无伞双翼末敏弹稳态扫描段受力分析

为研究无伞双翼末敏弹的运动规律,针对无伞双翼末敏弹弹体结构不对称、质量分布不对称的特点,建立了相应的坐标系,给出了相应的坐标转换矩阵,分析了作用在其上的所有力和力矩,推导出了各力和力矩的表达式.以某组气动参数和结构参数为例,采用所建的力和力矩模型进行弹道计算,可以形成稳态扫描运动.表明所建模型是正确的,可用于指导该类末敏弹的总体设计.     

S-S双翼末敏弹气动外形优化设计

为获得S-S 型双翼末敏弹最佳尾翼气动外形,基于计算流体力学和正交试验方法,以S-S 型末敏弹模型的气动参数为源数据,对尾翼弯折面积和弯折角两因素组合进行优化设计,得到了此类型末敏弹尾翼参数对气动特性影响的主次关系,并提出了满足最大阻力系数和最大极阻尼力矩系数的末敏弹尾翼结构。结果表明:优化所得气动结构比优化前模型阻力系数提高7. 11%,极阻尼力矩系数提高15. 77%。高塔自由飞行试验结果显示:优化所得气动外形末敏弹落速为30. 0 m/ s,转速为11. 5 r/ s,下落过程中落速和转速及扫描角保持稳定,满足稳态扫描的要求。     

双翼型无伞末敏弹稳态扫描运动数学模型

双翼型无伞末敏弹的运动过程存在强非线性、大攻角、有奇异点等现象,用欧拉角方程描述双翼型无伞末敏弹的角运动学方程时可能会出现奇异点而导致退化,针对此问题,采用四元数表示双翼型无伞末敏弹的欧拉角和欧拉方程,建立了其稳态扫描运动的数学模型,并对稳态扫描运动进行了数值计算.结果表明,基于四元数法的弹道数学模型能够正确地反映双翼型无伞末敏弹的稳态扫描运动规律,形成所需要的扫描运动轨迹,在计算过程中不会出现奇点而发散,该动力学模型可以用于无伞末敏弹大幅度姿态运动的总体设计等研究中.     

无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响

为认清无伞末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标,如扫描角、扫描速率、扫描范围等的影响,通过四元数方法,建立了无伞双翼末敏弹的运动方程,对其稳态扫描阶段进行了数值仿真与分析。结果表明:相比于传统的欧拉法,四元数方法可避免数值仿真的退化,优化稳态扫描仿真结果;末敏弹翼片的安装角对扫描角、扫描速率、扫描间距有着重要影响;随着安装角的增大,扫描角和扫描间距逐渐增大,当扫描角过大时,末敏弹将出现失稳现象。该文研究有助于认清末敏弹的稳态扫描原理,对今后的工程试验具有重要的指导意义。     

SC型双翼末敏弹尾翼结构方案设计

为寻求SC型双翼末敏弹实现稳态扫描的最佳气动外形,运用计算流体力学方法建立了SC型末敏弹的气动特性仿真模型,基于正交试验法对SC型尾翼末敏弹的翼片结构参数进行了优化设计。分析了尾翼面积、弯折角对SC型末敏弹气动特性的影响规律,得到了尾翼参数对双翼末敏弹阻力系数和极转动力矩系数影响的主次关系。在此基础上分析得到一种可以同时满足大阻力系数和大极转动力矩系数的末敏弹气动外形结构。优化结果显示,优化模型阻力系数较优化前增加5.14%,极转动力矩系数增加4.53%,高塔试验表明优化模型双翼末敏弹能在下落过程中保持稳定。研究方法和结果可为双翼末敏弹的气动布局和优化设计提供参考。     

质量分布特性对无伞末敏弹扫描特性的影响规律

为探讨无伞末敏弹的质量分布特性对其扫描特性的影响规律,在分析质量分布非对称力学表示方法的基础上,建立了考虑质量分布非对称时的弹丸动力学模型,编制了模型的仿真计算软件。以某型非对称末敏弹的结构参数和气动参数为依据,仅改变质量分布特性参数进行数值积分计算,得到了扫描转速、扫描角与横向、纵向转动惯量比以及与动不平衡角之间的关系,为通过调整质量分布参数来调整扫描参数提供了依据。     

蒙特卡罗法在仿真末敏弹发射中的应用

文中采用蒙特卡罗法对母弹在发射过程中产生的散布情况进行了分析计算,指出了开舱点位置应落在一个椭球内,并给出了改变椭球大小引起开舱点位置落在椭球内的变化规律.     

单翼末敏弹扫描运动研究

稳态扫描技术是末敏弹系统研制过程中的关键技术之一.本文在分析末敏弹现有稳态扫描技术优缺点的基础上提出了一种新的技术,即用端部配重的单侧翼,也即用人为的子弹质量和空气动力的强非对称实现稳态扫描.分析了此种末敏弹系统的受力情况,建立了系统的二体运动模型,并详细讨论了此模型中约束力及约束力矩的消元化简方法,推导出了适于上机编程的标准形式的方程组,并用其编制了诸元计算程序.程序算例表明这种结构可以实现稳态扫描并用作稳态扫描装置,该动力学模型可以用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中.     

柔性单翼末敏弹扫描运动研究

使用一个端部配重的单侧翼,以提供强非对称的气动力矩而导旋的单翼末敏弹系统,越来越受到各国末敏弹研制者的重视.在这种系统中,单翼的柔性变形是客观存在的.在小变形的假设下,分析了系统的受力情况,建立了系统的7自由度模型.程序算例表明,这种柔性结构可以实现稳态扫描,因此该模型可用于末敏弹总体及其稳态扫描装置设计的研究中.     

用容积阻力系数评价超空泡减阻能力的研究

在水下高速航行的空化器尾部的低压区会形成空泡。文中利用二维轴对称模型,对5种不同空化器下的超空化流动进行了数值模拟。提出了容积阻力系数的方法来判断不同空化器的减阻能力,利用数值方法获得了几种空化的容积阻力系数,获得了其随空化数的变化规律,并拟合成了代数公式。文中结论可供超空泡航行体的研究与设计参考。     

底凹装置对弹丸阻力系数的影响

为增大射程、增大弹丸的破坏威力和提高射击精度,采用Fluent软件研究底凹装置对弹丸阻力系数的影响。以某122底凹榴弹为例,利用UG建立122 mm普通榴弹和122 mm底凹榴弹的三维立体模型,并分别在不同马赫数和不同底凹深度条件下对其进行仿真对比分析。结果显示,当马赫数小于1时,阻力系数减小百分比最大,并且在底凹深度为100 mm时,弹丸具有最佳的减阻效果。仿真结果表明:底凹装置对弹丸有一定的减阻增程效果,在亚音速情况下效果最为明显;而增大底凹深度能增大减阻效果,但底凹深度有一最佳值。     

基于遗传-最大似然方法高速旋转弹丸阻力系数辨识

为了进一步提高高速旋转弹丸气动参数辨识技术的精度,为射表编制、弹箭飞行控制技术等提供更加可靠的基础数据,对参数的可辨识性问题进行了理论上的定量分析,利用遗传-最大似然方法,通过弹丸空中自由飞行的速度数据对零升阻力系数进行了辨识。通过仿真实验对算法的精确性和可靠性进行了充分的验证。用该算法对实际飞行数据进行了处理,得到了较为精确的弹丸零阻系数,并应用于工程实际问题,分析了仿真实验和实际实验的数据。结果表明,该算法具有较高的数据辨识精度并能有效地解决实际工程问题。     

基于神经网络算法的弹丸阻力系数辨识

为了解决传统辨识方法在应用于弹丸气动参数辨识时所存在的建模误差问题,基于极大似然准则,采用神经网络-牛顿法,对无控旋转弹丸的飞行状态数据进行处理,提取出其零升阻力系数。仿真结果表明,该算法具有较高的辨识精度和可靠性。基于实测数据,采用该算法和应用已成熟的扩展卡尔曼滤波算法进行辨识。结果表明,神经网络算法的前期辨识精度较高,但中期误差较大,而扩展卡尔曼滤波的前期精度较差,故可结合二者的优点有效地解决工程实际问题。     

弹丸阻力系数辨识模型

采用阻力系数多段样条描述法和非常规炮弹弹道数学模型,建立弹丸阻力系数辨识模型.阻力系数辨识程序通过其数学模型,用雷达测速、气象和其它初始参数,多段样条提取阻力曲线,以及从亚音速到超音速拟合阻力曲线来辨识弹丸的阻力系数.     

基于弹丸图像的末敏弹阻力系数计算方法

针对末敏弹气动特性研究中风洞试验费用高,传统弹道靶仪器需多次试验才能得到完整数据的问题,提出了一种基于高速录像拍摄的序列图像处理技术的末敏弹阻力系数计算方法。利用Surendra背景更新算法获得视场背景,通过将当前帧与背景作差,并引入适当的容差,对差值图像进行去噪处理,得到末敏弹弹道数据点。结合末敏弹弹道模型,用最小二乘法拟合时间弹道数据,计算得到末敏弹阻力系数。试验表明:利用该方法进行末敏弹阻力系数计算简单快速有效,计算结果精度高,与试验结果误差在2%以内。     

可控阻力系数的一维弹道修正机构设计

为了实现准确控制阻尼片面积达到准确控制弹道修正弹的阻力系数的目的,文中设计了一种新型可控的增加阻力式弹道修正机构.在用ADAMS软件验证机构的可实用性后,用Fluent对该榴弹进行了气动特性仿真.并利用质点弹道方程程序估计了其修正量[3].仿真结果表明这种阻力修正机构可以准确控制阻力系数,增阻效果明显,修正量满足需要.     

履带装甲车辆空气阻力系数试验测定

针对高速履带车辆空气阻力系数不准确、影响机动性能计算的问题,开展了履带装甲车辆空气阻力系数测试研究.利用相似性理论,对多种履带装甲车辆微缩比例模型开展风洞试验,获得不同类型履带装甲车辆的空气阻力系数值.结果表明:履带装甲车辆空气动力学设计中,主战坦克空气阻力系数可选择0.92,自行火炮类型车辆空气阻力系数可选择0.99...     

可控阻力系数的一维弹道修正机构设计

为了实现准确控制阻尼片面积达到准确控制弹道修正弹的阻力系数的目的,文中设计了一种新型可控的增加阻力式弹道修正机构.在用ADAMS软件验证机构的可实用性后,用Fluent对该榴弹进行了气动特性仿真.并利用质点弹道方程程序估计了其修正量[3].仿真结果表明这种阻力修正机构可以准确控制阻力系数,增阻效果明显,修正量满足需要.