蒙特卡罗法分析随机风对火箭弹落点散布的影响

随机风是影响火箭弹落点散布的一个重要因素。将风场作为典型的随机过程,建立随机风场的工程化数学模型并结合火箭弹被动段动力学运动方程,利用经典的统计试验法——蒙特卡罗法进行随机风作用下火箭弹落点散布的仿真,预测弹丸落点。通过仿真,得出各个表征风场性质的参数对火箭弹落点散布的影响结果,有效分析随机风对火箭弹落点散布的影响,为提高火箭弹射击精度、减小落点散布、进行弹道修正提供实验依据。     

基于极限学习的弹丸阻力系数辨识

气动参数对弹丸的弹道特性起决定性作用,在无控弹丸研制过程中,准确获取弹丸气动参数是减小落点散布、提高打击精度的基础与关键.为了进一步提高弹丸阻力系数的辨识精度,基于质点弹道方程,通过数值仿真产生弹道数据,利用极限学习方法在多种噪声环境下实现弹丸阻力系数弹道大数据辨识.该方法随机产生输入权重以及隐含层神经元阈值,随机生成...     

子弹药落点散布随机模拟方法

为了模拟子弹药抛撒后在地面上的落点分布情况,在经典外弹道模型的基础上,通过对影响子弹药落点散布因素的分析,筛选出了几个对子弹药落点散布影响较大的因素,对这几个因素进行随机化处理,提出了一种模拟子弹药落点散布的方法,建立了子弹药落点散布随机模拟模型,得到了子弹药在各随机因素作用下的落点散布情况;结果表明:该方法获得的子弹落点与实际情形吻合得更好。     

随机风扰动下的弹丸落点散布仿真分析

为了研究随机风和随机风扰动下的弹丸落点散布仿真的准确性,建立了随机风和随机风扰动下的弹丸运动模型。以MATLAB为平台,运用"四阶龙格-库塔算法",对随机风及弹丸外弹道落点进行结果仿真,并与试验结果进行了分析比较。结果表明,这一方法是可行的。     

弹头可偏转火箭弹外弹道特性研究

为了研究弹头偏转角对弹箭外弹道的影响,进行了弹头可偏转火箭弹的气动特性和弹道特性研究.首先利用流体力学软件对不同弹头偏转角的弹箭模型在不同马赫数飞行的情况进行绕流流场数值模拟,获得各弹箭模型的气动力参数,然后通过六自由度弹道模型对弹头可偏转火箭弹的外弹道进行数值计算,并进行典型试验验证.试验结果与仿真结果吻合良好,弹头偏转角可以提供有效的弹箭落点横向偏移距离,研究结果可为自适应智能弹箭的研制与工程应用提供理论与技术支持.     

弹丸在炮口的状态参数对地面密集度影响研究

为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,基于6自由度刚体外弹道方程,考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素,利用稀疏网格数值积分(SGNI)方法求解弹丸落点散布的统计特性参数,并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散布的概率密度函数。测试算例表明,该方法的计算结果与蒙特卡洛方法获得的结果相吻合,验证了SGNI方法和最大熵估计方法的有效性;在此基础上分析了某155 mm加榴炮弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,并分别建立了弹丸在炮口的单参数误差、多参数误差与地面密集度之间的映射模型,可为火炮射击密集度总体设计提供参考。     

一种榴弹发射器引信弹道炸外弹道原因分析

针对一种榴弹发射器引信生产验收试验在落点上空发生弹道炸的问题,在通过故障分析和质量排查基本上排除引信自身质量问题可能的前提下,提出了从外弹道特性角度分析弹道炸各影响因素的研究方法。该方法是利用FLUENT仿真得到弹丸阻力系数、极阻尼力矩系数,在此基础上解算外弹道,得到了各种影响因素条件下的弹丸外弹道诸元,包括弹丸射程和转速。研究结果表明,弹丸初速漂移是影响弹丸转速衰减规律变化进而引起引信弹道炸的主要因素,而其他因素如头部风帽变形、引信扳手孔大小、弹带尺寸误差、头部端面圆角变化的影响都可以排除;引信自毁临界转速接近落点转速会有利于发火,但如若控制不当,将导致引信在接近落点空中发生弹道炸。     

炮弹外弹道相似特性的模拟仿真研究

用外弹道相似性理论和模拟验证试验进行外弹道优化验证是分析研究中大口径炮弹外弹道特性的有效方法之一。文中通过对某型弹丸外弹道特性的相似仿真计算和相似模拟验证试验结果表明,弹丸在结构满足外弹道飞行稳定要求的前提下,最大地面射程密集度数据跳动属正常散布,阻力曲线＂反弹＂现象与弹丸结构无关。     

伞弹系统落点散布影响因素分析

根据伞弹系统弹道飞行特征对伞弹弹道模型进行了简化,提出了弹道和落点分析计算模型。根据该模型对影响弹道落点的因素进行了分析,得出了各因素导致的落点散布影响范围和敏感程度。认为载机偏角、载机倾角、机弹侧向分离速度、伞弹自身因素散布和风偏对弹体落点散布的影响较明显,是导致弹体落点散布的敏感因素,并通过计算得到了弹体落点综合散布范围。     

脱壳穿甲枪弹侵彻弹道特性的试验研究

该文在简要介绍12.7mm钨芯脱壳穿甲枪弹和54式12.7mm穿甲燃烧枪弹的弹丸结构特性和外弹道特性的基础上,着重叙述了钨芯脱壳穿甲枪弹对均质钢板的侵彻现象及特点,提供了钨芯脱壳穿甲枪弹侵彻均质钢板时,高速摄影及闪光X射线所拍摄的侵彻弹道的物理图象及有关试验数据,并对钨芯脱壳穿甲枪弹的燃烧作用机理进行了简要的分析.     

旋转弹头水平入水空泡及弹道的实验研究

利用数字式高速录像机实验研究了头部为半球形的弹头与手枪普通制式弹头在两个水深、6种速度下水平入水时的空泡及弹道特征。实验结果表明,弹头形状对弹头空泡与入水弹道的稳定性有着重要影响。半球形弹头表现出较好的弹道稳定性,而普通制式弹头的弹道不稳定,呈现出特有的藕节形空泡。在一定的速度范围内,弹头入水的速度衰减规律具有一定的相似性,表现出极强的速度衰减特性。建立了弹头水中速度衰减规律的数学预报模型,并与实验结果进行了比较,理论与实验结果符合得较好。     

高精度狙击步枪弹与枪匹配设计方法研究

为了研究狙击步枪弹与枪匹配设计方法,基于非线性有限元理论建立了弹与枪相互作用数值计算模型,该模型是一个较为完善的求解弹头膛内发射过程的计算模型,通过对比试验结果与仿真结果证明了该模型的正确性。将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计,选取多个弹、枪设计参数作为控制因素,弹头质量偏心为噪声因素,弹头膛内摆动角为性能度量,采用正交试验法开展稳健性研究,获得了各参数在两水平值处的稳健特性;正交试验所得4组枪、弹参数匹配组合方案在有无噪声状态下的方案优劣结果与精度射击试验方案结果基本一致,证明了将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计的可行性、正确性。     

基于ISIGHT平台的枪弹弹头发射强度可靠性分析

为提高枪弹发射时的弹头结构强度可靠性,分析基于ISIGHT软件的弹头发射强度可靠性仿真方法。应用Python语言建立基于ABAQUS软件的枪弹弹头发射强度参数化有限元仿真模型,采用基于方差降低技术的Monte Carlo描述采样方法产生各影响因素随机量,通过ISIGHT软件集成ABAQUS软件,完成多组随机工况下弹头发射强度的参数化驱动循环仿真;结合应力-强度干涉模型,完成弹头发射强度的可靠性评估。算例验证结果表明：该方法具备有效性,为枪弹弹头结构可靠性分析提供了一种可行的方法。     

基于Sobol和EFAST法的枪弹转动角速度全局灵敏度仿真分析

为开展外弹道测试、动力学特性研究等需要,经常在枪弹外部安装各种用于飞行状态测量的装置。由于枪弹在发射及飞行中的状态受到各种随机因素的干扰,直接影响测量输出。为更好地开展试验设计及相关数据处理工作,采用姿态测量装置测量枪弹转动角速度的方案,以5自由度刚体弹道方程组为基础,采用基于蒙特卡洛打靶的Sobol全局灵敏度分析方法和傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST),就姿态测量的输出对初速跳动、起始扰动等因素的敏感程度开展定量研究。定量分析结果表明：1)初速和初始攻角对姿态测量装置沿弹体径向的输出影响较大,初速对姿态测量装置轴向输出的影响较大;2)Sobol法和EFAST法均可定量分析参数对输出变量的贡献率,但EFAST法的计算更为稳健、高效。     

开式弹链脱弹过程建模与分析

为精确分析开式弹链的脱弹过程,以接触理论的基本公式为出发点,推导了弹链脱弹过程的有限元计算公式,从而为开式弹链脱弹过程的求解提供了一种新的方法.利用该方法,结合相应的有限元模型,计算了某型通用机枪弹链的脱弹过程,与试验结果相比,相对误差仅5.4％,说明该方法能够真实的反映开式弹链脱弹过程中弹链以及弹体的受力.与阶梯形圆...     

内膛损伤枪管膛口扰动参数研究

为分析枪管内膛损伤导致射击精度下降、椭圆弹孔率上升进而导致枪管寿终的问题,基于系统的某12.7 mm机枪枪管寿命试验,建立无损伤枪管、寿命中前期枪管、寿命中期枪管及寿终枪管4个寿命阶段枪管内弹道过程的弹枪热力耦合模型。采用均匀设计方法安排弹药随机因素影响下的弹头内弹道过程仿真实验,获得不同内膛损伤程度的枪管膛口扰动状态随弹药参数变化的响应值,仿真计算结果与试验数据吻合较好。利用基于3次B样 条曲线的偏最小二乘回归建模方法对传统均匀设计响应面法进行改进,获得以弹药参数为自变量的弹头膛口扰动响应面方程及枪管在不同寿命阶段时弹药随机因素对弹头出膛时初始扰动状态的影响规律。仿真实验及数据分析结果表明：各弹药参数对不同寿命阶段的枪管膛口扰动量贡献度均不相同;为降低寿命末期枪管的弹头膛口扰动,应尽量减少弹头的质量偏心,在合理范围内适当减少弹头壳初始屈服应力,并取适中的弹头壳圆柱部直径和装药量。     

导气式步枪单发精度仿真分析方法

为研究导气式枪械射击精度,提出了射击精度仿真分析方案,在分析内弹道随机变量的基础上,建立内弹道方程并计算得到弹丸初速及其误差量; 通过仿真获取弹丸出枪口时的枪口跳动量及其误差量,同时考虑弹形系数及其误差量,建立随机外弹道方程,获得100 m射程处的立靶散布情况。经试验验证,枪口跳动量,立靶散布R50、R100的仿真计算结果与试验结果基本一致,误差小于15%。该方法可用于分析步枪的单发射击精度,在一定程度上能够支撑和指导枪械设计。     

理想声自导鱼雷运动要素的距离方位观测解算方法

为快速预测鱼雷的声自导弹道,以特定时刻相对本舰的距离、舷角为运动要素,将其弹道参数化为以此要素为初值的微分方程组的解,论证了其解析解与一个代数方程等价,证明了此方程经变换后可用标准牛顿方法计算。考虑声速的作用,建立了发射、接收点分开的主动声纳探测模型,构造了基于距离、方位观测值解算鱼雷运动要素的相对较优的弹道拟合准则。实现了小样本条件下理想声自导弹道估计的快速计算。仿真实验证实,该方法预测的弹道可满足反鱼雷鱼雷射击参数计算的需要。     

弹箭高原阻力系数修正方法研究

为解决气动参数不准确导致的高原弹道计算精度低的问题,提出了一种基于数值计算和试验数据参数辨识相结合的弹箭高原阻力系数修正方法。在分析研究雷诺数变化对弹箭阻力系数影响机理的基础上,以某型榴弹为研究对象,通过气动流场数值计算和不同海拔射击试验阻力系数辨识计算,对比分析了不同海拔阻力特性的变化规律,建立了对应不同雷诺数的阻力系数修正计算模型。以平原阻力系数气动辨识结果为基础,通过不同海拔雷诺数的阻力系数修正,实现了较准确的弹箭高原阻力系数的获取。某型榴弹、某型火箭弹和某型迫弹试验验证结果表明,该修正方法获取的弹箭高原阻力系数更接近实际情况,弹道计算结果与射击试验结果吻合更好,相对传统计算方法,计算精度提高了2～6倍。该方法具有一定的通用性,研究成果对高原弹道仿真、编拟准确的高原射表提供了理论指导和技术支持。     

基于两步方差分析的弹道精度影响因素分析方法

为提高弹道精度影响因素的分析效率,提出一种两步方差分析方法。基于弹道精度指标判定标准,首先采用单因素方差分析方法,找出对弹道精度有重要影响的参数,再考虑因素间的相互作用,采用基于正交试验的方差分析方法,最终确定出影响弹道精度的最主要参数。结果表明：在保证试验结果可靠性的前提下,该方法可高效地筛选出对试验结果有显著影响的误差参数,依据显著性因子的水平和效应确定最佳水平搭配,可有针对性地进行试验筹划,大大提高了仿真试验的效率,降低了仿真验证的工作量,同时也对试验参数的优化具有一定指导意义。