非致命防暴弹外弹道仿真

研究防暴弹外弹道性能优化设计问题,现有的防暴弹外弹道模型缺乏准确性,为提高准确性,提出合理假设和简化处理,改进原有榴弹低速低伸外弹道模型,建立更适合于防暴弹的外弹道模型;利用SIMULINK仿真工具对38mm防暴弹两种设计方案进行外弹道仿真,并将仿真结果与实弹测试进行对比分析,从而选择具有射程远符合设计指标的方案.结果表明:改进优化后的外弹道模型对一般防暴弹具有普遍适应性,为防暴弹设计阶段不同方案的选择提供参考.     

基于执勤专用枪的防暴动能弹内弹道仿真研究

针对部队在执勤中枪支管理难的问题,结合无管发射式防暴动能弹的特点,提出了执勤专用枪这一全新概念;在内弹道过程分析及数值计算的基础上,利用MATLAB语言仿真技术进行编程测试,对其内弹道模型进行数值模拟仿真,根据仿真曲线分析了该弹弹丸内弹道运动规律、各项指标之间的相互关系及影响各项指标的因素,仿真结果表明,弹筒内最大压力、弹丸出口速度、管口压力、火药燃烧相对结束位置等指标均符合设计要求,保证了弹体设计符合理论设计要求。     

火箭防暴弹发动机的内弹道解析

研究防暴弹发动机燃烧室优化控制问题,为了实现对火箭防暴弹发动机燃烧室内压强的控制并确定其影响因素,解决燃烧室内各点压强分布不均衡的问题,提出了阶段分析法,并引用“零维”压强这一概念,在选用“零维”内弹道模型的基础上,采用龙格库塔法,利用MATLAB语言仿真技术进行编程测试,对“零维”条件下的内弹道进行数值仿真,并将模拟结果与实验结果进行分析比对,验证了内弹道模型和仿真结果的正确性,得出了在发动机工作过程中,燃烧室内压强随时间的变化规律,明确了影响压强的各个因素,为固体火箭发动机内弹道性能研究以及外弹道的计算提供了理论依据.     

防暴武器内弹道仿真计算软件研究

为了提高防暴武器内弹道计算精确性,在阐明97式18.4mm动能痛块弹的结构组成及发射原理基础上,结合经典内弹道和准两相流内弹道方程建立了相应内弹道模型,通过对数值模拟得到的发射过程最大膛压和弹丸初速的误差分析,修正了内弹道模型次要功系数,使模型更接近真实情况;进而利用M语言及VB6.O编制了防暴武器内弹道仿真计算软件,可简便实现防暴武器内弹道的快速、精确计算.     

防暴弹投射可视化方法研究

在关于非致命性防暴弹投射培训系统的设计中,需研究防暴弹飞行视景仿真问题.由于防暴弹飞行不规则,并且具有刺激性,目前还没有防暴弹虚拟训练系统.为解决防暴弹投射全程动态真实性效果问题,提出一种基于粒子系统的弹丸飞行可视化仿真方法.借助于粒子生成、遍历以及消亡等动态特性,建立防暴弹飞行仿真模型,解决了场景中的粒子优化、拓扑结构控制等关键技术,实现了在虚拟环境下防暴弹飞行的实时渲染.实验结果表明,改进方法可行,且计算量少、可视效果好,能够为后续研究提供技术支持.实验证明,上述方法具有很高的通用性,也可为非致命弹的设计提供参考依据.     

警棍发射式防暴动能弹的设计与仿真

为了提高警棍发射式防暴动能弹的非致命性终点弹道效能,传统火力实验缺乏科学性计算,不能满足非致命性弹道效能。分析动能弹弹丸的外弹道过程,结合动能弹弹丸的特征量,提出建立和推导出动能弹弹丸的外弹道方程,然后根据外弹道模型,与防暴弹非致命损伤标准进行对比,确定警棍发射式防暴动能弹丸的出口初速与非命性终点弹道效能的关系。利用MATLAB软件进行编程测试,对动能弹外弹道特征进行仿真,结果表明,对一般防暴动能弹丸具有普遍适应性,并为其它枪发式防暴弹和非致使性弹药的研发提供了参考和借鉴。     

二维弹道修正弹静态侧向气动特性仿真研究

为研究差动舵位于攻角平面内时旋转稳定二维弹道修正弹的侧向气动特性,基于雷诺平均Navier-Stokes方程,采用有限体积法、SLAU2计算格式和标准可压SA-noft2湍流模型,建立了一套数值计算方法,并通过M910子母弹对方法进行了验证.通过对不同攻角下"+"形修正组件布局的二维修正弹进行仿真,得到了侧向气动力和力矩随攻角的变化关系,分析了修正组件对局部流动和弹丸表面压力系数分布的影响规律.结果表明,在有攻角的情况下,差动舵能使空气产生侧滑角的效果,形成侧向效应,侧向力和力矩随攻角呈线性关系.静态侧向力矩与动态侧向力矩量级相,方向由迎风区鸭舵造成的偏流所主导.     

防暴水炮刺激剂破碎仿真研究

研究非致命性武器防暴水炮问题,刺激剂破碎雾化后能提升防暴水炮的作战性能.对防暴水炮进行研究能较清晰地看到刺激剂的破碎过程,为有利于进行破碎机理分析,提出采取大涡模拟(LES)和流体体积函数(VOF)相耦合的方法对气液两相流场在Open FOAM平台上进行仿真.仿真结果表明:初始扰动使液体表面产生不稳定波,随着扰动加剧,不稳定波迅速增长,并最终导致了液体的破碎.用不稳定性理论表示液滴的破碎参数,证明KH-RT模型能较好地实现防暴水炮气液两相流的破碎过程.     

一维弹道修正弹射程扩展量计算及计算机仿真

为提高炮弹密集度,一维弹道修正弹采用增阻方式对射程进行修正,在射击距离的基础上增加射程扩展量确定瞄准射程,计算射击诸元,确定最佳射程扩展量对提高密集度具有重要意义。建立了射程扩展量计算模型,提出了当可靠性较低时对射程扩展量进行系数修正的观点,进行了仿真计算,得出了最多平均命中弹数与目标纵深、可靠度和修正系数的关系。研究成果可以为一维弹道修正弹射击诸元的计算提供参考。     

脉冲防暴水炮运动参数仿真研究

研究增大脉冲防暴水炮的有效射程问题,脉冲防暴水炮是用于处置群体性骚乱事件的大型非致命武器装备,在实战中发挥了重要作用。为改善防暴水炮射程和刺激剂雾化效果,就需要对脉冲防暴水炮的运动参数进行优化设计。通过建立数学模型,然后运用FLUENT流体仿真软件进行运动仿真,最后结合Tecplot后期处理软件的分析,得出了初始压力、初始水量、初始射角等运动参数对水炮射程及雾化效果的影响。在综合各种因素的基础上选择出最佳初始压力和最佳水量,仿真效果比较有效,为设计提供了依据。     

动能橡胶圆球弹优化选择及外弹道仿真

为了为某型动能防暴发射器选择最优橡胶弹丸,建立了橡胶圆球弹外弹道模型,从国内外典型橡胶圆球弹的大小、空气阻力对弹道的影响和终点效应三方面分析了对橡胶圆球弹选择的影响,利用MATLAB仿真软件计算了8 mm、10 mm、15 mm3种直径不同质量条件下的空气阻力对弹道的影响、最大射程、终点速度、飞行时间、动能和比动能;重点分析比动能和K值对弹道特性及终点效应的影响,通过分析和比较,得出了直径为10 mm,质量为2 g的橡胶圆球弹最适合作为某型动能防暴发射器的战斗弹丸;通过分析直径10 mm,质量2 g的橡胶圆球弹不同发射角度情况下的弹道特性和终点效应,结果表明,该橡胶圆球弹存速能力强,发射距离远,安全性高,为某型动能防暴发射器的弹丸制造提供了理论支撑。     

一种大口径身管内弹道目标速度修复方法

在管状结构内,身管、管内运动目标、反射板和毫米波干涉仪等多目标的强烈联合振动使得利用毫米波干涉仪测试获得的目标运动速度曲线出现多段缺失,影响了管内运动目标速度测量。针对该问题,提出了一种基于阈值判别和粒子滤波优化的大口径管状结构内目标速度修复方案,该方案是在对实际信号的小波去噪预处理上,通过短时傅里叶变换（STFT）进行时频分析,得出速度曲线,针对速度曲线的多段缺失采用阈值判别法进行初步修复,再利用粒子滤波进一步修复与优化。实验结果表明,提出的方法能够有效解决目标速度缺失现象,实现大口径身管内目标速度有效测量,并且能适应处理多种速度级别的雷达信号。     

一维弹道修正弹飞行稳定性研究

为分析一维弹道修正弹阻力片不同修正能力下,其打开后对弹丸飞行稳定性的影响大小,以某型100 mm一维弹道修正弹为研究对象,运用Simulink软件建立了6自由度刚体弹道模型,通过设置不同仿真条件,利用阻力片打开后弹丸攻角变化、陀螺稳定性判据、动态稳定性判据判断弹丸飞行稳定性;求出了在阻力片分别产生原来弹丸阻力系数3倍、4倍、5倍阻力下,为保证弹丸飞行稳定应控制阻力片打开后产生的新的静力矩的极限值应分别小于原弹丸静力矩的3倍、3.5倍、4倍;通过研究阻力片打开时间对弹丸飞行稳定性的影响,结果表明,阻力片打开时间越晚其对弹丸飞行稳定性的影响越大;分析了阻力片一定修正能力下,以不同射角射击时为保证阻力片打开后弹丸飞行稳定性,阻力片最晚打开时间。     

子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程仿真

在子母弹翻转速度优化控制的研究中,提高子母弹抛撒过程中子弹的翻转角速度有利于子弹在复杂的激波场中顺利抛出.对于中心燃气式抛撒,一般通过增加扰流板调节子弹翻转角速度,即增加了抛撒系统的复杂程度又提高了系统的附加质量.现提出一种通过改变燃气发生器小孔轴向分布位置,调节子弹翻转角速度的方法.对抛撒内弹道过程进行了仿真计算,仿真与测试结果基本一致.得到了小孔位置变化对子弹翻转角速度的影响规律,并分析了角速度的产生机理.仿真结果表明,合理选择燃气发生器的小孔位置有助于提高子弹的翻转角速度,分析结果可作为中心燃气式抛撒机构的设计参考.     

燃气弹射内弹道二维数值仿真软件开发

以燃气式弹射器为研究对象,对燃气弹射器建立二维内弹道数学模型.在.net平台下设计研发了可视化编程软件完成了对零维内弹道数学模型、二维内弹道数学模型数值仿真计算集成,侧重于二维内弹道数学模型仿真,其核心是运用C#语言对Fluent进行二次开发.工程人员在自定义GUI界面进行参数设计,集成软件就可以研究不同配比条件下,压力、速度、温度等流场数据.节省了工程人员大量的时间去掌握研究背景以及Fluent软件的参数设置界面,很大程度上提高了科研人员的工作效率,适合做重复性实验研发,为燃气流场参数的预估和试验测量提供理论和技术支持.     

超高速鱼雷弹道视景仿真研究

超高速鱼雷运用超空泡减阻技术,以极高的速度带空泡航行,破坏威力巨大,但限于技术原因,难以直观感知其实航全弹道.采用视景仿真技术开发了超高速鱼雷弹道视景仿真系统,对超空泡的生成、发展和振荡状态进行了直观的描述,揭示了超高速鱼雷的作战使用方式和战术弹道,生动展现了超高速水下航行器的速度和破坏威力;该系统还可用于再现航行试验过程,对于试验数据理解和故障分析具有实用价值;本系统已成功应用于超高速鱼雷弹道演示和数据分析,效果良好.