶/还原氧化石墨烯薄膜的导热系数增至126 W/（m·K）, 燃烧速率高达867.9 m/s. 采用金属桥带进行发火试验,结果证实微纳结构铝热剂薄膜的临界发火电流低于Zr/KClO₄点火药。添加还原氧化石墨烯能改善铝热剂的燃烧性能和发火性能,更利于铝热剂作为点火药应用。     

面向装甲车辆乘员信息处理的作业时间预测模型研究

作业时间的准确预测是装甲车辆乘员信息处理作业状态研究的关键,对提高人机系统的作战效能具有重要意义。针对乘员作业类型向信息处理作业转变的基本趋势,以信息录入典型信息处理作业为研究对象,对其信息处理作业操作元和认知过程进行了系统分析。基于乘员操纵特性和认知特性构建了信息录入作业时间预测模型,并面向任务对预测模型进行了实验验证,旨在为解决应急任务条件下乘员信息处理作业时间预测问题探索新的途径。结果表明,该模型能够清晰地描述乘员信息录入作业的认知过程,准确地预测作业时间,具有较好的预测精度和可重用性,是一种有效可行的信息处理作业时间预测模型。     

面向海底光学探测使命的自治水下机器人水平路径跟随控制

针对利用光学探测设备对海底目标探测与搜索的使命,自治水下机器人（AUV）需具备更精确的航行控制性能,为此提出一种不依赖模型的改进型PID控制算法,通过对增设的左右水平推进器进行控制,以实现AUV低速时水平面的精确航行。将整个控制器分为两层：内层为偏航距离PID控制器,将输出量转化为所需偏转角;外层为航向PID控制器,将内层计算结果转化为航向偏差,对其进行PID计算,输出为偏转所需推力和推力矩值。通过对设定探测路线进行路径跟随,以反映水平面航行控制精度。通过湖上试验,得出精确的路径跟随航迹,实现了航向角偏差均值为0.09°、航向距离偏差均方差为0.29 m的航行稳定控制,验证了该控制方法的可行性。     

不同细观力学方法预测高聚物粘结炸药有效模量的比较

高聚物粘结炸药（PBX）不同于普通颗粒增强复合材料,其颗粒含量超过85%,组分弹性模量相差3~4个数量级,导致其有效模量的细观力学理论预测出现很大偏差。结合有限元细观模拟,对Mori-Tanaka法、自洽法、微分法3种细观力学方法的预测结果进行了比较分析。结果表明：界限法上下界之间有量级上的差异;当颗粒含量小于10%,颗粒间相互作用较小,不同方法计算的有效模量差异不大;含量大于20%时,颗粒间相互作用增强,3种解析法预测的结果逐渐出现差异,而微分法与有限元结果比较接近;当颗粒含量为94.9%,微分法预测的PBX杨氏模量比实测值高3.7%,Mori-Tanaka法和自洽法结果都有量级上的偏差;对于颗粒含量高、组分性能反差大的复合材料,微分法较合理地计及了颗粒间的相互作用,能较准确地预测其有效模量。     

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。     

弹壳体结构对燃料装药抛撒速率影响的数值模拟研究

为研究壳体结构对燃料近区抛撒速率的影响,利用LS-DYNA程序,分别对无加强杆结构和有加强杆结构的中心抛撒药驱动燃料抛撒和壳体破坏过程进行数值模拟,并与试验结果进行了对比,得到了燃料边界初始膨胀状态、壳体破裂过程和刻槽应力随时间变化的规律,以及不同结构对燃料抛撒最大速率的影响。研究结果表明：在满足结构强度的要求且径向强度相同的情况下,加强壳体的轴向拉力,能够有效提高燃料抛撒速率;在相同的中心药量/燃料量的情况下进行抛撒,当轴向拉力提高0.7×10⁶ N时,有加强杆结构较无加强杆结构有利于获得较大的抛撒速率,有加强杆结构的燃料最大抛撒速率可达316.3 m/s,无加强杆结构的燃料最大抛撒速率为285.3 m/s,燃料抛撒最大速率提高了10.8%.     

火炮多柔体动力学结构优化研究

针对现有动力学优化方法很难对多体系统中的柔性体进行结构优化的问题,提出结合多学科代理模型法和改进的非支配排序遗传算法的多柔体动力学优化方法。以火炮炮口振动参数为输出,柔体模态参数和部分火炮总体参数为输入,在已验证的多体刚柔耦合模型的基础上,采用径向基函数-反向传播神经网络建立了具有良好泛化能力和预测精度的代理模型。利用改进的非支配排序遗传算法对各炮口振动参数进行动力学优化,采用max-min准则从优化得到的Pareto最优解集中优选出一个较为兼顾各优化目标的解,与原模型结果对比,优化效果明显。该方法能用于火炮多柔体动力学结构优化,也为火炮总体结构设计和相关优化提供了一定的参考。     

24-二硝基茴香醚基含铝熔铸炸药爆轰临界直径的实验研究

为了揭示2,4-二硝基茴香醚(DNAN)基高能钝感熔铸炸药的爆轰传播特性,加快DNAN基熔铸炸药的工程化应用,采用连续导线法测量了DNAN基含铝熔铸炸药的临界直径。结果表明：Al含量（质量百分比0~30%）增大、Al粒度d₅₀（分别为6 μm、12 μm、31 μm）减小均会降低爆轰传播的临界直径;黑索今（RDX）的粒度d₅₀（分别为19 μm、147 μm、751 μm）增大、RDX品质提高会增大爆轰传播的临界直径。研究结果为DNAN基含铝熔铸炸药的配方和战斗部结构设计提供基础的技术参数。     

微小型起爆序列初步设计与性能研究

为适应引信微小型化发展的需求,采用基于微机电系统工艺技术,开展微小型起爆序列的设计及性能测试研究。起爆序列初步集成了引信安全与解除保险及发火功能,体积为3 cm³; 该结构包括底层、中间层和顶层,其中底层包括隔断单元和传爆药装药,中间层由微雷管和硅基烟火微驱动器构成,顶层为信息控制电路。测试结果表明,微小型起爆序列实现了解除保险、安全隔爆与可靠传爆的功能,平均输出爆轰压力为10.85 GPa.