二级活塞式弹射机构动态仿真与分析

运用经典内弹道和气体动力学理论，建立了二级活塞式抛放弹弹射机构的数值计算模型，对某型号二级活塞式弹射机构工作的全过程进行了模拟计算，分析了不同参数对其弹射效果的影响，计算结果与实验结果相符，为该类型系统的进一步优化设计提供了理论依据。     

两节筒航空座椅弹射机构的内弹道模型

航空座椅救生弹射弹是飞行员应急离机的理想装置.该文在枪炮内弹道的基础上,结合航空座椅弹射机构的特点,对两节筒弹射机构的内弹道模型进行了探讨,并对向上弹射和向下弹射均作了考虑,经对几种制式弹的计算,结果都十分理想.     

基于改进遗传算法的内弹道多参数符合计算

基于内弹道计算模型,分析了内弹道参数计算原理．对基本遗传算法进行了改进,使用了自适应的交叉算子和变异算子,并应用于内弹道多参数符合计算．算例结果证明该方法完全满足工程实际要求,具有收敛速度快、符合精度高的特性,是内弹道多参数符合计算的理想算法之一．     

能量因素对压缩空气弹射内弹道性能影响研究

以大口径火箭弹压缩空气发射装置为研究对象,利用理论分析,确定影响内弹道性能的能量因素,并建立了不同空气压力、不同体积以及有、无泄漏的压缩空气弹射内弹道模型。通过对流固耦合数值仿真结果的分析,得到了弹药速度与时间、弹药速度与位移、弹药加速度与时间等关系,从而分析出能量因素对压缩空气弹射内弹道性能的影响。     

光电干扰箔片抛撒内弹道研究与数值仿真

以光电箔片干扰弹抛撒为背景,提出了活塞式抛撒结构,分析系统工作原理,对内弹道特性、计算方法进行了探讨,建立了大数量光电箔片装填下抛撒过程内弹道模型,并在此基础上进行了数值仿真.运用内弹道模型首次对大数量箔片在舱体内的运动作用过程进行了研究,得出了抛撒过程内弹道特性.所提出的活塞式抛撒结构,增强了抛撒作用的可控性;内弹道模型的建立及数值模拟,为特殊装填结构发射系统的理论计算提供了新的有效途径.     

基于全膛烧蚀磨损特征的火炮内弹道仿真研究

为提高烧蚀火炮内弹道仿真精度,在文献\[1\]火炮烧蚀内弹道理论基础上,保持火药几何燃烧定律、火药燃速定律和体现起始部膛线烧蚀的弹丸起动压力方程不变,通过对变炮膛截面积、变药室容积、弹后烧蚀容积增量等全膛烧蚀磨损特征的分析和计算,建立体现全膛烧蚀的弹丸运动方程和内弹道基本方程,从而建立烧蚀磨损内弹道模型。借鉴经典内弹道诸元解算方法,导出烧蚀磨损内弹道模型解算方法。以某火炮试验数据为例进行仿真烧蚀磨损内弹道计算,仿真结果表明：初速仿真值与试验值误差为0.9%,能够满足火炮工程实践3%的仿真误差要求;仿真精度优于文献\[1\]的火炮烧蚀内弹道方法,证明了所建立的烧蚀磨损内弹道模型和诸元解算方法是正确的,可用于烧蚀磨损火炮身管寿命预测。     

抛放弹机构弹射-回收过程仿真

本文建立了采用气体驱动弹射-回收的抛放弹弹射机构的数值计算模型,用经典内弹道和气体动力学理论分析了火药弹燃烧、弹射活塞完全推离悬挂物(导弹或炸弹)并回缩到初始状态的整个过程.给出了对某型号挂弹钩的实例计算,计算结果与试验结果基本相符.最后简要讨论了不同参数对弹射效果的影响.本文所建立的计算模型为该种弹射装置的优化设计奠定了基础.     

固定鸭舵式弹道修正弹二体系统建模

固定鸭舵式二维弹道修正弹修正组件相对弹体具有不同的滚转角速度,传统6D弹道模型不能有效描述弹丸的运动特性和规律。针对该问题,在修正组件和弹体无气动耦合的假设下,研究了修正组件、弹体的运动与弹丸运动的关系,分析了弹丸飞行过程中两刚体间的相互作用,综合两刚体的运动学和动力学方程建立了7D弹道模型。针对某型尾翼稳定弹建立了仿真模型,并对不同面积、不同舵偏角、不同修正组件质量3种状态进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型可有效描述弹丸在飞行过程中的运动状态,且能够反映弹丸的弹道特性和运动规律。该模型可用于该型弹丸的弹道解算,并为该类弹丸的研究提供依据。     

基于AUTODYN的压缩空气弹射内弹道研究

以超近程防御武器系统压缩空气发射装置为背景,利用流固耦合软件AUYTODYN建立了不同空气压力、不同泄流面积、不同内弹道长度下的压缩空气弹射内弹道模型,通过对模型流固耦合数值仿真结果的分析,得到了弹药速度与时间、弹药速度与位移、弹药速度与空气压力、弹药加速度与时间的关系,并在此基础上确定了发射装置所用的压缩气体的体积与压力以及发射管的内弹道长度。     

存在侵蚀燃烧的发射药高、低温内弹道性能研究

为研究存在侵蚀燃烧的发射药高、低温内弹道性能,分析了发射药初温变化引起的火药热焓变化及对侵蚀燃烧的影响,修正了常温发射药的侵蚀函数,得到了高、低温多孔药燃速的数学表达式,建立了多孔发射药高、低温内弹道数学模型。应用该模型对某大口径舰炮高、低温内弹道进行仿真,计算结果和试验值一致性较好。通过对比仿真研究可得结论:考虑火药热焓变化对侵蚀燃烧影响的多孔发射药高、低温内弹道仿真结果更接近试验值。     

基于多燃气动力的水下变深度发射内弹道

为研究水下变深度发射导弹的内弹道问题,通过由多个燃气发生器组成的弹射动力系统,建立了水下发射的内弹道计算模型,介绍了可同时满足多种深度发射的内弹道仿真方法,进行了仿真计算。结果表明:在20～60 m的深度范围发射,可以通过调节3个燃气发生器的点火时序,得到18.9 m/s±3.4 m/s的出筒速度调节范围。由多燃气发生器组成的弹射动力系统是解决变深度发射导弹的有效途径。     

外置蓄能式鱼雷发射装置发射过程流场仿真

为了研究外置蓄能式鱼雷发射装置在发射过程中的内部流场特性,建立了该鱼雷发射装置的二维轴对称流场模型,基于一维数值仿真和流场仿真联合求解的方法数值研究了该鱼雷发射装置的内部瞬态流场,对发射装置内部流体的压力场和速度场、蓄能系统内部与发射管内部流体压力变化进行了仿真,并对仿真过程中鱼雷表面的受力情况进行了监测。分析了仿真结果,结果表明,由发射过程流场仿真获得的鱼雷内弹道结果与内弹道数学模型计算结果基本相同,所建立的发射过程流场模型基本正确。     

子母弹中心燃气式抛撒定容阶段试验及仿真

为研究子母弹中心燃气式抛撒过程中推弹装置在由定容向变容阶段转换瞬间的受力状态对子弹最终抛速和姿态的影响,设计了中心燃气式抛撒定容阶段试验装置; 建立了燃气发生器内的零维火药燃烧模型和推弹装置内定容流场的二维两相流模型。数值仿真结果与试验结果的对比分析验证了模型的可行性; 分析了不同的燃气发生器小孔分布和几种扰流装置对推弹装置受力状态的影响,结果表明:改变小孔分布使边界所受合力矩呈振幅衰减的周期性振荡,造成子弹抛撒姿态的不确定性; 不同类型、不同大小和位置的扰流机构对抛撒性能有重要影响。     

基于NSGA-Ⅱ算法的埋头弹药内弹道性能优化

针对埋头弹药内弹道性能优化问题,将改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)应用于内弹道数学模型,优化装填参数以提高埋头弹内弹道性能。建立一维两相流模型模拟弹丸膛内运动过程,在此基础上采用NSGA-Ⅱ遗传算法,以弹丸炮口速度和弹道效率为优化目标,在给定最大膛压约束条件下对内弹道性能进行优化。优化结果表明弹道效率基本保持不变的同时炮口速度有所提高。为验证优化结果的适应性及有效性,采用优化后的装填参数在埋头弹火炮上进行了射击实验,结果表明弹丸炮口速度比优化前提高1.056%,在已达到内弹道设计指标前提下使初速进一步提高12.37 m/s。     

改进型实数编码遗传算法在内弹道优化中的应用

为实现内弹道装药结构的优化设计方案,提出将改进型遗传算法应用于内弹道优化数学模型.在基本遗传算法的基础上采用实数编码方式并对遗传操作进行改进,引入最优保留策略,使其更适合内弹道优化模型的复杂非线性.建立了具有代表性的某高炮内弹道装药优化设计模型,通过计算机仿真得到优化方案,并与采用模式搜索法和基本遗传算法得到的优化方案进行对比,结果表明,采用改进遗传算法进行内弹道优化是有效可行的.     

子母弹内燃式气囊抛撒内弹道建模及数值仿真

为研究子母弹内燃式气囊抛撒的内弹道过程, 探讨了内燃式气囊抛撒系统的结构和工作原理;根据内燃式气囊膨胀过程的特点,提出了气囊容积和有效推力面积的计算方法,建立了内燃式抛撒机构的抛撒内弹道模型.利用数值计算方法,获得了燃气压力、子弹速度和子弹加速度等内弹道性能曲线,并对计算结果进行了分析.数值仿真及地面试验结果验证了模型的合理性,为子母弹内燃式抛撒系统结构设计提供了理论研究方法.     

某型战术导弹弹射器的仿真研究

以某种新型的燃气式活塞弹射机构为研究对象, 运用经典内弹道学理论分析了整个弹射过程, 建立了弹射机构的数学模型, 并对该数学模型进行仿真.从仿真结果来看, 模型建立基本正确, 能够反映弹射真实情况, 对弹射器的设计有一定指导意义.     

埋头弹随行装药内弹道性能的数值分析

为研究埋头弹火炮的更优性能,基于2次点火及火药程序燃烧控制技术,建立了埋头弹固体随行装药内弹道零维模型。针对某埋头式榴弹的试验结果进行了数值模拟,获得的初速、膛压变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了加载随行装药后多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响。结果表明,在最大膛压不变的条件下,随行装药可提高炮口初速6%; 随行装药量、燃速系数及点火延迟时间三者合理优化匹配,才能实现最佳的内弹道性能。