轴对称弹体非定常空泡流数值仿真

在水下弹体空泡优化建模的研究中,由于弹体水下运动过程中生成的空泡形态及特性,直接影响弹体出水时的表面冲击载荷及空中弹道的稳定性,最终决定射弹打击目标的准确性.为研究弹体水下变减速运动过程中的空化现象,利用FLU-ENT的自然空化模型与动网格技术,对水下轴对称弹体的非定常空泡流进行模拟计算.结果显示,弹体在变减速运动过程中所形成空泡的主体尺寸变化规律与SCAV软件一致,非定常空泡的长度和最大直径均随着自然空化数的增加呈现先增后减的变化趋势;在初始速度一定情况下,质量越大的弹体运动速度衰减越慢,同一空化数下所形成空泡的尺寸越大.     

低成本火箭弹弹载计算机的设计

低成本制导火箭弹是一种对点目标具有较高命中概率的低成本灵巧弹药，具有较高的作战效费比。弹载计算机是火箭弹制导控制系统的核心，本文从弹载计算机的运算和接口处理要求出发，充分考虑相关电路低成本、高可靠性的实现方法，为火箭弹低成本、制导化的实施提供参考。     

一种X光幕枪炮口初速测量装置

枪炮发射时,枪炮口常常产生大量的炮口烟焰,电磁发射过程中还会产生大量的等离子体团,所以普通的弹丸测速方法不能直接在后效区内进行初速测量.为了有效克服枪炮口的强烈火焰环境,准确捕捉弹丸过靶信号,提出了使用X射线光幕靶在后效区内测弹丸飞离炮口瞬时速度的系统方案,阐述测速系统的结构图,并且给出测速系统各个模块的设计原理和功能,通过室内靶道实验,X射线可以有效的穿透炮口烟焰,捕捉弹丸过靶信号,验证实验系统具有可行性.     

基于化学反应的高超声速弹丸头部气动热预测

为了准确预测高超声速弹丸表面的气动热问题,在考虑热化学反应的情况下,基于SST k-ω、表面反应和二维非稳态热传导方程,建立了高速流场与弹丸结构紧密耦合的传热模型,并以某外形高超声速弹丸为研究对象,采用数值模拟方法,在不同飞行高度、不同飞行马赫数等条件下对比计算了有、无考虑化学反应时弹丸表面的气动热分布情况。计算结果表明,考虑化学反应对弹丸表面的热流密度有较大影响,弹体表面温度及其驻点处温度均有明显提高; 在飞行马赫数为5.5,飞行时间为1.5 s的情况下,随着飞行高度的增加,弹丸驻点处及弹身表面的温度会降低,但各高度上弹丸驻点处的温度在考虑化学反应较未考虑化学反应时高约200 K; 随着来流马赫数的增加,化学反应产生的热量越多,弹体表面及驻点处的温度增加越大。研究结果对高超声速弹丸的气动热预测与热防护具有一定的参考。     

弹丸目标红外图像的阈值分割算法研究

针对红外弹丸目标图像的特点,在分析比较了几种传统的基于直方图阈值分割算法的基础上,探讨了提高该类算法实时性的途径。结合弹丸目标体积固定的特点,提出了一种基于p率直方图的快速算法。在分割效果上提高了对弹丸目标提取的准确性,在运行时间上与传统直方图阈值分割算法相比平均降低了30%以上。在Matlab环境下进行了仿真,验证了算法的有效性和实时性。     

典型泡沫铝夹芯材料的枪弹侵彻仿真与实验

为考察枪弹打击下三明治型泡沫铝夹芯材料的防护性能,采用仿真分析与实弹打击试验相结合的方法,研究7.62 mm枪弹对不同面板配置泡沫铝夹芯材料的打击效果.结果表明:增加泡沫铝芯层后,金属层合材料的抗侵彻性能有大幅提升;入射、出射面板总厚度一致情况下,增大入射面板厚度能改善材料整体抗侵彻能力;入射和出射面板为Q235钢且芯层为均质泡沫铝时,在面板总厚度8 mm、芯层厚50 mm的结构配置下能够有效防护以735 m/s速度入射的7.62 mm步枪弹.该研究可为泡沫铝夹芯材料在军用装备抗弹防护中的应用提供参考.     

冷热枪状态下弹枪相互作用的热力耦合分析

为了研究在冷热枪状态下弹枪的相互作用,以某型自动步枪的铜被甲弹丸与枪管为研究对象,建立了其相互作用的热力耦合有限元模型,模型结合了考虑温度对摩擦因数影响的摩擦力子程序以及基于火药燃烧过程的内弹道载荷子程序,对弹丸温度变化及其在全枪管中的运动进行了数值仿真分析。结果表明:冷枪时,铜被甲弹丸表层升温在200℃左右;400℃及700℃的假设热枪状态下,刚完成挤进时铜被甲弹丸表层温度已经接近熔点,在膛内运动过程中表层铜材料剥落,枪管内膛会出现了"挂铜"现象;另外,热枪状态下弹丸在膛内的攻角变化明显大于冷枪状态下的攻角,不仅印证了热枪射击精度比冷枪射击精度差,也揭示了造成此现象的机理:由于高温下铜被甲圆柱部材料软化脱落,变形不规则,造成弹丸在膛内及出膛摆动增大。     

核电厂电气设备陶瓷部件受风生飞射物的冲击破坏

为研究沿海台风中的风生飞射物对核电厂电气设备的冲击破坏，以核电厂户外高压电气设备的陶瓷绝缘材料为研究对象，基于LS-DYNA和HyperMesh，分析陶瓷部件在小球和钢管打击下的破坏情况。结果表明：在受到钢管垂直打击时，陶瓷部件很容易发生破坏；在受到小球冲击时，陶瓷部件局部表面发生破坏。进一步计算得到小球对陶瓷部件的临界破坏冲击速度，可为后续设计和研究提供参考。     

预控破片形成及侵靶行为数值模拟

为了优化预控破片弹的弹体预制槽加工方案,增强弹丸杀伤威力,提高弹体材料利用率,运用有限元软件ANSYS模拟了局部弹体材料爆轰形成预控破片的过程,研究了预控破片分别以不同初速度和不同侵彻角侵彻三种靶板的行为,并对模型应力分布和破片速度衰减变化进行了对比分析.结果表明,预制槽附近首先发生破碎,形成了形状规则的预控破片,破片的初速度、靶板材料和侵彻角都将显著影响预控破片的侵彻能力.模拟结果可为预控破片弹的设计和优化提供参考.     

考虑导引头多约束的滑翔制导炮弹弹道规划

为提高制导炮弹在大着角情况下导引头捕捉目标的速度，减小末制导起始点角度偏差，在传统制导炮弹方案弹道规划方法(trajectory programming method, TPM)的基础上考虑末制导段，提出一种考虑导引头多约束的弹道规划方法(trajectory programming method-constraints of seeker, TPM-CS)。根据导引头最大探测距离建立末制导起始点约束，根据弹目几何关系和导引头视场角建立攻击路径约束，并建立最小化前置角和控制变量幅值的目标函数。为实现制导炮弹初始弹道倾角、偏角、火箭点火时间、滑翔启控时间、导引头开启时间等参数的最佳匹配，建立了5阶段弹道规划模型，并采用多阶段Radau伪谱法将该弹道规划问题转化为非线性规划问题，最后调用非线性规划求解器SNOPT进行求解。选取不同性能参数的导引头进行仿真，分析了导引头最大探测距离和导引头视场角对方案弹道的影响。将文中提出的弹道规划方法与传统弹道规划方法进行对比仿真，结果表明，相比于传统方法，文中所提方法规划方案弹道的末制导初始角度偏差缩小71.590%,导引头对目标保持照射状态的时间延长6...