近炸引信预制破片弹对反舰导弹的毁伤效应

近炸引信预制破片弹对反舰导弹的毁伤效应,通过破片对导弹目标侵彻破坏,建立导弹多层等效靶概念,并用铝合金多层等效靶作为"桥梁",建立破片对导弹目标侵彻能力的内在等效关系,从而将破片对导弹部件侵彻能力的研究转化为可定量描述的破片对导弹多层靶的侵彻能力研究.其实例以无线电近炸引信为模型,在确定相关炸点条件下,研究弹丸爆炸产生的破片对目标的条件毁伤概率.     

炸点深度对侵爆战斗部毁伤效果影响数值模拟

采用数值模拟方法,并结合试验分析对侵爆战斗部作用下的机场跑道毁伤效应进行研究,重点分析了炸点深度对侵爆战斗部作用下的机场跑道毁伤效应的影响。采用Lagrange算法与SPH算法转换可以实现侵彻效应和爆炸效应连续计算。研究表明:炸点深度对反跑道毁伤效果影响显著;炸坑面积随着炸点深度变化呈二次曲线变化;在弹靶确定条件下存在一最佳炸深,并可以通过本文方法得到。采用计算跑道各层吸收爆炸能量多少的方法可以对反跑道侵爆战斗部的毁伤效应进行机理分析。     

实现导弹引信最佳起爆控制研究

导弹引信由于利用制导信息可以根据实际的弹目交会情况自适应地控制炸点,从而大大提高最佳炸点控制精度。本文讨论利用不同制导信息条件下最佳起爆角的确定及利用自适应延时实现最佳炸点控制的方法,并对引信反应面引入的最佳炸点控制误差进行了修正。     

侵彻子弹在机场跑道中的爆破实验研究

为研究侵彻子弹对机场跑道的毁伤效果,进行了侵彻子弹在各级机场跑道中的爆炸实验.实验结果表明,侵彻子弹在各级实验靶中最佳炸深时的破坏效果由大到小依次为沥青靶、二级靶、一级靶、特级靶;根据实验结果拟合得到炸深与爆坑半径的关系曲线,拟合曲线呈抛物线状,并得到可用于工程计算的公式;此外,拟合出单位炸深时爆坑半径与装药量的关系曲线.研究结果为侵彻子弹的引信设计提供了依据.     

基于DSP技术的引信信号处理模块研究

对引信信号采用数字信号处理技术．可以提高引信的探测精度和抗干扰能力。提出一个通用的信号处理模块,实现连续波多卜勒引信和调频引信通用数字信号处理．用于近炸无线电引信定高及炸点精确控制。实现了DSP硬件设计、DSP抗干扰技术、算法研究、算法的软件实现等工作。在基本不改变硬件结构的条件下,通过编程适应不同体制引信的目标识别和炸点控制要求。     

基于光幕阵列的近炸引信炸点坐标测量方法

针对毁伤评估及引战配合仿真中引信炸点测量数据缺乏的问题,提出了一种光幕阵列配合炸点火焰探测原理的近炸引信炸点坐标测量方法。使用2台三光幕探测器和1台单光幕探测器构成7光幕阵列,当带有近炸引信的弹丸穿过光幕阵列的所有探测幕面时,光幕阵列系统可测量得到弹丸的飞行速度、弹丸飞行速度方向的俯仰角、方位角和弹丸的着靶坐标,弹丸在炸点火焰探测器视场内爆炸时,便可利用爆炸时刻值进一步计算得到近炸引信空间炸点三维坐标。依据多光幕阵列测量原理和布置的光幕阵列建立了炸点坐标曲线测量模型,并对炸点坐标测量误差进行了仿真和分析,通过误差仿真得到的炸点三维坐标的最大测量误差分别为7.81 mm, 11.66 mm和9.817 mm。模拟实弹实验炸点三维坐标的最大测量误差分别为5.9 mm, 8.2 mm和8.4 mm,与理论仿真结果一致,验证了所建立测量模型的可行性和准确性。本文研究的测量方法可实现近炸引信弹丸在终点弹道段受到空气阻力和重力影响下的炸点坐标的测量,该测量方法完全满足近炸引信空间炸点三维坐标的测量需求。     

弹丸头部截面半径对侵彻钢靶能力影响的数值模拟

文中利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,在同样穿靶条件下,分别对三种头部截面半径的弹丸垂直侵彻钢靶全过程进行了数值模拟和对比分析.结果表明：当头部截面半径R=7.0mm时,弹丸穿靶所用时间小于另外两种,穿靶后弹丸剩余速度最大,弹体径向位移最小.根据弹丸侵彻速度变化历程曲线图可以看出,文中所得结论与文献[2]中所述侵彻过程相符合,说明采用的数值模拟方法是正确的.     

炸高对线型聚能切割器切割深度影响的数值分析

根据聚能装药射流形成和断裂原理,使用autodyn2d对线型聚能切割器侵彻靶板的物理过程进行了数值仿真.针对不同炸高的4组模犁,详细讨论了炸高对射流侵彻能力的影响.研究结果表明:小炸高下,影响射流侵彻能力的主要因素是靶板阻碍了药型罩后部的压垮;大炸高下,射流与靶板的作用存在着二次侵彻的现象,具体侵彻效果与炸高有关.从工程目的出发,可以选取射流头部第2次断裂时所处的位置为有利炸高.     

陶瓷预制破片侵彻特性研究

为了研究陶瓷破片对有生力量的毁伤效能及在爆炸作用下的侵彻特性,以破片垂直侵彻靶板的实验为基础,采用LS-Dyna程序,对陶瓷破片以四种不同初速垂直侵彻松木靶进行了三维数值模拟.根据模拟结果,分析了侵彻过程各个阶段的物理现象和弹靶作用特征;绘制了不同侵彻初速对侵彻结果的影响曲线,可以为陶瓷破片在不同初速下的毁伤效能研究提供参考依据.结果表明,陶瓷破片在炸药爆炸冲击波作用下,其强度性能满足使用要求;三维数值模拟方法能够揭示陶瓷球垂直侵彻靶板的细节和初速对侵彻结果的影响情况,与实验结果吻合.     

装药量及炸点深度对反跑道侵爆战斗部毁伤效应影响

为获得侵爆战斗部对机场跑道的毁伤效应,采用数值模拟方法及试验方法研究了装药量及炸点深度与炸坑面积的关系.采用Lagrange算法与SPH算法转换可以实现连续计算侵爆战斗部的侵彻效应和爆炸效应;通过数值模拟、试验分析及线性回归方法得到装药量、炸点深度与炸坑面积之间的关系式.结果表明,装药量对机场跑道毁伤效果的影响显著,装...     

存在动不平衡的旋转弹丸外弹道绕质心运动过程中引信惯性力分析

为了给引信安全性和可靠性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论,建立了存在动不平衡角且引信轴线与弹丸旋转轴线不平行的旋转弹丸在外弹道上绕质心运动时引信所受惯性力数学模型,得到了引信零部件因弹丸绕质心运动产生的惯性加速度在轴向、径向和切向分量的计算公式。应用ADAMS软件仿真验证了理论分析的可信性。由受力分析可知,当引信轴向运动零部件质心、弹丸质心与各轴线在同一平面内,且引信轴向运动零部件质心与弹丸惯性主轴的距离最大时,引信轴向惯性力和径向惯性力均比传统计算结果大幅度增加（算例155 mm口径火炮达到数倍）。通过仿真引信轴向运动零部件的运动过程可知,在周期性波动且波动幅度较大的各向惯性力作用下,即使径向惯性力与切向惯性力远远大于轴向惯性力,也不能阻止引信轴向运动零部件在轴向惯性力作用下向前运动。     

一种扫描式六象限激光探测系统弹目交会算法研究

针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程序进行仿真。仿真结果表明,建立的交会算法可以计算得到弹体转速、弹目相对运动速度、目标脱靶量、最佳起爆延迟时间、最佳起爆方位角等参量,且误差分析显示探测方位角误差满足定向战斗部的方位探测精度要求。     

非旋转弹外弹道绕质心运动引信受力分析

为给引信安全性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论建立了非旋转弹外弹道上绕质心运动数学模型,得出了引信零部件因弹丸外弹道绕质心运动产生的惯性力轴向分量和径向分量计算公式,进一步简化后给出了工程实用计算公式。分析结果表明,引信零部件因弹丸外弹道上绕质心运动而产生的惯性力径向分量最大值与轴向分量最大值的比值是最大章动角,并且其中一个取极值时另一个接近于0,因此,在分析引信零部件因弹丸绕质心运动惯性力极限值作用而运动时,可以不考虑该惯性力产生的摩擦力影响。     

燃料空气炸药二次起爆引信与爆轰云雾动态交会浓度检测方法

燃料空气炸药（FAE）抛撒后形成最大能量云雾爆轰的关键,在于二次起爆引信能否在极短的交会时间内完成快速准确的最优云雾爆轰浓度检测。通过试验和仿真工具验证了利用脉冲超声在云雾介质中的回波衰减对云雾浓度快速检测方法的可行性。为保证试验结果的准确和严谨性,高动态交会环境下引信样机检测的流道内云雾浓度无法与预设环境浓度视为等同。采用计算机数值模拟方法,模拟出100 m/s试验工况下引信与云雾交会过程中检测流道内的气体与固体两相流体浓度分布。结果表明,在浓度分别为75 g/m³、150 g/m³、225 g/m³的交会环境中,引信流道的仿真浓度与脉冲超声在流道内的传播衰减率具有一致性,可为提高FAE武器最优起爆提供分析手段。     

复杂广域战场下灵巧引信精准起爆控制问题

针对传统引信动态开环控制设计理论无法满足新一代引信-灵巧引信发展的控制需要问题,在分析时空识别与过程控制作为引信起爆控制的基础上,提出灵巧引信精确起爆控制面临的三个科学问题并深入研究。分别针对灵巧引信的设计构建了三类控制器,即：环境自适应探测控制器、自触发时延补偿状态控制器以及虚拟闭环起爆控制器,建立了灵巧引信“三元”级联控制设计方法架构。所得成果可提升灵巧引信在复杂广域战场下精准起爆控制精度,为进一步发展智能引信奠定理论基础。     

侵彻战斗部-引信系统动力学建模与仿真

为揭示侵彻过程中引信电路模块的动态响应机理,将机械振动理论引入侵彻过程理论分析与计算,提出一种简化的侵彻战斗部-引信系统动力学模型。以侵彻战斗部-引信系统的载荷传递关系为基础,基于多自由度弹簧-质量-阻尼系统建立模型的动力学微分方程;通过谐响应分析确定固有频率、阻尼比等动力学参数,并采用数值积分的方法预测不同侵彻工况下的响应特性;从系统幅频响应特性的角度分析响应特性与传统经验公式解有很大差异的原因。与谐响应分析结果、火炮试验实测过载信号的对比分析表明：提出的动力学模型能准确、快速地预测战斗部、引信在侵彻过程中的响应特性;考虑轴向振动后,侵彻战斗部表现出明显的振动放大特性与周期振荡特性,而且是影响引信电路模块响应特性的首要因素。     

波浪对航行体高速入水载荷特性影响

波浪条件下航行体高速入水的载荷特性是影响该类航行体总体方案及结构设计的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术建立高速入水数值模拟方法,通过试验验证计算方法的准确性和适用性,并分析入水角度和波浪参数等因素对高速入水轴向载荷的影响规律.结果表明:轴向冲击力系数峰值随着入水角度增大而增大,且与入水角的正切函数值呈线性关...     

大炸高无线电引信回波功率分析

分析了影响大炸高无线电引信回波功率的因素，研究了引信探测信号在近垂直入射区以及有一定入射角情况下的平直区的回波散射功率，从理论上推导了两种情况下的引信回波散射功率计算公式，为大炸高无线电引信的进一步研究工作奠定基础。     

刚性弹正侵彻随机骨料混凝土靶的弹道偏转规律分析

针对弹体可能受到非对称力作用从而发生弹道偏转的问题,对刚性弹正侵彻随机骨料混凝土靶的弹道偏转规律进行分析。采用混泥土细观模型,运用 LS-DYNA 显式动力计算软件,对刚性弹正侵彻随机骨料混凝土靶进行数值模拟。以弹体偏转角度为指标,重点考虑混凝土靶的骨料/砂浆强度、弹体侵彻速度等因素,讨论其对弹体正侵彻条件下弹道偏转的影响规律。结果表明：根据混凝土的材料特性,可认为砂浆和骨料共同对正侵彻弹体提供轴向阻力,而随机非均匀的骨料作用力与砂浆阻力之差则提供导致其偏转的侧向力;弹道偏转角度随混凝土砂浆强度减小而增大,相反地,随骨料强度增加而增大;当名义抗压强度较小时,弹体偏转对砂浆强度变化的敏感度显著大于骨料强度变化的影响;在刚性弹假设下,弹道随着弹体侵彻速度增加而更加稳定,即偏转角随着靶速度增加而减小;但若弹体非刚性假设,越高速度侵彻,越容易变形破坏,则越容易偏转且容易出现“J”弹道。     

侵彻引信计层起爆炸点控制实物模拟实验方法研究

针对硬目标侵彻引信实验室实物模拟实验,提出了利用多次冲击实验机对硬目标侵彻过程进行模拟实验方法的研究。介绍了硬目标侵彻引信的计层数策略,讨论利用冲击过程模拟侵彻过程加速度信号的可行性,设计了模拟实验系统并针对某型号侵彻引信进行计层数起爆模拟实验。通过与靶场试验曲线的对比,验证了该模拟实验方法的可行性,可较全面地检测引信起爆控制算法的准确性,以及引信活动部件动作的可靠性;但冲击峰值较低,冲击间隔较长,需要做进一步的研究和完善。