高超声速导弹弹体的创新设计方案

概述了若干种能改进高超声速导弹气动效能（升阻比）和机动性的创新弹体方案， 其中有些构想适用于最大升阻比接近５ 的弹体设计。     

调质状态下58SiMn钢在预制破片弹弹体上的应用研究

针对５８ＳｉＭｎ钢在预制破片弹弹体上的应用－调质处理、机加成型、爆炸形成的破片，应用电子探针和ＥＤＡＸ能谱仪对其进行微观分析，定性定量分析了微区范围的元素组成并对破片形成机理进行了探讨，对５８ＳｉＭｎ钢冷、温收口的可行性进行了讨论。     

高速弹体表面耐烧蚀抗冲刷防热涂层技术专利分析

针对高速弹体表面耐烧蚀抗冲刷防热涂层技术,通过技术领域背景调研分析、防热涂层技术的专利检索和分析,从宏观和中观角度对该技术领域的相关专利状况、主要申请人及该领域的热点技术进行了分析。重点分析了专利申请人的申请趋势及技术分布。     

高超声速飞行器自抗扰PID姿态控制

针对高超声速飞行器模型非线性、气动参数变化剧烈的特点,运用自抗扰技术中的跟踪微分器,设计了自抗扰PID控制器,实现了对高超声速飞行器俯仰通道的姿态控制。仿真结果表明,通过两个跟踪微分器构造的自抗扰PID控制器对于高超声速飞行器这样复杂的模型有很好的控制能力,并且有很好的滤波性能和鲁棒性。     

均匀试验设计法在高超声速飞行器外形设计中的应用

阐述了在进行高超声速飞行器外形设计中,应用试验设计方法的必要性.简要介绍了均匀试验设计原理和高超声速飞行器设计要求,应用均匀试验设计法对高超声速飞行器外形参数进行试验,建立一组回归方程,并给出优化设计值,达到提高飞行器气动性能的目的.     

柱形93钨弹体超高速撞击薄钢板穿孔及破片群扩展特征

为进一步研究柱形弹体超高速撞击靶板的破片群扩展、弹体侵蚀等问题,开展柱形93钨 弹体超高速撞击薄钢板实验研究。通过量纲分析方法给出柱形弹体穿靶的穿孔直径经验公式;利用高速摄像技术获得靶后破片群运动图像,分析破片群扩展规律以及弹体的侵蚀规律;基于微观组织分析,探索超高速撞击中弹靶材料的熔化问题。结果表明：通过对实验数据的拟合,认为在弹靶材料不变的情况下,靶板穿孔直径、靶后破片群轴向扩展最大速度、横向扩展最大速度近似和弹体直径、靶板厚度、撞击速度相关,而对于弹体侵蚀长度,除上述参数外还与弹体长径比相关;在柱形弹体超高速撞击靶板问题中,靶板背表面产生层裂并在破片群前部形成速度大于剩余弹体速度的“尖端”,可近似由靶板厚度小于弹体直径的0.72倍来确定;当柱形93钨弹体以2~3 km/s速度撞击靶板时,靶后破片群尚未发生大范围熔化,但当破片群、剩余弹体撞击第2层靶板时,受到二次加载作用,撞击区附近将发生大范围的材料熔化。     

弹体质量质心测量系统的设计实现及其误差分析

针对传统导弹质量质心测量设备测量精度低、操作繁琐、通用性差等弊端,围绕弹体质量测量与质心定位技术展开研究与工程实现。利用称重传感器和基于虚拟仪器的测控平台,组建机电一体化测量系统;通过完善结构设计,强调灵活适配,只需一次装夹就可实现多型导弹和柱形工件的质量测量和三维质心定位;在合理选取力矩计算参考点,建立弹体质心定位和误差传播模型的基础上,寻求质心定位精度提升制约因素,尽量减小系统误差和随机误差影响,指导测量工艺。实际应用表明,本系统测量精度能够满足导弹飞行控制研究和装配工艺要求。     

非圆截面弹体侵彻混凝土靶试验与仿真研究

为研究非圆截面弹体对混凝土靶的侵彻问题,利用30 mm滑膛炮发射平台,开展圆截面、椭圆截面和矩形截面弹体在(400～1 000)m/s速度范围内垂直侵彻混凝土试验研究,得到有效的侵彻深度数据,分析弹体动态响应及靶体的破坏特征,验证非圆截面弹体在一定条件下的相对侵彻优势。基于LS-DYNA动力学软件,建立3种不同截面类型弹体侵彻混凝土有限元模型,研究弹体侵彻过载、开坑大小和弹体抗弯强度等问题。结果表明:相对于圆截面弹体,两种非圆截面弹体的侵彻深度均有提升;由于弹体截面形状的改变,造成混凝土受力状态和破坏机理的变化是非圆截面弹体侵深提高的原因。     

高超声速飞行器对导弹部队威胁及对策研究

高超声速飞行器的不断试验成功,标志着高超声速技术的不断成熟,也给各国导弹部队未来作战提出了严峻的考验。分析了X-37B、X-47B、X-51A三种典型高超声速飞行器的潜在军事价值及其对导弹部队的主要威胁,提出了相应的防御对策建议,为未来战场导弹部队的作战与防御提供参考。     

基于激波机理的抗式消声器设计与试验研究

以激波消声机理为理论基础,采用试验研究与仿真分析相结合的手段,进行了高炮用炮口消声器的设计与研究;采用多腔室消声碗结构,使火药燃气在消声器中产生激波而损失能量,达到降低炮口压力,实现降低炮口噪声的目的。通过仿真分析、试验验证,结果表明:安装消声器(内径为Φ50 mm光孔)后,在436 m处,火炮噪声比光膛口时降低了18.34 dB,对高炮安装炮口消声器的研究具有一定的指导意义。     

高速旋转弹的姿态控制系统设计

为了解决高速旋转弹姿态控制的难题,设计了一种基于滑动质量块姿态控制系统。从高速旋转弹姿态特点分析出发,建立了姿态动力学方程。根据时间尺度对其姿态回路进行了时标分离,将其分为内外两个回路,分别进行了控制系统设计。外环设计了含有跟踪误差及其积分函数的滑模控制器,内环则采用了依赖于状态的黎卡提方程(SDRE)的最优控制器。仿真结果表明,该控制系统能快速有效地实现对弹体姿态控制,可为实际工程应用提供必要的借鉴。     

高速侵彻体碰撞子母化学弹头有效载荷毁伤效应

为研究碰撞位置对化学子母弹头毁伤效应影响,开展了爆炸成型大质量高速侵彻体碰撞化学子母弹头地面模拟试验。试验结果表明,化学子弹毁伤模式呈现为局部变形（不泄漏）、局部裂孔（部分泄漏）和碎裂摧毁（完全泄漏）3种形式,而且其分布显著受碰撞位置的影响。采用贯穿路径体积重叠法分析发现,子弹摧毁率随碰撞位置偏移量变化呈现复杂的类多阶梯分布,与试验结果相比,二者总体变化趋势相吻合。进一步机理分析认为,高速侵彻体沿贯穿路径对子弹的直接碰撞作用,只是造成子弹摧毁的一个重要因素,蒙皮碎片碰撞、子弹间相互碰撞以及子弹爆裂液体高速喷射等附加力学行为及效应也相当重要,显著提高了对化学子母弹头有效载荷的摧毁作用。     

直接上变频高速率64QAM调制源设计

提出一种直接上变频实现高速率64QAM调制源的设计方法,并对该结构存在的缺陷提出了补偿措施,同时基于SYSTEMVIEW软件对该设计进行了仿真,给出并分析了各部分的仿真结果,证明了其在高速率传输情况下的优越性。     

基于双DSP 的高速无人靶机飞控系统设计

为提高对某型高速无人靶机的控制和管理性能,提出并实现以双DSP为核心的飞行控制系统设计方案.针对某型高速无人靶机的飞行特性和要求,DSP芯片之间采用异步通信方式进行数据传输,详细给出飞控系统的硬件组成和逻辑功能结构,介绍无人靶机飞行控制策略和软件设计,并进行半物理仿真试验.仿真结果表明:该飞行控制系统性能良好,逻辑合理,能很好地满足高速无人靶机飞行的要求,具有一定工程意义.     

动能弹侵彻混凝土靶性能仿真与研究

应用空腔膨胀理论建立了动能弹侵彻混凝土靶的动力学模型,对动能弹侵彻混凝土靶进行了理论计算。同时,应用HJC损伤本构模型对侵彻混凝土靶进行了有限元数值模拟,对数值模拟与理论计算得到的弹体出靶后的剩余速度及穿靶中的冲击过载进行分析,结果表明理论计算与数值模拟结果数据吻合较好。     

高速动能导弹初始段控制系统的方案分析与设计

对高速动能导弹初始段控制系统进行了初步分析与设计.对弹上脉冲矢量控制器在弹上的空间分布及其控制力和控制力矩的模型进行了细化.数字仿真结果表明, 只要基准弹道模型和控制器的参数选取合理, 同时对导弹离轨时的俯仰和偏航角速度扰动加以限制, 高速动能导弹在初始段采用PID控制可以得到比较理想的结果.     

高速高精度跟踪系统跟踪精度的动态误差法评价分析

高速高精度控制系统跟踪精度时产生的误差,利用动态误差分析法进行评价分析,并运用自动控制原理详细分析两者之间存在的矛盾关系.根据系统误差传递函数及相关参数公式,得出系统误差不仅与系统特性有关,而且与系统的输入信号特性有关.误差的高阶导数是影响系统跟踪精度不可缺的一部分.     

基于高速视觉的乒乓球机器人

针对现有乒乓球机器人各自由度对应的执行机构累积误差较大的问题,开发一种能与人对打乒乓球的机器人.该机器人主要包括移动机构和击球机构,采用G型夹封闭夹持、垂直球网方向同步双导轨、平行球网方向单导轨、舵机控制平台和球拍角度、气缸推球拍的方案,视觉系统采用基于Kinect的乒乓球识别算法,通过阈值分割算法和轮廓提取算法等图像处理方法提取图像中的信息.实现了机器人与人对打乒乓球的功能.结果表明:该方案是可行、成功的,对同行有一定的参考价值.     

高速箭弹滚转气动特性

为提高尾翼弹射击精度,对高速箭弹滚转气动特性进行研究。建立火箭弹简化模型,对不同翼片斜置角 的火箭弹进行数值模拟,采用有限体积法对空间进行离散,通过多参考系模型模拟火箭弹的定常旋转,得出火箭弹 的滚转阻尼力矩导数和平衡转速,并分别对有、无旋转条件下的气动特性进行分析。计算结果表明：火箭弹升力系 数随攻角的增大而增大,随翼片斜置角的增大变化不大;滚转阻尼力矩导数在高空时会骤减,平衡转速随着马赫数 的增大而增大。     

简析航空高转速滑油泵关键技术

为适应航空用滑油泵高转速、高集成度、高效率、长寿命和小型化的发展趋势,对航空高转速滑油泵的关键技术进行分析。重点论述主要影响滑油泵高转速、高效率、高集成度、长寿命及高可靠性的轴承、内外转子、偏心壳体、动密封等设计,以及过滤器、安全/调压/旁通活门和电指示器等高度集成技术,并通过仿真、试验和应用找出解决途径。结果表明：该研究可提高滑油泵的转速、效率、可靠性和使用寿命,减小其体积,满足发展要求。