基于ADAMS的无人机零长发射动力学仿真及分析

针对无人机零长发射系统研制需要,以无人机零长助推火箭发射段为主要研究对象,利用ADAMS建立了无人机发射动力学仿真模型,分别对质心偏心和助推火箭推力偏心工况进行动力学仿真,获取了发射过程中无人机质心位移和角度的变化规律,分析了无人机与发射架的安全距离.结果表明:无人机质心偏心和推力偏心影响其运动姿态,且推力偏心的影响更明显,无人机在发射过程中能够安全离开发射架.     

某弹丸发射安全性仿真分析研究

为评估某弹丸的发射安全性,基于非线性有限元方法建立精确的弹丸发射系统动力学分析模型.对比分析仿真结果和试验数据,基于上述动力学分析模型,研究发射过程中弹丸质量偏心、推力偏心以及滑块与导轨之间间隙对弹丸横向过载的影响.仿真结果表明:在发射过程中,弹丸质量偏心、推力偏心越大,弹丸横向过载越大,发射系统安全性越差;滑块与导轨之间的间隙越小,弹丸在导轨内的碰撞越剧烈,发射安全性越差.     

导弹冷弹射过程建模及动力学仿真研究

利用数值模拟方法研究导弹冷弹射过程的动力学特性及技术可行性。基于地面气源向发射筒供气推动导弹出筒的冷弹射原理,并借助于虚拟样机技术及有限元方法,在Adams/View中建立单发防空导弹弹射过程刚柔耦合动力学模型。以导轨和滑块配合间隙及风速为变量进行仿真,得到了发射筒振动和导弹扰动情况的动态数据以及不同间隙和风速对导弹离筒姿态的影响。结果表明,风速对导弹冷弹射有较大的影响,合理的配合间隙有利于导弹冷弹射出筒。     

上浮式水面发射筒弹射内弹道特性

为研究新型上浮式水面发射筒弹射内弹道特性及其影响因素,采用Realizable k-ε湍流模型、Mixture多相流模型以及动态分层技术,建立考虑上浮速度影响的弹、筒弹射模型。对弹筒模型在水面与地面上的弹射过程分别进行数值模拟,对比分析二者的内弹道性能与筒内流动变化规律,并研究发射筒出水速度对水面发射内弹道性能的影响。对比结果表明,水面发射的弹、筒相对运动快于地面发射的相对运动,使得水面发射的燃气做功用时比地面发射的用时少14%,水面发射弹体受到的最大载荷比地面发射小20%;由于水面发射中发射筒具有相对较高的设定出水速度,水面发射弹体的出筒速度大于地面发射的出筒速度。流动分析表明：在设定的出水速度条件下,水面发射过程中燃气不会直接与水面发生作用,无相变耗能过程。影响因素分析表明,在安全发射条件下,出水速度主要通过改变水对筒的作用力来影响弹、筒的相对运动速度,但燃气对筒的作用力远远大于水对筒的作用力,使得出水速度对弹、筒相对运动的非线性影响几乎可以忽略,出水速度的改变几乎不会影响弹体的出筒速度增量。     

压缩空气弹射系统内弹道特性

为分析压缩空气弹射系统内弹道特性,以压缩空气弹射装置为研究对象建立弹射过程内弹道数学模型。通过数值计算,分析发射阀全开时间、发射阀最大流通面积和低压室初始容积对内弹道特性的影响规律。结果表明：发射阀全开时间越短,弹射总时间越短,弹体出筒初始速度越高,弹体过载也越大;在一定范围内,随着发射阀最大流通面积增大,弹射总时间变短,弹体初速度增高,弹体过载变化越平缓,但发射阀最大流通面积对弹体最大过载影响较弱;低压室初始容积对弹射行程和弹体出筒初始速度影响较弱,对弹射初期弹体过载影响较大。     

机载武器发射系统刚柔耦合动力学仿真

为了研究某空空导弹内埋弹射发射系统结构参数对其发射分离参数的影响,针对多刚体模型不能准确仿真发射过程中发射俯仰角速度存在强烈柔性波动效应的问题,基于刚柔耦合多体动力学理论,建立了某空空导弹发射系统刚柔耦合动力学仿真模型;采用该模型对发射系统的导弹发射分离参数进行仿真,详细讨论了导弹重心、弹射发射行程、结构刚度等设计参数对导弹发射分离角速度的影响;发现导弹重心位于垂直作动筒作用点后,4根同步杆和4个转动臂需保证较好的刚度,且发射行程不超过350 mm时,导弹弹射分离角速度不会产生抬头效应,发射安全性较好。     

多级气动液压弹射装置建模及性能研究

分析气动液压弹射方式的两种弹射装置类型,研究一种以压缩空气为动力源、油液为传动介质,且具备油液自缓冲结构的多级气动液压弹射装置的弹射性能。针对弹射过程中气腔气体复杂多变过程、封闭油腔油液流动非线性、多级缸运动关系的不确定性及油液缓冲结构,结合真实气体热力学效应,推导封闭油腔油液的压力动态变化模型及多级缸动力学非线性模型,建立描述多级气动液压弹射过程的数学模型;通过数值求解方法,分析该多级气动液压弹射缸的运动规律及弹射性能。研究结果表明：该多级气动液压弹射缸建压过程迅速,并能在0.2 s内以2.4 m有效弹射行程,将重1.5 t负载加速至19 m/s,弹射最大过载不超过16 g,且相邻两级缸的相对速度不超过15 m/s. 分析气动液压弹射方式的两种弹射装置类型,研究一种以压缩空气为动力源、油液为传动介质,且具备油液自缓冲结构的多级气动液压弹射装置的弹射性能。针对弹射过程中气腔气体复杂多变过程、封闭油腔油液流动非线性、多级缸运动关系的不确定性及油液缓冲结构,结合真实气体热力学效应,推导封闭油腔油液的压力动态变化模型及多级缸动力学非线性模型,建立描述多级气动液压弹射过程的数学模型;通过数值求解方法,分析该多级气动液压弹射缸的运动规律及弹射性能。研究结果表明：该多级气动液压弹射缸建压过程迅速,并能在0.2 s内以2.4 m有效弹射行程,将重1.5 t负载加速至19 m/s,弹射最大过载不超过16 g,且相邻两级缸的相对速度不超过15 m/s.     

自适应底座悬垂弹射过程附加载荷分析

发射车悬垂弹射过程中初容室自适应底座与场坪之间传递弹射载荷时产生较大的附加载荷,附加载荷作为发射平台重要的初始设计参数,会引起发射筒、底盘车架等结构受力的变化.利用有限元软件ABAQUS建立底座的有限元模型,重点解决自适应底座超弹性材料的本构关系、大位移、接触问题等非线性问题；通过与试验数据的对比分析,验证仿真结果的有效性,并给出发射平台弹射时附加载荷的预示,为发射平台总体及关键结构设计提供载荷依据.     

无人机发射技术及其发展

介绍了无人机的滑跑起飞、火箭助推发射、弹射起飞、空中投放和垂直起飞等发射方式,特别对电磁弹射、燃气弹射和垂直起飞等新型发射方式的特点及关键技术进行了着重阐述,并对不同发射方式的发射过程、优缺点和应用领域进行了比较分析,为无人机设计时发射方案的选择提供了一定参考。     

弹射式导弹发射对超音速飞行载机的动力学影响

在载机超音速飞行发射导弹时载机通过弹射装置施加在导弹上的弹射力大且作用时间短,对载机的扰动较大,会影响到载机和导弹的安全分离.为了研究该扰动下载机的动力学响应,建立了载机的作超音速自然飞行的动力学模型,并验证了该模型的合理有效性,同时设计了一套弹射式发射架.研究结果表明弹射力对载机的运动有一定影响,但是对导弹的出舱速度影响显著,载机对弹射架位置的变化动力学响应明显,多刚体的弹射系统能够按要求发射导弹.     

某箱式多管火箭炮自动装填装置设计

文中以某箱式多管火箭炮为结构基础，设计了一套火箭弹自动装填装置，该装置利用电液比例阀及两个行程开关进行液压缸二次制动定位控制，从而获得了装填运发箱的高精度开环位置控制，并最终实现了箱式火箭炮的自动装填，同时大大提高了装填速度、且具有运行平稳以及能够抵抗振动和摇摆等特点。     

潜载导弹水下弹射筒口气泡数理模型

潜载导弹水下弹射产生的筒口气泡载荷对水下发射安全有着重要影响.围绕潜载导弹水下弹射筒口气泡膨胀降压和收缩增压的物理机制,建立筒口气泡载荷发展变化的数理模型,为气泡载荷特性分析提供有效途径.数理模型利用不可压缩势流模型描述水环境在气泡作用下的流动状态,采用包含筒内外工质气体的均压模型描述气泡压强变化,并采用直接边界元法进...     

单级入轨运输器的发射技术研究

建立了一个具有升力体气动外形飞行器的运动方程,并把飞行器的推重比和其升阻比、发射角以及起飞加速度的函数关系建立了起来。利用这些关系分析的结论是：垂直起飞的推重比必须达到1．3左右,它只适合多级火箭的发射;水平起飞的单级入轨运输器由于升力体效应把推重比 控制0．65左右,适合单级入轨运输器的发射。     

导弹发射车起竖工况力学特性分析

利用微机有限元ＳＡＰ６软件，对某导弹发射车使用中的一个重要工况－起竖工况的整体力学特性进行分析，建立了导弹发射车起竖工况整体有限元模型，利用欧拉角确定了发射筒起回转轴转动时的相对坐标系。     

尾翼式旋转火箭的弹道散布仿真分析

为了优化火箭弹设计,提高火箭射击精度,对多种因素下尾翼式旋转火箭的弹道散布进行了仿真分析。分析尾翼式旋转火箭散布的影响因素,建立模拟仿真数学模型,以刚体弹道模型为例对多种因素引起的弹道散布进行仿真分析。仿真结果表明:起始扰动、推力偏心、随机风、气动偏心、质量偏心、动不平衡等因素对火箭散布影响较大;对于大长径比远程火箭,还要考虑非线性运动造成的散布影响。     

某多管火箭炮支撑动力学分析

为降低火箭发射系统的静态载荷,对某多管火箭炮支撑进行动力学分析。以某车载多管火箭炮为例,以多刚体动力学和柔性动力学理论为基础,建立刚柔耦合多系统动力学方程。采用ANSYS和Recurdyn软件,通过ANSYS软件建立柔性化支撑架,导入Recurdyn建立的模型中,对千斤顶安装的3种位置进行发射动力学仿真分析。仿真结果表明:千斤顶放置在中部效果较好,该方法较真实地反映了实际情况。     

高低压发射系统动力学特性仿真分析

文中基于恢复系数动态接触理论．建立了火箭武器发射过程中弹管动态接触碰撞的动力学模型。通过发射仿真分析。获得了火箭弹在高低压发射系统中的内弹道变化规律,分析了火箭弹与定向器的接触刚度、耳轴扭转刚度、尾喷管推力偏心等因素对俯仰角速度的影响特性,所得结论为火箭武器高低压发射系统的进一步相关研究奠定了基础。     

新型推力可控垂直发射装置及其内弹道规律

为提高发射装置的通用性,提出了一种新型“类同心筒”弹射装置——推力可控垂直发射装置。通过零维内弹道计算和三维内弹道仿真两种方法,分析了低压室燃气出口面积对发射装置内弹道性能的影响;通过多项式拟合得到了低压室燃气出口面积与弹射最大加速度、出筒速度、出筒时间的关系式,并对拟合关系式进行了验证;研究结果表明：改变低压室燃气出口面积控制发射装置推力是可行的;导弹出筒时间、出筒速度、最大加速度随低压室燃气出口面积近似线性变化——低压室燃气出口面积减小,导弹最大加速度增大,出筒速度增大,出筒时间减小;拟合关系式的弹射最大加速度误差在8%以内,出筒速度与出筒时间误差在4%以内。