侵彻爆破型战斗部侵彻性能总体评估系统研究

开发了侵彻爆破战斗部总体设计软件,包括战斗部结构设计模块和侵彻性能分析模块。其中结构设计模块采用离散方法建立了钻地战斗部结构设计CAD模型,该模块可以图形显示战斗部结构并计算战斗部质量、装药量、质心和转动惯量等参数;侵彻性能模块基于刚体运动理论建立了战斗部斜侵彻岩土类目标的终点弹道计算模型,该模块可以给出任意头部外形战斗部斜侵彻半无限目标、有限厚目标、多层复合目标的弹道曲线和速度、过载、攻角及倾角等时间历程曲线,为侵彻爆破型战斗部设计及引信设计提供了重要依据。     

复合战斗部侵彻引信分布式探测过载响应

针对复合战斗部高速侵彻多层目标时,传统弹底引信过载信号出现振荡信号混叠,难以精确计层的问题,提出通过研究不同部位过载响应以提高计层精度。建立了复合战斗部分布式引信系统模型以及复合战斗部侵彻5层钢筋混凝土靶有限元模型,分析数值仿真获得的弹体过载信号,得到应力波在弹体中的传播规律：弹速越大,靶间距越小,弹长越长;层间飞行过程中应力波在弹体内部循环次数越少,侵彻过程更加明显;从频域角度分析了不同部位三轴过载信号的相关性,发现径向振荡对轴向过载有很大影响;对比900,1 300,1 700 m/s速度下不同部位过载信号,发现复合战斗部高速侵彻目标时弹体前段过载响应优于弹尾。获得了复合战斗部应力波传播规律,总结了不同部位过载响应特征异同,为基于分布式探测、数据融合的侵彻过程识别提供仿真数据支撑。     

末敏弹引信与战斗部系统的仿真研究

引信与战斗部系统仿真是末敏弹系统总体设计中的关键环节.建立了弹目遭遇过程中的弹目运动、子弹摆动和延时估计模型,根据上述模型及弹目三维实体模型,实现了末敏弹波束扫描、目标捕获、起爆延时计算及爆炸成型弹丸战斗部起爆和命中目标过程的可视化仿真,通过仿真对子弹摆动、风等因素对探测器扫描轨迹、捕获概率及爆炸成型弹丸战斗部对目标毁...     

弹丸-引信系统炮口动态特性研究

针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中的弹一引系统的冲击振动特性进行了多项模拟试验，并把试验测得的尾张开过程的碰撞力作为载荷作用在弹体上，借助于有限元法和模态分析技术对弹体结构进行了动力分析，建立了尾翼张开过程中引信早炸的概率模型，在计算机上进行了引信早炸概率的模拟，对该破甲弹的早炸事故分析有一定的参考价值。     

攻角对两级穿爆战斗部侵彻水面舰艇目标性能影响仿真

为了研究攻角对两级穿爆战斗部侵彻水面舰艇目标性能的影响,利用LS-DYNA有限元软件进行了两级穿爆战斗部侵彻双层等效靶板的数值模拟,分析攻角对前、后级战斗部剩余速度、壳体强度、速度偏角以及前、后级战斗部之间行程差的影响。小攻角对于前级战斗部侵彻性能的影响不大,对后级战斗部的强度有较大影响;攻角增大,后级战斗部的变形和破坏加剧;攻角有利于前、后级战斗部之间行程差的增大。研究结果为新型战斗部的设计提供了参考。     

旋转伞-子弹系统动力学建模与仿真

为了更精确地模拟旋转伞-子弹系统的运动,基于第一类拉格朗日方程,建立了5刚体动力学模型并进行仿真计算。将伞绳处理为阻尼弹簧,将伞、弹等处理为刚体,用质心坐标和欧拉角作为广义坐标表达各刚体的位置,给出了约束方程,求解广义力; 建立了伞-弹系统动力学方程。利用模型对伞-弹系统的零初速下落过程进行仿真计算,得到子弹的转速及扫描角变化曲线,并设计伞塔试验对计算结果进行验证。对某末敏子弹系统的稳态工作过程进行模拟计算,结果表明,5刚体模型能较真实地模拟末敏子弹稳态扫描段的弹道特性,可为智能弹药系统的总体设计提供参考。     

配用弹底引信的弹丸-引信系统发射强度有限元分析

为设计及膛炸原因分析提供参考,应用有限元分析软件ANSYS对配用弹底引信的某小口径高射炮多用途弹丸-引信系统进行了弹塑性静力学分析,给出了引信与弹体连接螺纹分别为M26和M25时弹丸-引信系统在最大膛压作用下的应力分布状况,并讨论了危险区域。正常弹道环境下连接螺纹为M26和M25的弹体和弹底引信强度均能满足发射安全性要求。引信与弹体连接螺纹由M26减小为M25后,由于引信体底部也相应加厚．故弹丸-引信系统能承受的最大压力增大了约7％。     

一体化引信引战系统数字仿真软件设计

根据一体化引信设计过程中对起爆控制算法和引战系统性能进行分析和评估的需求,设计开发了一体化引信引战系统数字仿真软件.该软件由参数输入、主程序、数据接口、引战配合性能分析和信息存储5个模块组成,介绍了软件各组成模块的功能和关键技术.该软件可对多种目标的弹目交会及引战配合过程进行可视化仿真和数字仿真,实现了起爆控制算法的引战配合效率评估,验证了起爆控制模型的正确性和有效性.     

微引信谐振器的系统级建模与仿真

为了实现微引信谐振器系统级行为模型的快速设计与仿真,利用多端口组件网络方法,在SABER仿真平台上搭建了其系统级行为模型,并进行了一系列仿真分析,包括小信号频域仿真、时域仿真、以及灵敏度仿真,其结果接近于有限元分析结果.仿真结果表明,采用多端口组件网络方法所设计的微引信谐振器,可以满足抗高过载的要求,能够保证设计精度,提高设计效率.     

凯夫拉与陶瓷复合结构抗侵彻性能数值仿真

为研究凯夫拉-129(Kevlar-129)材料与氧化铝(Al₂O₃)陶瓷面板复合装甲结构对抗侵彻性能的影响,建立平头弹丸侵彻该复合装甲单元的有限元模型。在数值模拟侵彻过程中,通过改变侵彻体的速度与复合装甲的结构,得到不同速度下的侵彻体速度变化曲线,分析了不同速度侵彻体击穿复合装甲的靶后速度与复合结构对其动能的吸收能力。分析结果表明：Kevlar与Al₂O₃陶瓷的复合装甲结构可以更好地抵抗侵彻;Kevlar夹层的位置对抗侵彻能力有较大影响,可为今后轻质复合装甲板设计提供相关技术参考。     

无线电脉冲引信海面回波建模及仿真

无线电脉冲引信海面回波建模及仿真是根据无线电脉冲引信的探测特点和海面物理反射特性进行的建模仿真。根据无线电脉冲引信采样量化间隔,划分海面有效照射区域的等距离等值线,并由导弹飞行姿态和引信天线波束宽度确定海面有效照射区的等视线角等值线。再根据等距离等值线和等视线角等值线的交点,计算天线主波束照射面积和天线副瓣照射面积的合成功率,以此得到一个表示海面散射特性的冲击函数,用此函数和输入脉冲信号卷积得到无线电脉冲引信海面回波信号的数学模型,从而为仿真研究脉冲引信低空工作性能提供必须的仿真基础。     

导航系统的动态可靠性建模与仿真分析

针对导航系统动态可靠性分析问题,讨论了基于Monte Carlo仿真的动态可靠性事件序列采样方法,给出了Shannon信息熵采样准则;以SimPRA软件为分析平台,建立了导航系统动态可靠性仿真模型,并完成了导航系统的动态可靠性分析。仿真分析结果验证了动态可靠性分析的优越性及可行性。     

船载转塔装置随动系统动力学建模与仿真

为定量分析船载转塔装置（STE）随动控制过程中随动力矩的影响因素,应用坐标变换原理和拉格朗日动力学方程,建立了STE随动系统运动学和动力学模型。针对不同摇摆角和目标运动状态,对STE随动过程进行动力学仿真,定量分析了摇摆角及目标运动对随动力矩的影响。仿真结果表明：随着摇摆角幅值和周期的变化,随动力矩呈现线性变化趋势,且周期的影响更加明显;摇摆角幅值每增加1°,方位轴、俯仰轴随动力矩分别增加约12%、2%;周期每增加1 s,方位轴、俯仰轴随动力矩分别减小约28%和6%。摇摆角之间的相位间隔对随动力矩的影响具有复杂性,需要对不同相位区间进行分析。相对于静止状态,目标运动会引起随动力矩的增大,且加速度对随动力矩的影响更加明显。     

引信机构动态特性仿真与结构设计

针对某引信垂直回转式隔爆机构弹道上的运动故障进行仿真解算，并依据仿真结果提出修改意见，后经靶场试验验证了仿真的正确性。     

考虑动力刚化的挠性飞行器动力学建模与仿真

文中以挠性飞行器的刚柔耦合物理模型为研究对象,引入非惯性系中的力学问题理论,建立了考虑动力刚化的模型,明确地阐明了动力刚化是一种非惯性系中的力学现象。首先分别应用材料力学和角动量定理建立了两个子系统的连续动力学模型,而后基于正则约束模态的正交化结论,建立了离散动力学模型。数值仿真结果表明,文中建立的一次动力学模型考虑了动力刚化,能够准确预测大角度机动下挠性飞行器的动力学响应,可直接用于控制器设计。     

基于气体炮的引信动态模拟方法综述

针对许多人使用或可能会使用气体炮,而又没有更多时间去了解其性能特点的情况,对利用气体炮模拟引信所受加速度的直接加速法、撞击加速法和撞击减速法等3种主要方法以及利用气体炮对后坐力、切线惯性力和离心力的综合模拟和利用气体炮对后坐力和爬行力的综合模拟等进行了综述,以期方便相关科技人员了解利用气体炮对引信进行动态模拟的方法及其优缺点,为气体炮应用和进一步的研究提供参考。     

一种环形电磁辐射器辐射场的建模与仿真

针对一种环形结构的鱼雷电磁引信辐射器辐射场的计算问题,将该环形辐射器等效成正交磁偶极子,给 出磁矩分量的表达式,通过对各磁矩分量产生的辐射场进行分解与叠加,推导出环形辐射器辐射场的数学模型。仿 真结果表明：该结构的环形辐射器辐射场具有较好的对称性与均匀性,可满足反舰和反潜电磁引信对鱼雷过靶通过 特性的检测需求。     

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。     

无线电引信对抗仿真系统

介绍了无线电引信对抗仿真系统的技术实现思路，通过模拟无线电引信和引信干扰设备的各个功能模块对信号／数据流的处理过程，建立了无线电引信对抗的闭环仿真试验系统，并结合仿真实例阐述了该仿真系统在引信干扰技术研究方面的应用。