脱壳穿甲弹弹托分离干扰的实验研究

介绍了尾翼稳定脱壳穿甲弹（ＡＰＦＳＤＳ）在Ｍ＝４．５时，弹托与弹身分离过程中的超音速流场气动特性，给出沿弹托，弹身母线上压力分布，分析了弹托对弹身的机械干扰和气动干扰。     

关于脱壳穿甲弹弹托材料发展方向的探讨

穿甲弹从同口径到次口径、从钢质弹身材料到高密度钨、铀合金弹身材料的发展变化 ,使穿甲威力产生了两次飞跃。在长径比和弹身材料密度的进一步发展受到限制时 ,研究弹托材料 ,减少消极质量将是穿甲弹的又一次飞跃。本文介绍了几种新型弹托材料的发展和应用。     

4卡瓣APFSDS弹的脱壳扰动与密集度

用３、４卡瓣前杯型弹托结构的２５ｍｍ ＡＰＦＳＤＳ弹，在中间弹道靶道中进行射击试验，利用正交多站火花阴影照相系统，得到这两种弹托脱壳过程的时序阴影照片，分析它们的脱壳性能和弹体扰动，并结合密集度试验。表明４卡瓣弹托能明显地减小脱壳扰动，从而提高，从而提高密集度性能。     

尾翼稳定次口径气推弹托脱壳弹

尾翼稳定次口径气推式脱壳弹，由一个大长径比的弹体，即简明形弹及可丢弃的气推式弹托构成。弹托由几块扇形瓣组成，它们同轴地包着弹体部分长度，并在弹托的前端有一个环状气涡。为了改善脱壳弹一出炮口气推弹托扇形瓣从弹体上脱离的过程，在前端气涡后部的托瓣上有一个预制的断裂点，可导致托瓣前面的外层与其剩余部分分离，结果提高了该弹的命中精度。     

尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳动力学过程的三维数值模拟

尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的脱壳过程对其飞行稳定性与效能具有非常重要的作用。为了描述脱壳过程中卡瓣与弹体之间的气动干扰以及卡瓣相对弹体分离的六自由度（6DOF）运动轨迹,基于流体力学控制方程与外弹道6DOF运动方程,利用动网格技术,对尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托在气动力和重力作用下相对弹体分离的三维流场进行了数值模拟,得到了不同分离阶段的流场特性与各卡瓣、弹体气动系数随时间的变化曲线,揭示了弹托分离过程中,卡瓣与弹体之间的激波与气流在不同分离阶段的相互作用过程。耦合6DOF方程计算了各卡瓣的运动轨迹与相应的气动参数,计算结果与文献［15］实验结果相符,表明数值模拟空气动力学与飞行力学相互耦合的控制方程是一种研究尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳动力学过程的新方法。     

12.7mm钨心脱壳穿甲弹横弹分析与研究

１２．７毫米钨心脱壳穿甲弹近距离出现横弹孔，从脱壳弹自身特点、脱壳弹制造工艺及质量、所用枪的状态以及现行判定方法的不合理性等方面进行分析与研究，指出在诱发１２．７毫米钨心脱壳穿甲弹横弹的诸因素中，闭气环的影响居首位，对闭气环的生产控制、现有横弹判定方法的修订、改进底托设计等提出具体措施与建议。     

脱壳穿甲弹弹托分离二维数值模拟

采用TDV有限体积格式对尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托脱落时的流场进行了数值模拟。由于流场极其复杂,为了适应其特性,采用弧长法进行贴体网格生成,经计算,得出的结果与风洞试验较吻合。     

弹托前端结构对脱壳性能的影响

该文用四种弹托前端结构的25 mm APFSDS弹,在中间弹道靶道中进行了射击试验,利用正交多站火花阴影照相系统,得到了不同弹托脱壳过程的时序阴影照片.对照片的定量分析表明,弹托前端结构对弹托脱壳性能及弹体扰动有重要影响.     

弹托与弹丸有相互机械作用时的脱壳运动研究

给出了描述脱壳机械干扰期的运动方程，并在此基础上进行了模拟计算，其结果对于脱壳弹的设计具有一定的参考价值。     

弹托分离干扰风洞试验装置

利用确定的脱壳穿甲弹外形 ,模拟了几组按缩比为 1∶ 1设计的弹托和弹芯 ,应用自行设计的试验装置对弹托与弹芯之间轴向 X、径向 Y、攻角α等分离方案 ,进行了 M =4 .0 32的特殊风洞实验 ,得到了弹托在典型姿态时的气动力特性数据 ,并进行了分析和讨论 ,从而验证了试验装置的可行性与有效性 .     

基于摄动原理的火箭弹落点实时预测

基于摄动原理,提出了以6自由度弹道方程解算的弹道为火箭弹基准弹道,求解参数扰动引起的落点偏差变化量的落点实时预测方法,并给出了详细解算步骤。将各种扰动系数的解算赋予地面火控计算机,降低了弹载计算机的解算复杂度和解算量。以122 mm火箭弹为例,选取一条基准弹道,分别对无扰动、仅存在初始扰动和全弹道存在随机扰动3种条件下的无控弹道进行了落点预测仿真实验和火箭弹落点预测飞行试验。研究结果表明：该方法在仿真实验和实际飞行试验中都具有较高的预测精度,横向偏差收敛速度较纵向偏差快,其波动幅度在全弹道上较纵向偏差小,而且纵向偏差预测在火箭弹降弧段才趋于收敛;采用该方法进行预测时每次解算时间为167 ns左 右,远小于弹载控制器2 ms的控制周期,实现了实时预测。     

高速旋转条件下的弹丸气动特性研究

为了能定量揭示弹丸旋转对马格努斯效应的影响,数值模拟了旋转弹丸在不同来流与转速条件下的流场分布,分析了马格努斯现象的产生机理,以及通过弹体表面压力分布分析了旋转对各气动力的影响,得知旋转对升阻力影响很小,可忽略不计; 得到了攻角、马赫数以及转速变化时马格努斯效应对弹丸表面压力分布的影响。结果表明,弹尾部是影响马格努斯效应的主要部位,小攻角情况下马格努斯力及力矩系数随攻角及转速呈线性变化,而随马赫数增大,旋转效应对弹丸影响越来越小。提出并验证了适用于小攻角、超声速情况下马格努斯力及力矩系数的经验公式,可为相关旋转弹丸的改进与设计提供指导。     

高速弹丸曲线形头部波阻估算

本文分析了高速弹丸曲线形头部波阻系数C_xn与几何参数及来流马赫数M_∞的关系,通过理论分析计算,得到了诸几何数与M∞数下的波阻系数C_xn,并通过最小二乘法进行曲线拟合,得到了一个简单的波阻估算式.     

鸭舵机构对旋转弹丸气动特性作用研究

针对普通高速旋转弹丸低命中率问题,建立了有舵弹丸与无舵弹丸数值仿真模型.仿真研究了有舵弹丸相对无舵弹丸关于阻力、升力、滚转力矩及其系数以及射程和横偏的影响,结果表明:在保证弹丸飞行稳定的基础上,有舵弹丸在减旋情况下相对于无舵弹丸射程、射高、横偏减小;适当控制鸭舵姿态可以修回安装鸭舵机构带来的射程损失,同时对发生偏离弹丸进行有效修偏.     

弹丸头部形状对前置破片飞散的影响

为研究弹丸头部形状对前置破片飞散特性的影响,应用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件模拟前向增强预制破片弹的爆炸过程.研究在不同曲率半径头部壳体上破片层的破片飞散速度及飞散角的关系,以及连接螺对前置破片飞散特性的影响.结果表明:破片层头部的破片速度主要为轴向速度,而尾部破片主要是径向速度,且破片初速及头部的破片飞散角随弹丸头部壳体曲率半径的增大而减小.同时,连接螺主要影响破片层尾部破片的飞散特性,并对中部的破片也有一定的约束.     

固定鸭舵修正弹非线性与非定常气动数值模拟

为准确获得某固定鸭舵修正弹的气动特性,利用CFD数值计算方法对该弹的流场进行数值模拟,采用密度基隐格式与滑移网格技术,计算弹丸在静态、转动和慢圆运动下各项力和力矩的气动系数。仿真结果表明:该弹的升力系数与俯仰力矩系数的非线性气动特性与一般旋转稳定弹不同,俯仰力矩系数非线性项在亚声速区域为正值,超声速区域为负值;该弹修正组件所受导转力矩系数在跨声速段随攻角的变化较为剧烈,在非跨声速段的变化较为平缓;全弹的升力和俯仰力矩与修正组件滚转角、全弹进动角和进动速率都有关。     

翼片结构参数对单翼末敏弹气动特性的影响

为了研究单翼末敏弹气动布局对其气动特性的影响规律,基于Fluent软件,详细研究了翼片长度、翼片宽度、翼端重物质量和翼片转角等参数对单翼末敏弹阻力系数、导转力矩系数和俯仰力矩系数的影响规律.结果表明,气动参数随翼片长度和宽度增大呈现线性增大趋势;翼端重物质量对气动参数影响微弱;翼片转角对气动参数影响较大,气动参数呈现抛物线形变化.     

基于线性弹道模型的末段修正弹落点预测

针对末段修正弹在弹道末段快速预测落点的问题,提出一种将六自由度刚体外弹道模型线性化的方法,得到线性弹道方程组并求其解析解,结合剩余飞行弧长估算公式,推导出弹道落点快速预测解析公式。以六自由度弹道为基准,通过仿真分析了不同射角不同预测点下线性弹道模型预测法的预测精度和解算时间,结果表明该方法对偏流方向的落点预测误差小于8 m,解算速度相比三自由度数值积分落点预测法提高了一个数量级。该方法为弹载计算机进行实时快速弹道解算提供理论依据,对末段修正弹的工程应用具有参考价值。     

弹带对高速旋转弹丸气动特性影响的数值模拟

为了研究弹带对高速旋转弹丸气动特性的影响,采用2阶Roe差分格式求解三维Navier-Stokes方程,湍流模型为SST k-ω模型。采用滑移网格技术处理弹体旋转引起的运动边界。以文献［6］进行风洞实验的155 mm无弹带弹丸为算例,数值计算结果与风洞实验数据吻合良好。分别对含弹带与无弹带弹丸在不同来流马赫数与攻角条件下的绕流场开展数值模拟,得到二者流场结构图谱及气动特性差异。分析结果表明：两种弹丸计算模型在弹带之前的压力分布基本一致,但弹带将诱导弹丸气动阻力面积增大,阻力系数有一定程度的升高,而且在弹带之后二者的压力分布差异较大;弹带因素对旋转弹丸气动特性的影响不可忽略。     

旋转稳定二维修正弹鸭舵法向力计算模型研究

为了研究修正组件滚转条件下二维修正弹鸭舵的法向气动力非线性规律,建立了鸭舵坐标系,考虑弹丸攻角、舵偏角、弹丸运动和迎风区与背风区等影响因素,采用多元泰勒展开理论,建立了动态鸭舵法向力计算模型; 采用数值计算分析了不同攻角、舵偏角组合的鸭舵法向力特性,得到了不同舵偏角下鸭舵法向力随攻角的变化规律,分析了滚转条件下舵偏角和攻角对4个鸭舵法向力系数的影响规律。结果表明:鸭舵法向力计算模型的计算结果与数值计算结果吻合较好,该模型为二维修正弹的气动力计算提供了参考。