陀螺力矩对转管武器动态特性的影响

转管武器射击时,其弹丸和身管组均作高速旋转运动,所产生的陀螺效应将对武器的动态特性产生影响.通过分析武器系统的拓扑结构,在一定的假设和简化基础上,根据多刚体动力学建模理论,利用ADAMS软件建立了转管武器动力学模型,并根据实际火炮发射诸元进行仿真计算.运用陀螺近似理论分析,得出转管武器陀螺力矩产生的原因及对武器射击精度的影响,进而提出了减小陀螺力矩的方法.     

固体火箭发动机燃气导流片导转特性分析研究

在固体火箭发动机喷管内采用燃气导流片技术,可以使火箭绕其纵轴旋转。文中建立了喷管内燃气导流片流场数值分析的数学和物理模型,通过数值仿真分析了导流片产生导转力矩的原因及其结构参数对火箭导转特性的影响,并采用高速旋转试验和外弹道飞行测试试验结果与理论计算结果进行比较,结果表明火箭最大转速的理论计算结果和试验结果一致性较好,从而验证了燃气导流片数值模型的可靠性。     

固定鸭舵高速旋转弹修正减旋技术研究

为了实现对高速旋转弹进行低成本的二维弹道修正,采用在高速旋转弹弹头加装两对固定鸭舵的二维弹道修正原理和减旋技术。为了研究鸭舵的减旋能力,建立了二维弹道修正弹模型,对不同弹丸飞行速度、攻角、舵偏角对应的导转力矩进行动力学和运动学联合仿真,以及对导转力矩在全弹道进行数值计算。结果表明,固定鸭舵能够满足对高速旋转弹修正减旋要求,研究结果对二维弹道修正技术研究有较好的参考作用。     

基于文氏方向谱的海浪感应磁场仿真

根据Maxwell电磁理论,在地磁场中运动的海水将产生磁场;利用Weaver建立的海浪感应磁场模型,结合文氏方向谱,从理论上计算了海浪在地磁场中感应磁场的强度及频率分布特性,分析可得,随着风速的增加,海浪感应磁场对应主频率变小,而感应磁场幅值变大;随着深度的增加,海浪感应磁场按指数衰减。     

弹箭磁屏蔽效能仿真及分析

为了分析磁传感器的测量误差,建立了弹体静磁屏蔽效应数学模型,利用ANSYS软件进行弹体三维磁场仿真,分析了弹体相对磁导率、壁厚等自身因素对磁屏蔽系数的影响,仿真结果与理论计算结果一致。仿真研究并拟合出弹体磁屏蔽系数与弹体姿态角之间的关系。结果表明,当弹轴与磁场方向平行时,磁屏蔽系数最小,随着夹角的增大,磁屏蔽系数增大,当弹轴与磁场方向垂直时,磁屏蔽系数最大。建立了磁屏蔽椭球模型,提出直接获取软磁误差矩阵的方法,为磁传感器的误差校正提供了理论基础;给出了利用磁屏蔽椭球模型直接解算弹体相对于地磁矢量姿态角的方法,为磁传感器在弹上的应用提供了理论基础。     

一种用舵反馈信号计算铰链力矩的方法

通常根据弹体风洞试验获得的气动参数估算铰链力矩，由于模型比例太小及其他原因，造成气动参数及力矩计算误差较大，给某些特殊情况下的分析工作带来很大困难。在飞行过程中平衡状态下，利用舵反馈信号计算铰链力矩，可以得到较高精度的力矩值。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

旋转球体宽带时延-时间伸缩声成像方法分析

使用宽带处理和小波变换理论对延展目标进行主动声成像.在对均匀密度的粗糙球体和常用的窄带散射函数模型进行分析的基础上,研究了对于球体模型的宽带扩展函数(WBSF)及其与球体相关的参数,讨论了通过使用小波变换方法来处理模型中存在的奇异值,最后,通过计算接收信号的小波变换对宽带扩展函数进行估计.     

基于计算流体力学与刚体动力学耦合的高速旋转弹丸弹道计算方法

为了模拟高速旋转弹丸真实飞行弹道,基于弹轴运动附加于控制体表面、自转运动附加于壁面边界的思想,采用三维有限体积法,改进型简单低耗散迎风矢通量分裂格式、双时间步和Spalart-Allmaras湍流模型等计算流体力学（CFD）方法,建立具有任意拉格朗日-欧拉形式的流动模型。结合高速旋转弹丸刚体运力学（RBD）弹道方程组,推导出弹丸运动和控制体表面运动耦合的数学模型,提出一种CFD与RBD弹道耦合计算方法,实现了4阶龙格-库塔法中流动方程和弹道方程联立计算。研究结果表明：气动耦合方法和时间步长对弹道耦合计算结果影响较大;所提紧耦合方法在时间步长0.5 ms下M549旋成体弹丸仿真弹道结果与采用气动模型法计算结果基本吻合;旋转稳定二维弹道修正弹仿真弹道具有抬头力矩使弹丸低头的特性,该特性与文献［29］的研究结果一致。     

变转动惯量球转子延期解除保险机构仿真分析

运用平行截面的方法建立了在准流体泄流过程中球转子主轴转动惯量随时间变化关系模型,并代入欧拉方程推导得出了转正力矩表达式,为变转动惯量球转子实现延期解除保险作用提供了理论依据。以采用了变转动惯量球转子的某引信为例进行了动态仿真分析,得出了球转子在各个阶段的运动特性。仿真结果表明变转动惯量球转子延期解除保险装置工作正常,延期保险距离能够达到预期的战术技术指标。     

潜艇磁场的估算与仿真

潜艇磁场的分析估算与仿真对于开发诱饵、靶标和磁探仪具有重要的实际意义。本文分析了潜艇磁场旋转椭球体模型与磁偶极子模型,估算了潜艇磁场的大小。在比较了高磁导率下空心球体与实心球体磁场差别的基础上,提出了采用空心永磁体模拟潜艇磁场这一方法,由此估算了永磁体模拟的基本参数。该方法为磁性探潜的理论研究与试验,以及实现诱饵和靶标的潜艇磁场仿真功能提供了参考。     

一种八位置磁罗盘标校方法

基于地磁测量原理,分析了磁罗盘的系统误差,建立了磁罗盘系统误差模型,设计了一种简单实用的八位置标校方法。通过对位置及旋转顺序的设计,以及模型方程的迭代解算设计,保证了该标校方法的高效与精度。该方法无需依靠已知磁场,无需依靠无磁转台,无需提供精确磁北基准,易于工程应用,为低成本磁罗盘研制提供了一种非常有效的标校方法。实验表明:经该方法标校后的磁航向角精度提高近一个数量级。     

同轴磁场调制式磁齿轮电磁优化设计

随着未来特种车辆对传动效率和可靠性需求的不断提高,电传动将成为未来传动的重要发展方向,磁齿轮电磁优化设计是未来新型电传动研发中的关键技术之一。对同轴磁场调制式磁齿轮传动原理进行分析,建立磁齿轮磁力传动的解析方程,形成基于Taguchi法与多目标鲁棒性优化算法相结合的磁齿轮电磁优化设计方法,对典型工况下磁齿轮样机的速度与转矩特性进行台架试验。结果表明：磁齿轮样机额定工况下传动比稳定在6.67,输出转矩为359.7 N·m,输出功率为56.49 kW,效率达到98.1%,转矩性能与效率达到优化设计目标,验证了电磁优化设计方法的有效性。     

基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量,在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型,分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响,为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明,与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比,该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。     

高温超导磁通传感器技术研究

基于超导体的约瑟夫森效应设计一种新型的磁通传感器,以高温超导量子干涉仪制作,再配合相应的输入线圈、滤波电路、振荡电路和辅助电路实现.其利用LC谐振电路把超导环和室温电路紧密耦合,同时采用杜瓦罐作为制冷装置,把超导磁通变换器接入系统中,以保证不影响磁通灵敏度前提下,提高磁场灵敏度.     

旋转磁偶极子式超低频发射天线辐射特性

超低频电磁波（30~300 Hz）在水和土壤中的路径损耗较小,因此在海底、矿井应急、地震预报及军事等领域具有不可替代的作用。为实现小型化和低功耗的超低频机械天线,对运动磁偶极子辐射特性进行了研究。通过控制永磁体旋转产生交变磁场,辐射超低频电磁波;将旋转永磁体等效为其表面安培电流,依据法拉第电磁感应定律,结合安培电流模型,引入永磁体参数及被测距离建立辐射功率解析模型;分析实验研究影响因素与旋转永磁体辐射功率的关系,并利用二进制数字频率信号调制进行通信实验。结果表明：旋转永磁体在空间辐射功率与永磁体剩磁的平方、永磁体体积的3次方呈正比,与测试距离的4次方呈反比;通过对转速的实时控制,以及对信号进行时频域变换,实现了超低频通信。     

舰船实时磁定位方法研究

实时利用舰船磁场通过曲线，以单一旋转椭球体磁场模型结构完成对运动舰船的磁场建模。利用遗传算法在线求解目标舰船的航速、位置，实现对目标舰船的实时定位。     

超导磁传感器在海战武器中的应用

舰船磁场是水雷攻击时探测的主要信号源,提高对舰船磁场的探测灵敏度对打击敌舰船是一种直接有效的方法.文中简要论述了超导磁传感器接收微量磁场的原理,介绍了超导磁传感器的应用方法,显示了其在海战武器中的优越性.     

旋转磁偶极子产生的感应电场研究

为研究船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场,将其等效为磁偶极子,采用法拉第电磁感应定律,利用环路积分推导出了匀速旋转磁偶极子感应电场的数学模型,仿真分析了旋转磁体感应电场的特性,通过实验证明了计算方法的正确性。实验结果表明：旋转磁体感应电场强度与磁体旋转速度、磁矩的大小呈正比;该电场的频率等于磁体旋转频率,三轴分量相位差分别为π/2 rad和π rad, 均与理论分析一致;船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场是船舶轴频电场的组成部分。完善了轴频电场的产生机理,为船舶轴频电场的检测和控制提供了理论参考。     

液力变矩器叶片流固耦合强度分析

在高功率密度液力变矩器的设计过程中,为解决在泵轮转速大幅提高时带来的叶片强度问题,基于流固耦合分析技术(FSI),将某型液力变矩器的流场分析与强度分析相结合,提出其一般分析方法和流程,通过计算流体动力学和有限元数值模拟,实现了叶片强度较为准确的预测,确定了叶片的应力分布和变形情况,为高功率密度液力变矩器叶栅系统的工程设计提供了理论依据。