烟火型排气剂的减阻增程效应

提出了用烟火剂作弹丸增程底部排气剂，并对烟火型排气剂配方及其减阻增程效应开展了试验，将其用于某１２２ｍｍ榴弹上，获得了射程由原１５．３ｋｍ增至２２．３ｋｍ的结果。这表明烟火型排气剂是一种潜力很大的弹丸增程排气剂。     

烟火型底排剂减阻增程研究

对Ｓｒ（ＮＯ３）２－Ｍｇ－３０８Ａ树脂烟火型底排剂，在马赫数Ｍ＝１．３１７和２．５１８的条件下，进行了风洞底阻减阻试验；在１４．５ｍｍ枪弹上进行了动态飞行减阻效应模拟，并在某１２２ｍｍ榴弹上验证了该底排剂的增程效果。     

排气剂配方的研究

提出了排气剂的性能要求，通过分析国外排气剂的组合，拟订了１４个配方进行试验，从中得出５个较好的配方，并讨论了它们的性能。     

底部排气弹增程率的确定

本文提出了底部排气弹极限增程率与最大可能增程率的概念及计算方法.论述了减阻率与增程率的关系,提出了在论证与总体设计阶段,利用最大可能增程率设计底部排气弹的方法,本文为充分发挥底排增程效果.进行底部排气弹的优化设计提供了基础.     

基于药柱变燃速燃烧的底排减阻增程方法

为了深入研究底部排气弹减阻增程的特性,进一步提高弹丸的射程。针对国内某155 mm底排弹,建立了不同燃速燃烧的底排药柱、变燃速燃烧的包覆药柱和药柱包覆层位置的变化三种情况下的燃烧模型,模型中引入了燃速改变系数,并通过数值计算分析了其对底排弹减阻和增程的影响。结果表明,当燃速改变系数从0.7增加到1.2时,底排工作时间减少27.08 s,射程减少1.16 km,增程率减少3.86%;变燃速燃烧的药柱在内层采用高燃速燃烧,外层采用低燃速燃烧的增程率可达32.33%;对药柱分层燃烧位置优化后,在距药柱内环约1/4处有最佳射程39.76 km。因此,可以通过寻求底排药柱最优的分层位置,采用变燃速燃烧的方法来改善底排弹减阻增程特性,且这种方法具有普遍适用性。     

底部排气弹极限增程率与最大可能增程率的计算分析

本文从极限增程率和实际极限增程率的关系出发,引入了最小底排工作时间的概念.在对最大可能增程率的理论分析上,提出了底排工作段减阻率的弹道平均值的概念,并根据射程增加量与总阻减阻率之间的关系,给出了最大可以增程率的一个下限值及达到下限值的条件.并举例计算了极限增程率、实际极限增程率和最小底排工作时间,对底排工作段的各时间区段的排气参数进行了层权分析,给出了对增程率影响较为显著的底排工作时间段.最后提出了利用最大可能增程率进行底部排气弹弹道设计的一般方法.     

提高底排减阻增程率的途径

计论了加质和加能对底排减阻和增程率的影响，指出提高底排燃气温度是增加减阻增程率的重要途径。     

超声速流动中底部排气减阻的数值研究

为了研究超声速流动中底部排气减阻特性,采用高精度的AUSMPW+迎风格式、k-ω SST湍流模型、8组分12反应化学动力学模型、二阶矩湍流燃烧模型耦合求解三维带化学反应的Navier-Stokes方程。在数值方法的有效性和可靠性经过验证后,对超声速流动底部排真实气体流场进行了数值模拟。计算结果表明：随着排气参数的增大,底压比将先增大后减小,然后再增大;当排气参数较小时,底压比基本不随排气面积的改变而改变。当排气参数较大时,底压比随着排气面积的增大而增大;在最佳排气减阻区内,提高排气总温对提高底压比是有利的;底部排气中富燃气体含量越高,则二次燃烧越强,有利于提高底压比。研究结果可为底部排气弹工程应用提供参考。     

底排参数对底部排气弹弹道特性的影响

为研究不同底排条件下底部排气弹的弹道特性,探讨了底排药剂燃烧和减阻机理,建立了底排内弹道和外弹道模型,分析了底排装置结构参数和药剂燃速系数等对底部排气弹减阻增程效果的影响;结果表明：一定范围内药柱长度的增加能显著提高增程率,但药柱长度过长会由于燃气的引射作用降低增程率;减小药柱内径和增大喷口直径可以提高底部排气弹增程率;分瓣数的增加对提高增程率有较大作用,但应考虑对工程实现的影响;研究范围内存在最优药柱长度和燃速系数;总阻减阻率随着底排工作时间总是经历一个先增大后减小的过程。     

微光增视剂的辐射能量及光谱特性研究

为了在不利的夜天环境中也能使微光夜视仪正常工作,研制出一种新的烟火药剂即微光增视剂。通过氧化剂、可燃剂的筛选及热力学参数的理论计算和分析,确定微光增视剂的主要组分为KNO_3、CsNO_3、Mg、C_6H_2N_4(六次甲基四胺)。试验表明该药剂的近红外辐射能量为560.7W/Sr,可见光的辐射能量为2.90kcd,其光谱特性可与微光夜视仪的光谱响应匹配。外场试验证实在各种夜天环境中,通过微光增视剂的"照明"增视,微光夜视仪均可获得清晰、高质量景物图像的观察效果。     

有无尾翼弹丸后体形状对底排减阻特性的影响

本文给出有尾翼及无尾翼弹丸后体几何参数.包括船尾角、船尾长及尾翼形状对富燃固体燃料底排减阻性能的影响.     

Zr、Mg系烟火剂发光光谱特性研究

采用光谱辐射计对Zr、Mg系烟火剂光谱辐射特征进行了测试，得到了火焰发光光谱图。通过比较各谱图，分析了Zr、Mg对烟火药剂可见光及近红外光输出的影响，研究结果表明，Mg系烟火剂可见光输出效率较高，Zr系烟火剂能够输出高强度近红外光。     

多染焰剂协同紫光辐射烟火药配方设计

为理论设计和优化多染焰剂协同辐射紫光的烟火药配方.基于色光混合原理,提出一种含红光和蓝光双染焰剂的紫光烟火药配方,利用REAL计算程序确定不同色光发射体的种类及含量,通过MATLAB程序计算不同配方的色坐标、波长、色纯度和绘制色度图,进而确定优化紫光烟火药配方.研究结果表明,确定紫光烟火药理论最佳配方为Sr(NO3)2...     

SPS水中枪弹超空泡减阻研究

基于均质平衡多相流理论,采用Fluent6．3对SPS水中枪弹的流体动力特性进行了数值模拟,研究了其利用超空泡进行减阻的规律．结果表明：随空化数增大,枪弹空泡形态减小,阻力系数增大;在发射深度不变的情况下,随时间的推移,枪弹的速度减小,射程增加;随发射深度增加,速度衰减变快,射程减小;枪弹的质量、几何参数、发射速度和深度影响射程．     

水下超空泡航行体减阻能力的数值研究

采用计算流体力学的方法研究了超空泡水下航行体在高速发射以后的运动规律.采用动态网格,实现了全数值模拟超空泡航行体在水中的运动过程及空泡的生成规律.比较了航行体周围是否产生空泡与航行体是否有推力4种情况,计算结果表明超空泡具有非常好的水下减阻能力.利用超空泡技术可以在不大的推力下使水下航行体的航行速度提高3倍,超空泡航行体应采用火箭发动机动力装置.     

超声速进气道整流罩船尾形状及其底阻的数值研究

针对超声速导弹进气道整流罩的底阻问题,文中采用CFD数值技术,模拟计算了某整流罩底部抛物形船尾附近绕流流场的压力分布,并由此得出船尾长度与整流罩高度之比对整流罩底部阻力大小的影响关系曲线,可为设计出低阻力的进气道整流罩提供参考.     

A Simulation Study of the Turbulent Drag Reduction Mechanisms Derived from Shark Skin

Through the numerical simulation investigation, the turbulent drag reduction mechanisms of shark riblet surface are explored. In allusion to the characteristics of riblets surface, the computation region, grids and flow parameters are dealt with reasonably. These present simulation results show preliminarily that 1） only the near-wall flow field above riblet surfaces is affected by riblets, and the flow within riblets is slow and quiescent; 2） the viscous sub-layer above riblet surface is thicker; 3） the shear stress and the local friction coefficient above the riblet surface are reduced, and the drag reduction quantity is larger at the bottom of riblets than that at the top. Numerical simulation investigation on the riblet surface in the paper can provide a reference for future research in this field.