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.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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。     

火箭发动机自由射流噪声模拟过程

准确仿真火箭发动机的自由射流噪声,是保证火箭稳定发射的关键手段.火箭发射过程中的自由射流噪声主要由发动机流场中的燃烧噪声、内部障碍物周围的流动噪声、管壁的摩擦噪声等单极子声源所产生的复合噪声叠加而成,噪声在方向上的特征较为复杂.传统的Reynolds-averaged Navier-Stokes方法仅仅得到了时均的流场,无法预测自由射流的方向性,导致对噪声的仿真效果不好.提出采用大涡仿真与FW-H表面积分法相结合对火箭发动机的流场与噪声远场进行仿真,使用大涡仿真与Mohring声类比相结合,对噪声的方向性进行预测,克服传统方法存在的弊端,完成噪声仿真过程.仿真结果显示:流场吻合很好,声场中低频声压级吻合较好,高频声压级略低于测定值,测点的综合声压级误差较小.     

固体火箭冲压发动机设计计算一体化

为了简化固体火箭冲压发动机的设计过程,减少工作量,基于ACIS几何造型平台开发了固体火箭冲压发动机的三维CAD软件,该软件能预估固冲发动机主要部件的结构尺寸和发动机性能并实现了图形的实时显示,使该系统可进行固体火箭冲压发动机总体方案论证.为了验证该软件设计结果的准确性,对某设计点的进气道和补燃室的流场进行了数值仿真.结果表明:数值仿真结果在一定程度上与设计值吻合较好,验证了设计方法的有效性.与国内相同类型软件相比较,该软件的性能计算准确性高,CAD图形处理能力强,实现了固体火箭冲压发动机的参数化设计、计算一体化.     

喷管前置式减后坐武器内弹道机理分析

为了更好的了解拉瓦尔喷管气流反推减后坐结构的工作原理,对它的内弹道过程和喷管内气流运动过程分别建立了欧拉型无牯的一维两相流数学模型.并以5.8mm 1:3径实验枪为对象进行了数值仿真计算,将结果与普通导气式自动步枪内弹道仿真数据进行了对比,得出了喷管前置式减后坐武器发射过程中各种特征参量的变化规律,以及影响减后坐效率的关键参数.计算结果表明:喷管前置式减后坐结构在弹丸出膛口时速度减小5.5%,后坐力减小20.36%.     

基于VXI总线的内弹道测试系统的实现

近年来内弹道试验越来越复杂,弹道测试中要求大量复杂的数据处理和换算,尤其是对子弹初速度、枪膛压力两个重要参数的测试提出了更高要求,根据试验现场测试要求,文章提出并实现了基于VXI虚拟仪器总线的内弹道测试系统;该系统利用内弹道学原理,采用区截测试法、电测法分别对子弹初速度和枪膛压力进行测试分析;经过实际应用证明,该系统工作稳定可靠,操作简便,试验数据精确可靠,提高了测试数据的关联性,各项指标都达到了内弹道试验测试要求。     

一种膛内多普勒测速修正方法

针对复杂电磁环境下膛内测速的重复性和精度低的问题,提出了一种非接触式膛内高精度测速方法,该方法在对膛内多普勒信号进行提取并去噪的基础上,利用S变换时频分析对预处理后的信号进行处理,然后采用谱峰搜索的方法来获得信号的瞬时频率,用能量重心校正法来提高结果精确度,最后根据多普勒原理,完成速度的测量;实验部分采用模拟信号和实际信号两种方式来验证该方法的可实施性;结果表明,该方法测速精度能够达到0.043 2%,相对于极值法和STFT法具有更小的误差。     

固体火箭发动机金属壳体结构可靠性分析研究

固体火箭发动机壳体是固体火箭发动机的重要组成部分,壳体的可靠性设计水平高低直接影响发动机的性能.好的壳体可靠性设计方案是在保证总体要求的几何尺寸精度的同时,要做到结构质量轻,又要安全可靠.利用一阶可靠性分析法结合有限元法对固体火箭发动机金属壳体封头结构进行可靠性分析,结果表明,在相同受力条件下,不同的结构尺寸下,封头的最大应力可能都不会达到失效界限,但是可靠性指标不一定满足要求.分析结果可用于指导结构单元设计.     

非致命打击武器系统内弹道模拟研究

为了实现对非致命防暴武器发射能量的调节并控制其终点效能,解决"近处不敢打,远处打不到"的问题,提出了恒量动能非致命打击武器系统这一全新理论,在选用了两相流内弹道模型的基础上,采用四阶龙格库塔法,利用MATLAB语言仿真技术进行编程测试,对改进型18.4mm防暴枪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,得到了发射过程中,膛内火药燃烧及燃气流动状态的变化规律,弄清了泄气孔位置、气室容积以及泄气孔半径对弹丸初速的影响规律,为非致命防暴武器的进一步发展打下了坚实的基础。     

弹丸内弹道特性参数测试方法综述

弹丸内弹道特性参数测试主要为弹底压力测试与运动速度测试.综述了弹丸内弹道运动时弹底压力、运动速度现有的几种测试方法及其基本测量原理,探讨了各测试方法优点以及存在的问题,最后对弹丸内弹道特性参数测试的发展方向进行了展望.     

小波包变换在火箭发动机脉动压力分析中的应用

在火箭发动机试验中,燃烧室脉动压力数据是考察推进剂燃烧状态的重要依据.通过对脉动压力数据特征分析,利用小波包变换多分辨分析的特点,以信噪比作为衡量标准,采用小波包自选阈值法对脉动压力数据进行去噪.通过与稳态参数数据的对比验证了去噪结果的准确性.采用Wicherhauser树状分解和Shannon信息熵基波选择标准等方法对脉动压力数据进行分频段分析.根据结果中各频段内的系数特征能够直观分析脉动压力在各频带中的能量分布.通过对脉动压力数据和相应振动测点数据的频谱分析,验证了分析结果的有效性.该方法在其他型号发动机和组合件试验脉动压力数据分析中有重要的应用和推广价值.     

在内弹道计算求解中应用动力学仿真软件的开发

在运用动力学仿真软件对武器自动机进行动力学分析时,需要加载火药气体压力.传统的方法是将实验结果或内弹道专用软件算得的膛压数据导入仿真软件中,这在实际操作中是很费事的.该文对内弹道的基本方程组进行了分析,提出了利用动力学仿真软件ADAMS求解器来求解内弹道问题的新方法,并对弹丸在火药气体力作用下的运动进行了动力学仿真,得到了火药气体压力曲线等弹道诸元.最后该文以ADAMS为开发平台,开发了内弹道计算模块,可以提供运用ADAMS对自动机进行动力学分析时所必需的载荷.