陀螺力矩的力学实质及陀螺效应对弹丸运动规律的影响

提出了旋转稳定炮弹陀螺力矩的统一表达式，论述了其力学实质，分析了陀螺效应对弹丸运动规律的影响，讨论了传统的陀螺力矩与本文的陀螺力矩的差别及其引起的弹丸运动规律的差异。指出这种差异在大射角时是显著的，应加以考虑。     

无返回力矩擒纵机构动态特性的解析

本文重点研究了无返回力矩擒纵机构的动态碰撞特性和周期运动特性。采用振动理论中的粘性衰减自由振动的二阶线性微分方程来处理在同一直线上移动的两个不完全弹性体间的碰撞,并用等效理论建立了卡子摆和擒纵轮旋转运动的方程式,同时给出了碰撞系数与粘性衰减比之间的数学关系式。用粘性衰减自由振动来处理这一问题,可以得出清晰的物理特性。本文采用了量纲分析理论中的勃金汉(Buckingham)的π定理建立了无返回力矩擒纵机构运动系的各参数间的关系,最后推导出能反映该机构运动性能的擒纵论周期的数学表达式。本文所采用的方法与研究该机构的传统方法是完全不同的。由于作者水平所限,不妥之处请批评指正。     

齿轮传动系力矩平衡方程组

本文以研究齿轮传动系各构件运动关系为基础,对照传递单元、行星轮和离合器运动关系式和力矩关系式,建立了一种适合各种齿轮传动系,反映系统内、外和惯性载荷关系,并用简单直观、普遍统一矩阵形式表示的力矩平衡方程组。按照文章所述方法,不作任何繁琐的受力分析,可迅速建立这种方程。并且文章由力矩平衡方程组直接推出了反映外力系和系统构件运动关系的运动微分方程。由于这两种动力学方程的建立、表示和求解完全采用矩阵形式,容易编成计算机通用程序解决各种齿轮传动系有关动力学的复杂课题。     

鱼雷的水下运动分析

对于鱼雷在水下搜索段的运动过程,建立了统一的六自由度运动模型,同时对流体惯性力力矩进行了合理的引入,减小附加质量的处理难度,对方程进行了矩阵化处理后,加入了控制方程,最终得到了比较合理而简洁水下的运动模型。     

在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸运动的稳定条件

本文应用椭圆积分求解在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸平面运动的攻角微分方程,给出了六种稳定周期运动条件,分析了非线性恢复力矩对尾翼式弹丸运动的影响,最后从理论上对迫击炮弹发生近弹的原因作了初步的讨论。     

火箭运动的非线性动稳定判据

本文详细地讨论了非线性马格努斯力矩、赤道阻尼力矩和俯仰力矩对火箭运动的影响;引入非线性动稳定因子概念,并利用它给出火箭13种稳定运动的条件。本文给出的近似解析解可以作为根据射击试验测试的攻角数据求气动力系数的理论模型。     

弹丸动稳定性的物理解释

本文根据弹丸受力和运动情况,从物理意义上解释了马格努斯力矩和赤道阻尼力矩引起弹丸动不稳定性问题。     

电机加载装置

本文简要地阐明利用直流电动机作为加载装置模拟各类负载的基本原理;介绍了常用的两种类型的加载装置,即电阻耗能型和串联反电势型加载的原理控制电路。通过一个实用的典型例子,介绍串联反电势型加载控制装置的构思和工作原理。作为一个转向和转速均可变的拖动系统的加载,必须解决等效负载力矩随速度改变而变化的问题。本文着重于利用测速发电机发出的速度信号作为前馈信号,去控制等效负载力矩按各种规律变化,从而完成对各种负载的模拟。     

对弹丸膛内运动状态及其处理方法的讨论

本文给出了弹丸在膛内运动状态的判据,讨论了在各种运动状态下对弹丸运动的处理方法;导得了各种运动状态下弹丸前定心部所受炮膛接触力及其力矩的表达式。     

弹箭非线性角运动周期解稳定性分析

为了分析和计算弹箭非线性角运动周期解的稳定性,推导了弹箭的非线性角运动方程组。以某型火箭弹高原试验为例,计算了立方马格努斯力矩系数取不同值时的角运动相图和庞加莱截面图; 通过Poincare映射计算了线性马格努斯力矩系数作为分岔参数时的分岔图; 利用推广的打靶法计算了角运动周期解的幅值和周期,结合Floquet理论分析了周期解的稳定性。结果表明,在高空低密度的情况下,考虑非线性马格努斯力矩系数后,当马格努斯力矩系数达到一定范围时,火箭弹角运动由零平衡位置分岔出稳定的周期运动。     

基于等效力方法的双旋弹侧向控制力落点响应分析

为研究双旋式弹道修正弹在侧向控制力作用下弹丸的落点响应规律,实现控制力作用下落点修正量的简便计算,提出等效控制力方法。将侧向控制力对弹丸质心运动的影响分解为力的直接作用和力与力矩引起的角运动变化产生的间接影响。基于双旋弹的7自由度弹道模型,推导出受控条件下弹丸平均攻角的变化量,从而求解等效控制力,并依此推导出控制力引起的落点位置变化量的理论表达式。理论分析表明,其余参数相同时,修正距离与控制力作用点到质心的距离几乎呈正比。仿真和实验数据表明,理论公式计算的误差在10%以内。     

火箭游动发动机伺服控制中的摩擦阻尼特性研究

分析了火箭游动发动机摩擦阻尼特性对伺服控制稳定性的影响。通过伺服控制模型仿真分析,说明了等效游动发动机特性的二阶振荡环节阻尼比大小对伺服控制回路稳定裕度的显著影响。试验研究确认了某游动发动机摇摆轴摩擦力矩对稳定性的影响,得到了摩擦力矩与等效二阶环节阻尼比之间的定量关系。研究结果对于火箭游动发动机的装配力矩的量化控制和伺服机构的控制算法设计有指导意义。     

无人水下航行器外挂鱼雷武器运动矢量建模与仿真

为建立外挂鱼雷武器的无人水下航行器(UUV)的空间运动矢量模型,本文首先根据稳性计算和流体动力仿真计算,确定外挂鱼雷的最佳位置。接着基于经典的动量和动量矩定理,推导外挂鱼雷武器的UUV运动矢量模型,同时重点分析了作用在无人航行器上的流体动力和力矩,以及鱼雷对无人航行器的反作用力和力矩。并在建立的外挂鱼雷武器的UUV六自由度空间运动模型的基础上进行了仿真计算,并对仿真结果进行了分析。     

弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下运动规律研究

本文详细分析了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下所受的力及力矩，推导并获得了各力及力矩的表达式，在此基础上建立了弹箭在直升机旋翼下洗流场作用下的数理模型。通过数值仿真获得了弹箭在该下洗流场作用下的运动规律以及部分参数对弹箭运动的影响规律。研究结果为弹箭的弹道控制与修改提供了依据，具有重要意义。     

滚动再入体运动的非线性共振

本报告采用多重尺度法来分析在非线性俯仰、阻尼和马格纳斯力矩作用下滚动再入体的运动。假设这些力矩都是攻角的三次函数。本文考虑了三种情况:(1)滚动速度p接近零和远离零的轴对称体;(2)远离滚动共振(即远离章动频率ω_1)的非对称体和(3)接近滚动共振的稍不对称的物体。本文对上述三种情况都推导出能够表达章动和进动的振幅和相角随时间变化的特征方程。这些方程是取p≈0,p≈ω_1,和p≈3ω_1情况下的特殊形式。本文还研究了力矩参数和不对称程度对运动的影响,找到了导致不稳定性的这些参数的范围。对稳态运动及其稳定性的条件也进行了分析。     

转速闭锁对远程弹箭的影响

针对远程弹箭研制过程出现的飞行不稳定现象,研究了远程弹箭诱导滚转力矩与诱导侧向力矩的形成机理,推导了在诱导滚转力矩与诱导侧向力矩作用下转速闭锁与似月运动的形成条件,对转速闭锁的形成进行了数值仿真验证.结果表明,转速闭锁的存在使火箭无法达到设计转速,使远程弹箭做较长时间的大振幅锥形运动,全弹道阻力增大、射程减小,严重时会造成飞行失稳.通过减小诱导滚转力矩和发射初始扰动、适当增大导转力矩等方法可对其进行抑制.     

在弹道直线段上仅考虑非线性静力矩时弹丸的非线性运动

本文在仅考虑正弦静力矩和三次方静力矩的特殊情况下导出了在弹道直线段上弹丸非线性运动的解析解,得出了运动稳定的条件,分析了弹轴运动的规律,并将非线性运动与线性运动作了对比。从中可以看出非线性运动的几个主要特点,即线性运动攻角可用圆函数表示而非线性运动攻角必须用椭圆函数表示,非线性运动的稳定性和周期与起始条件有关,并且存在极限运动。     

用ISAR改进雷达角分辨力的研究

本文讨论了利用目标运动而等效天线口径增大。从而减小等效波束宽度，提高目标分辨能力的方法，进行了理论和计算机仿真分析。探讨了等效天线口径的增大和探测目标的次数对雷达角度分辨的影响。认为在一定的条件下。可以得到比较好的分辨效果。     

基于干扰观测器的导引头伺服控制律设计

导引头伺服系统是一种高精度伺服系统,工作过程中易受到摩擦力矩、风阻力矩等干扰。为提高伺服系统抗干扰性能,保证系统跟踪精度,提出一种将干扰观测器与反步法相结合的复合控制方法。该方法将干扰力矩未精确建模部分等效为外界集总干扰,采用干扰观测器来观测出系统中的等效干扰并在自适应反步控制律中进行补偿,实现对参考指令的跟踪。仿真结果表明,所提出的方法可以快速实现对参考指令的跟踪,提高了系统的抗干扰能力,可有效抑制导引头伺服系统中的干扰。     

自行高炮射击线稳定系统动力学建模与仿真

根据自行高炮(SPAA)射击线稳定系统机械结构特点,以力矩电机直接驱动方式下轴间力矩特性为主要研究对象,应用动量矩定理及矢量叠加原理,系统地建立了SPAA射击线稳定系统的牛顿—欧拉动力学模型,对车体运动和射击冲击扰动条件下炮塔回转轴和火炮俯仰轴的动力学特性进行了仿真。仿真结果表明:车体运动对炮塔回转体的交叉耦合力矩为炮塔回转体受到的主要干扰力矩;方向轴控制力矩和俯仰轴干扰力矩随着射角增大而增大,高射角下的惯性力矩使方向轴控制力矩增加的速度更快;俯仰轴干扰力矩和低射角下的方向轴干扰力矩为相应轴控制力矩的主要组成部分。研究结果为SPAA射击线稳定系统的设计提供了依据。