基于高斯扩散模型的催泪弹气溶胶烟雾非致命效能仿真

催泪弹是一种非致命防暴弹。为研究其非致命效能大小,以武警RS97-2型催泪弹为研究对象,应用高斯扩散模型研究了催泪弹气溶胶烟雾的扩散过程。分析了烟雾扩散时西埃斯(CS)催泪剂浓度和烟雾半径的变化规律。用Matlab软件编制的程序进行了仿真计算,得出以催泪弹气溶胶烟雾扩散的有效作用区域作为其非致命效能大小的衡量指标。结果表明,在风速为2m·s~(-1)时,一枚催泪剂装药为20g催泪弹的气溶胶烟雾有效作用区域可达453.7m~2。     

刺激剂爆炸分散的相似律及预测模型研究

通过研究分装结构爆炸型催泪弹的中心装药与尺度相关性,运用量纲分析法,建立刺激剂爆炸分散过程的相似律,得到了不同尺度下爆炸型催泪弹药的非致命效能预测模型。本研究为弹药结构设计和参数优化提供技术支持,为数值模拟和理论计算提供必要的依据。     

发烟罐烟雾质量浓度时空分布特性

发烟罐是对近地激光类武器系统实施无源干扰的有效手段,研究其烟雾质量浓度时空分布特性,是准确获取激光在烟雾环境下传输特性的基础。基于离散相扩散模型,采用计算流体力学软件Fluent对一种小型发烟罐的烟雾扩散过程进行仿真模拟。分析烟雾释放后不同阶段的质量浓度时空分布特性,以及风速、质量流率等参数对烟雾扩散速度、质量浓度分布的影响规律。结果表明：无风时,烟雾在喷涌阶段呈伞状,停止喷涌后烟雾在弥散阶段呈团状并存在一个质量浓度较大的烟环;在仿真设定条件下最佳风速在2~3 m/s附近;烟雾的空间质量浓度与质量流率呈线性关系;所得成果可为下一步研究近地激光类武器系统抗烟雾干扰性能提供技术参考。     

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。     

多频谱发烟组件结构设计与遮蔽性能

为有效对抗多模导引头，通过原位反应和复合配药技术制备一种多频谱干扰剂，同时根据发烟弹的使用预期设计、制造多频谱干扰剂配套的发烟组件。通过烟箱实验分析多频谱干扰剂的红外透过率、毫米波衰减值、可见光透过率，基于朗伯比尔定律计算其在红外、可见光波段的质量消光系数。运用静爆法对发烟组件与多频谱干扰剂的匹配效果进行测试，得到发烟组件的发烟过程、有效烟幕宽度和持续时间。实验结果表明：多频谱干扰剂在1～3μm、3～5μm、8～14μm的红外透过率分别为1.98%、3.04%、8.11%,3 mm、8 mm波的衰减值分别可达-14.52dB和-11.76d B,0.4～0.8μm可见光透过率为6.96%;1～3μm、3～5μm、8～14μm、0.4～0.8μm的质量消光系数分别为1.28m²/g、1.14m²/g、0.82m²/g、0.87m²/g；烟幕持续时间大于60s，有效烟幕宽度大于60m；装填多频谱干扰剂的发烟组件具有良好的遮蔽能力，成烟迅速，形成的烟幕云团稳定，是干扰多模导引头的一种有效方法。     

基于极限学习机的杀爆战斗部末弹道参数优化研究

为研究末弹道参数与杀伤面积之间的复杂关系,以达到优化末弹道参数的目的,对破片飞散过程进行分析,为描述破片飞行轨迹建立了破片飞散模型,得到破片的落点,然后通过统计地面有效破片数,求解战斗部在不同末弹道情况下的杀伤面积,得到1 225种末弹道组合下的杀伤面积,最后基于这些数据,利用极限学习机(ELM)得到1 903 993种末弹道组合的计算结果。计算结果表明:当极限学习机的激励函数采用sigmoid函数,隐藏节点数在200个以上时,决定系数能够达到0.9以上,求解时间远远小于1 s,求解得到的最优末弹道参数对应的杀伤面积从优化前的438.1 m²上升至优化后的541.2 m²。     

降低半导体桥/斯蒂芬酸铅发火能量的技术途径研究

进一步降低半导体桥（SCB）换能元件发火能量是微机电系统（MEMS）引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出：SCB换能元的桥区面积7.65×10² μm²,质量3.55×10^-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×10² μm², 质量2.64×10^-6 mg,临界发火属于电爆发火。进一步降低半导体桥（SCB）换能元件发火能量是微机电系统（MEMS）引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出：SCB换能元的桥区面积7.65×10² μm²,质量3.55×10^-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×10² μm², 质量2.64×10^-6 mg,临界发火属于电爆发火。     

多型反舰导弹混合攻击异型舰艇编队 多目标整数规划火力分配模型

为了满足反舰导弹突击海上目标时多种效能指标优化需求,在分析多目标规划模型的约束条件和目标函数基础上,建立多目标整数规划模型,并对最小弹药消耗量、最大毁伤效能和单枚导弹最大平均毁伤效能进行算例分析。分析结果表明：该模型既能体现多种效能指标及其相互关系,又能充分考虑各种约束条件,充分体现了通用性和灵活性,能够有效解决该类型火力分配问题。     

多型反舰导弹混合攻击异型舰艇编队多目标整数规划火力分配模型

为了满足反舰导弹突击海上目标时多种效能指标优化需求,在分析多目标规划模型的约束条件和目标函数基础上,建立多目标整数规划模型,并对最小弹药消耗量、最大毁伤效能和单枚导弹最大平均毁伤效能进行算例分析。分析结果表明：该模型既能体现多种效能指标及其相互关系,又能充分考虑各种约束条件,充分体现了通用性和灵活性,能够有效解决该类型火力分配问题。     

双波对撞模态下的液态燃料旋转爆轰发动机推力测试研究

在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,分析了双波对撞模态下爆轰波自持的传播特征、时域频域特征和爆轰波高度,测量了发动机模型在双波对撞模态下的一维推力。试验结果表明：在富氧空气（34.3%O₂和65.7% N₂）流量为945.3 g/s、汽油流量为84.3 g/s、 当量比为0.82的工况下,爆轰波平均传播频率为2.174 kHz,平均传播速度为1 051 m/s,爆轰波高度在55~70 mm之间,有效推力为607.3 N,单位面积推力8.587×10⁴ N/m²,燃料比冲为735.1 s. 推力曲线表明：双波对撞模态下发动机推力波动较大,推力围绕推力平均值振荡,稳定工作阶段发动机振动频率与爆轰波传播频率基本一致。     

基于半实物仿真的烟幕对抗激光制导武器干扰效果测试研究

为了实现烟幕对抗激光制导武器干扰效果测量,建立了干扰效果半实物仿真测量系统。根据实施烟幕干扰后制导武器的跟踪回路的信号状态变化造成导弹制导精度、脱靶量或者命中概率所产生的变化,确定干扰是否有效。给出了典型战场气象环境和投弹方式下不同透过特性的烟幕对抗激光制导武器的仿真测试结果。仿真结果表明,烟幕对制导武器干扰是有效的,并且随着烟幕透过率的减小,制导精度偏差越大,对制导武器的干扰效果增大。     

爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真研究

传统的烟幕仿真方法通常使用假定风场均匀稳定的高斯模型或者拉赫特曼扩散理论,这些方法忽略了实际大气边界层复杂多变的特点。为了解决这一问题,建立一个基于计算流体力学（CFD）方法的爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真模型。运用拉格朗日方法,基于在椭球体内均匀生成随机粒子的方法构建初始云团。分析烟剂燃烧放热对初始云团的热力效应,结合CFD方法和离散相模型对烟幕粒子的扩散进行模拟,得到烟幕质量浓度的时空分布。通过计算面密度得到烟幕对可见光的有效遮蔽区域。效能仿真结果与试验结果和拉赫特曼模式结果对比,证明了该模型的有效性,表明烟幕弹遮蔽效能仿真模型在爆炸型烟幕弹的前期扩散阶段较好地反映了烟幕形状及长度、高度的变化规律。     

基于分装结构的CS刺激剂爆炸分散过程研究

为了探明分装结构爆炸分散刺激剂形成气溶胶云团的过程,设计了具有分装装药结构的原理样弹,采用原理样弹分静态条件下地面爆炸和空中爆炸两种方式,应用高速摄影技术研究了爆炸分散邻氯代苯亚甲基丙二腈(CS)刺激剂过程中气溶胶云团的形成、运动规律,得到刺激剂气溶胶云团直径、径向速度和扩散高度随时间的变化规律,呈现出地爆与空爆分散试验结果的差异。通过对爆炸驱动刺激剂气溶胶云团运动过程的理论分析,建立了与试验结果相吻合的速度数学模型。试验结果表明,在地爆和空爆两种方式下,分装结构爆炸分散CS刺激剂过程总体规律基本一致,均可分为径向加速阶段、减速阶段、湍流阶段和扩散阶段,前两个阶段末期的云团参数可为预测爆炸型催泪弹有效作用面积及评估威力幅员提供初始条件;地爆在0.7 ms左右速度达到最大值1495 m·s^-1,空爆在0.3 ms左右达到最大值1697 m·s^-1,相比空中爆炸,地面爆炸时冲击波对水泥地面发生反射叠加,有利于流场和颗粒本身径向运动的扩散,地面爆炸分散云团直径较大,轴向扩散高度较小。     

云爆子引信与云团高速交会的云雾浓度探测试验方法

二次起爆型云爆战斗部的大面积体爆轰,与识别最优爆轰浓度下的多点子引信协同起爆有关.基于脉冲超声在云团中的回波反射系数衰减特性,研制云爆子引信原型样机,搭建基于火箭撬速度分别为75 m/s、100 m/s的子引信与等比云爆燃料抛撒云团的交会浓度探测试验平台.通过试验得到高速环境下子引信动态识别云团浓度的变化曲线,以及不同...     

航空炸弹对线目标毁伤效能研究

针对普通航空炸弹打击线目标的效能评估问题,对炸弹从投放到爆炸之前的运动过程进行建模,得到弹 着角、斜距等参数。运用误差理论对炸弹的弹道偏差进行处理,得到基平面上的瞄准误差;建立炸弹毁伤线目标模 型,得到炸弹对线目标等效毁伤长度和宽度;最后计算出单枚炸弹对线目标的毁伤效能。计算结果表明：该方法合 理有效,易于编程实现,可以快速、精确地计算炸弹毁伤效能。     

子母催泪弹内弹道仿真研究

介绍了子母催泪弹的发射机构，根据经典内弹道理论，建立了采用高低压室发射方式的内弹道数学模型，并进行仿真研究，为子母催泪弹的弹体结构设计和装药设计提供了理论依据。     

基于红外定量分析方法检测烟幕粒子质量消光系数

烟幕粒子的质量消光系数是表征其遮蔽能力的重要参数。本文提出运用红外傅立叶变换光谱仪检测微粒红外吸光度，该技术基于红外定量分析原理，无需使用烟箱装置，在实验室内即可完成对新型气溶胶粒子消光性能的快速测试和评估。将一定质量的粉末样品均匀地分散在某种有机溶剂中，制作成悬浊液，运用红外光谱仪扫描后得出相应的吸收谱图。通过分析、计算求出粒子在测试波段的质量消光系数，所得结果与烟箱试验数据吻合较好，从而证实上述测试方法准确、可靠，测试成本较低，可用于新型烟幕材料衰减性能的初步鉴定、评判，是传统测试技术的辅助和补充。