导弹发射简盖开启过程数值计算及试验

为了研究导弹发射时燃气产生的压力开启前后易碎盖的方式,利用计算流体技术和试验方法时某型导弹发射时开盖技术进行了数值模拟和试验,建立了导弹和发射筒的二维和三维计算模型,研究结果表明,某型导弹采用易碎前后盖技术,后易碎盖由发动机燃气直接冲破,前易碎盖靠发射时产生的扰动波打开,通过合理配置发射筒前后易碎盖开盖条件,能可靠保证发射筒盖的正常开启.     

贮运发射箱内燃气射流的非定常冲击波流场数值模拟

文中对贮运发射箱内燃气射流产生的初始冲击波流场进行了非定常数值模拟.通过分析发射箱壁面上各个测点上的压力变化曲线,了解了冲击波在发射箱内的传播过程.通过对前端盖附近处浏点压力的分析,得到了有时可以利用冲击波的超压峰值来完成发射箱开盖动作的结论.在数值计算的过程中,采用标准k-ε(二方程模型,压力项采用二阶差分格式.计算所得到的结论对工程中贮运发射箱开盖过程的设计具有一定的指导作用.     

发动机建压速率对易碎盖开盖的影响

为了研究导弹箱式热发射中导弹发动机建压速率对发射箱易碎盖开盖的影响,通过对动力源进行假设,建立了发动机建压速率与易碎盖开盖能量之间的关系,分析了发动机建压速率对易碎盖开盖的影响; 利用数值仿真得到不同速率下的箱内压力曲线,仿真结果表明,建压速率越高前盖开盖风险越大。对比分析了不同导弹飞行试验中发射箱内压力数据,试验验证了仿真结果的正确性。该研究为前、后易碎盖开盖压力指标的优化提供了参考。     

激波开盖中后盖开盖压力对前盖压力的影响研究

当导弹发射箱前、后盖均采用易碎盖,且前盖依靠激波开盖时,后盖的开盖压力对前盖的开启起到关键性的作用。为研究后盖开盖压力对前盖开盖压力的影响,对箱内激波流场进行了大量的数值计算,着重分析了后盖开盖压力对箱内激波的传播、激波对前盖作用压力的影响规律。计算结果表明,随着后盖开盖压力的增大,箱内的激波强度增大,传播速度增加,激波作用在前盖上的压力增大。前盖开盖压力的设计应依据后盖开盖压力进行,以保证前盖的可靠开启。分析得出的结论对发射箱前后易碎盖的设计具有一定的指导作用。     

某型发射筒前盖烧损的故障分析

采用有限元方法建立了发射状态下导弹贮运发射筒前开盖机构的动力学模型,通过该模型仿真出故障现象--模型的结构失效方式,与飞行试验相符,通过分析燃气流对发射筒前盖的烧蚀和燃气流对发射筒前盖机构的冲击,提出发射筒前开盖机构烧损的原因和结构改进的建议.     

新型导弹贮运发射箱前开关盖机构的动强度预测

基于 CFD 软件分析了导弹自由射流流场特性,并提出了一种计算流场中物体载荷的简化模型;采用有限元方法建立了发射状态下导弹贮运发射箱前开关盖机构的动力学模型;潜助接口编程,模型可根据导弹及盖体姿态自动计算盖体上的压力分布,并实现此分布作用的加载;计算模型的结构失效方式与加载实验基本一致;根据计算结果分析了导致结构强度问题的原因,并提出了对该机构进行改进的总体思路。     

导弹发射箱开盖瞬间冲击问题分析及解决措施研究

针对充气的导弹发射箱在开盖瞬间,箱内气体压力的瞬间释放会对发射箱盖体造成冲击的问题,以某型导弹发射箱的具体结构为例,从发射箱的箱内气体压力、结构强度、结构形式等方面进行了分析,并对如何缓冲导弹发射箱开盖机构瞬间所受冲击力的问题进行了分析计算.     

某导弹贮运发射筒前开盖机构的故障复现及结构改进

采用有限元方法建立了发射状态下导弹贮运发射筒前开盖机构的动力学模型；借助接口编辑，模型可根据导弹及盖体姿态自动计算盖体上的压力分布，并实现此分布作用的加载；计算模型的结构失效方式与飞行试验相符；分析得出了机构的承载规律，提出了相应的修改建议，并对改进结构进行了仿真验证。     

导弹箱盖冲击波清除装置

箱式发射的导弹一般把导弹贮存在圆筒或箱子中,该箱既是导弹的贮存和运输容器,又是导弹的发射箱,因此通常把它叫做贮运发射箱。发射箱的两端有可开式箱盖。在导弹贮存和运输期间,发射箱被箱盖严格密封,能防止外部的潮气或有害物质进入当中损坏导弹。在导弹进行发射时,箱盖会立即打开,让导弹从箱内发射出去。箱盖的打开通常用机械的方法或者是易碎盖。机械的方法虽然发射导弹安全,但结构复杂,不适合发射箱束连续发射导弹     

导弹储运箱箱盖系统燃气流场及多体动力学研究

文中针对某型导弹储运箱的箱盖系统建立了流场模型,对导弹意外点火情况下的燃气射流流场进行数值模拟,建立了多体动力学模型,重点对导弹意外点火情况下箱盖的打开进行了分析研究,得到了导弹意外点火后箱盖可以迅速被动打开,为导弹提供运动通道的结论;并对其开盖、闭盖过程进行了动力学仿真,验证了箱盖系统设计的合理性.     

发射筒易碎前盖开盖过程的流体与固体耦合仿真方法

发射筒易碎前盖的压力波开盖过程是一个典型的流体与固体耦合问题。为研究易碎前盖的开启仿真过程，对易碎盖聚氨酯复合材料分别做了静态拉压实验、动态拉压实验，并利用用户子程序VUSDFLD对混凝土塑性损伤（CDP）本构模型进行扩展开发，用以描述易碎盖材料的承载和破裂状况；基于计算流体力学（CFD）的发射筒内流场仿真，对欧拉方法的同工况模型进行仿真校验，并借助耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）算法对易碎前盖的开启过程进行仿真。结果表明：所开发的含单元失效的CDP本构模型能较好地吻合材料实验和产品实验情况；CFD与CEL算法相结合的仿真方法能有效解决压力波开盖这类流体与固体耦合问题，且具有较高精度。     

发射箱易碎后盖开启过程的数值计算

易碎盖技术在箱式或筒式发射中具有明显的优势,其开启过程涉及冲击波传播及射流运动等复杂的物理现象。利用动网格技术,以固体火箭发动机为研究对象,研究了易碎后盖开启过程,得到了后盖开启过程中流场压强和温度分布,并对开盖过程中燃气射流流场情况进行了分析。结果表明：冲击波在发动机射流径向一定范围内有较高的超压峰值,会对发射装置和周边设备产生破坏作用;后盖运动对燃气射流流动产生了影响,表现为燃气射流随着后盖向下运动而向下方传播的同时,由于受到后盖的阻挡发生反射回流现象;运动过程燃气流冲击作用逐渐变小,除核心区外后盖上的温度和压强也逐渐变小;后盖运动的仿真实验结果与实际试验数据一致,获得了较好相似性。     

整体式液体冲压发动机堵盖应用研究

随着军事技术的发展,整体式液体冲压发动机成为新型空射导弹动力系统的优选方案。本文对空射导弹用整体式液体冲压发动机不同形式的进气道出口堵盖进行了比较,重点介绍了一种易碎式堵盖,并对其受力和破碎性情况进行了分析和验证,结果表明该易碎式堵盖可以满足整体式液体冲压发动机对进气道出口堵盖设计时的强度、密封等要求,可为其在未来先进空射导弹上的应用提供参考。     

超声速流场中子母弹分离与子弹姿态变化规律的数值模拟

为研究超声速流场中子母弹在抛撒子弹的过程中子弹的姿态运动,在用动网格技术模拟子弹的运动过程中,利用嵌套网格连接背景网格和运动的部件网格,求解k-ω湍流输运方程,同时耦合了6DOF运动方程。对弹舱靠前和弹舱靠后2种子母弹结构进行了数值模拟,结果表明:弹舱位于前部,子弹在弹射过程中受到母弹激波的影响,姿态变化较大; 弹舱位于后部,中间位置对称分布的子弹在抛撒过程中由于受到子弹激波和不对称压力场的作用,姿态会发生不对称的变化。     

某导弹无依托发射场坪动态响应研究

为得到某导弹无依托发射时场坪的动态响应,采用Hongnestad方程及改进后的Saenz单轴方程分别拟合混凝土在受压时的上升段及下降段应力-应变关系,构建了一条适用于沥青混凝土的受压应力-应变曲线;引入损伤因子并结合Sidiroff能量等价原理,建立了某导弹无依托发射场坪塑性损伤动态本构;基于含场坪的发射平台非线性结构动力学模型,分析了导弹在发射状态下场坪的动态响应。研究结果表明：在导弹垂直待发射阶段,后支腿处场坪比前支腿处场坪动态响应明显;在导弹垂直发射阶段,发射筒底部处场坪沉降较大,发射筒底部处场坪与后支腿处场坪交叉区域损伤严重。研究结果可为导弹无依托发射前场坪快速评估提供理论支撑。     

箱装导弹发射动力学分析与测试研究

为保障导弹发射安全,研究某导弹贮运发射箱设计可行性及发射过程中箱弹动力学特性.基于多体动力学理论,建立了发射系统动力学仿真分析模型,并利用Fluent软件建立了贮运发射箱流场分析模型.仿真分析结果表明:贮运发射箱与导弹适配性较好,能够满足导弹发射安全性要求.飞行试验测试结果验证了设计方案及仿真分析结果的有效性.     

自排导热发射时燃气对导弹的载荷特性研究

利用动网格技术对导弹从点火到出箱整个发射过程的非定常流场进行了仿真,重点分析了导弹发射时弹体受到的温度和压力载荷特性。计算结果表明,燃气流对导弹的载荷主要呈现三个特征:导弹点火后燃气对弹体有一个瞬间温度和压力冲击;导弹出箱后,由于箱内燃气流的溢出和箱口结构对燃气流的阻挡作用,高温燃气冲击导弹,使得导弹受到第二个温度冲击;在点火后约0.3~0.4 s,由于核心段冲击到箱壁形成反射,箱内燃气流场出现较大的波动现象。     

与燃气射流耦合的易裂后盖开启过程数值分析

对于采用易裂盖的箱式发射系统,后盖开启过程与燃气射流流场相互影响。为了研究易裂后盖的开启过程,使用基于光滑方法和重构方法的动网格技术,将后盖裂片运动过程与燃气射流流场耦合,对整个开盖过程进行了仿真计算。得到了起始冲击波的作用过程以及发射箱内各监测点的压强曲线,并分析了燃气射流对后盖裂片的冲击作用以及对其运动过程产生的影响。结果表明,与非耦合工况的计算结果进行对比,耦合工况的结果更接近于实验数据。随着后盖裂片转动角度的不断增大,旋转力矩逐渐减小,裂片的转动速度经历了先快速上升、后缓慢下降的过程。     

舰载导弹电磁垂直发射系统仿真研究

舰载导弹电磁垂直发射器是在电磁发射技术基础上发展起来的新概念发射装置,具有良好的共架发射能力和隐身性能。以舰载电磁垂直发射系统建模问题为重点,提出了一种由螺旋线圈和圆盘线圈组成的同时驱动电枢的混合弹射方式。通过分析电磁垂直发射器的基本原理,明确了系统功能和组成,采用理论分析、建模仿真相结合的方法建立发射器的数学模型,对电路、运动和动力分别进行研究,并进行了仿真计算。仿真结果表明：该方法可行、有效,能为舰载导弹电磁垂直发射器的工程化提供有效的技术支持。