电磁无人机弹射技术研究

电磁无人机弹射技术是一种新兴的发射技术,具有隐蔽性好、维护方便、通用性强、机动灵活和可靠性高等优点,研究价值巨大.在假定无人机弹射技术要求不变的前提下,以英国不死鸟无人机为例,着重从力、时间和能量3个方面对电磁弹射进行原理性分析以及运动学分析,分析电磁无人机弹射技术的可行性.理论分析和计算证明现有的脉冲功率技术、功率调节技术、贮能装置和控制等领域的技术进展足以保证电磁无人机弹射系统的实际应用,不存在难以逾越的技术困难,应用前景广阔.     

激光点火过程的二维数值模拟

分析了激光点火过程的机理，针对激光点火过程的二维“热点”效应建立了二维数学模型，利用有限差分法进行求解，模拟结果反映了激光点火的过程，并模拟了不同参数对点火延迟时间的影响。     

某大口径火炮两相流内弹道模拟

为了掌握大口径低膛压火炮初速或然误差的影响因素，建立了某大口径火炮两相流内弹道模型并完成了数值模拟。通过模拟装药分布、弹丸挤进过程、点火过程对火炮初速的影响，了解各种装药因素对火炮初速或然误差的影响程度。所得结果为进一步优化装药结构，提高初速稳定性提供参考。     

某自行火炮空投姿态动力学分析

自行火炮空投时因倾角很大,威胁空投安全,必须进行控制。运用多体动力学分析方法,将空投过程分为四个阶段,分别对各阶段建立动力学模型。在火炮空投出舱前,起动初期视为直线加速运动,到舱口附近视为二自由度运动,在火炮出舱后,视伞和火炮系统为四自由度运动,运用速度矩阵法推导动力学方程,进行了详细分析计算,找到了影响倾角的主要因素,揭示了各个因素的影响规律,提出了减小倾角的方法和建议,为改善空投姿态、保证空投安全提出了有效方法。     

模块装药压力波数值模拟

应用两相流内弹道理论，以模块装药火炮内弹道试验为背景，建立了模块整体运动的两相流内弹道模型，并对小号装药进行了模拟。数值模拟结果与试验结果有较好的一致性。通过分析得到了影响小号装药压力波的两个主要因素。研究结果对改进小号装药的装药结构，确保模块装药的安全性和稳定性有重要意义。     

瞬态超高压压阻式传感器技术研究

针对现有压力传感器不能满足高压、高温、高冲击等恶劣环境下高膛压测试的现状,提供了一种瞬态超高压压阻式传感器。该传感器利用惠斯通半桥式工作原理,选用具有良好压阻效应的硅锗锰铜丝作为敏感元件材料,通过改进制作工艺和装配方式,使该传感器能够承受瞬态高压、高温,实现对0~800 MPa动态压力测试。对比分析表明:在高、低、常温状态下,该传感器非线性误差均不大于0.5%,具有灵敏度高、体积小、安装灵活方便的特点,可广泛应用于高膛压火炮及高压密闭爆发器试验装置的压力测试与研究。     

某大口径火炮弹丸卡滞的内弹道计算与分析

针对某次膛炸事故,从经典内弹道和一维两相流内弹道两个方面建立了弹丸卡滞的内弹道数学模型,并进行了计算与分析。经典内弹道计算结果认为,在弹丸发生卡滞时刻,大部分发射药已燃烧,膛压曲线处于下降阶段,弹丸卡滞后,膛压虽有一定程度的上升,但膛压上升幅值并不大。一维两相流内弹道计算结果认为:弹丸卡滞时,膛底压力明显处于下降阶段,而弹底压力则在峰值附近,当弹丸突然停止运动后首先引起弹底压力骤升,上升幅值超过50%,压力波从弹尾向膛底传播引起膛底压力上升,压力波到膛底后反射,又向弹底传播,形成膛内压力的剧烈震荡,且压力波整体上呈振荡收敛趋势。     

Experiment and Calculation for Expansion Process of Ablation Plasma Jets in Liquid

The expansion process of ablation plasma jet in liquid was experimentally investigated by using high speed digital camera. The sequential pictures show that, in the initial stage of the jet, the Taylor cavity expands in the axial and radial directions simultaneously, and then, is subjected to the constraint of chamber wall, in axial direction mainly. The maximum axial speed of the cavity's head ranges from 240m/s to 280m/s. Some strong heat conduction and mass transmission effects can be found in the surface of Taylor cavity, where the plasma cools down and condenses as solid particles while the liquid vaporizes as gas. Compared the expansion processes of the cavities among the different discharge energies and the nozzle diameters, it can be seen that the expansion speed of the cavity is directly proportional to the discharge energy and inversely to the nozzle diameter, and the effect of the discharge energy is stronger than that of the nozzle diameter. A set of equations describing the expansion process of ablation plasma jet was derived under the assumption of momentum conservation. The calculated results by use of the equations coincide with the experimented results better.     

燃烧灰烬对可燃药筒特征量的影响

在利用密闭爆发器进行可燃药筒燃烧性能试验时会产生一些燃烧灰烬,不满足燃烧状态方程推导过程中“固体火药全部转变为气体产物”这一假设,而可燃药筒火药力、余容的处理方法即建立在此假设之上。针对此问题,使用该处理方法得到更准确的可燃药筒火药力、余容表达式以指导火炮内弹道设计,引入了一个与燃烧灰烬质量相关的修正系数,对该处理方法进行修正,并推导得出了火药力、余容修正后的求解式。针对某批次可燃药筒的爆发器试验,应用修正后的求解式计算出火药力、余容。计算结果表明:与原处理方法相比,考虑燃烧灰烬的影响对可燃药筒火药力修正量较小,但对余容的修正量较大。