附着空泡对潜射导弹弹道影响分析

为了研究附着空泡对潜射导弹弹道的影响,根据潜射导弹肩空泡尾段压力分布特性,建立了弹体运动方程,分析了潜射导弹弹体所受外力和外力矩,建立了肩空泡尾段横向力模型。通过对潜射导弹所受流体动力进行建模,求解导弹运动方程,得到不同工况下的水弹道结果。将采用弹道计算模型得到的结果与同工况试验结果进行了比较分析,结果表明,由于空泡发展不对称引起的空泡尾段横向力对弹体扶正具有较大影响,相较于发射深度、出筒速度,迎背流空泡长度差对出水俯仰角及俯仰角速度影响更大。     

导弹水中阻力特性分析

研究了导弹在水中段运动的阻力特性,指出了阻力变化的规律,分析了发射深度和出筒速度对阻力系数的影响．指出了导弹的阻力系数明显地受到发射筒口气团和筒口压力场的影响,并不断变化．通过回归分析,给出了阻力系数的近似计算公式．     

上浮式水面发射筒弹射内弹道特性

为研究新型上浮式水面发射筒弹射内弹道特性及其影响因素,采用Realizable k-ε湍流模型、Mixture多相流模型以及动态分层技术,建立考虑上浮速度影响的弹、筒弹射模型。对弹筒模型在水面与地面上的弹射过程分别进行数值模拟,对比分析二者的内弹道性能与筒内流动变化规律,并研究发射筒出水速度对水面发射内弹道性能的影响。对比结果表明,水面发射的弹、筒相对运动快于地面发射的相对运动,使得水面发射的燃气做功用时比地面发射的用时少14%,水面发射弹体受到的最大载荷比地面发射小20%;由于水面发射中发射筒具有相对较高的设定出水速度,水面发射弹体的出筒速度大于地面发射的出筒速度。流动分析表明：在设定的出水速度条件下,水面发射过程中燃气不会直接与水面发生作用,无相变耗能过程。影响因素分析表明,在安全发射条件下,出水速度主要通过改变水对筒的作用力来影响弹、筒的相对运动速度,但燃气对筒的作用力远远大于水对筒的作用力,使得出水速度对弹、筒相对运动的非线性影响几乎可以忽略,出水速度的改变几乎不会影响弹体的出筒速度增量。     

发射舰机动对舰载导弹离轨参数的影响研究

考虑发射舰的行进速度和摇摆运动对舰载导弹离轨参数的影响,对舰载导弹发射运动进行了仿真,求出了对导弹自控段终点散布有重要影响的导弹滑离参数,得出了发射舰运动对导弹发射时初始状态的影响规律.最后分析了发射舰机动对舰载导弹飞行弹道的影响.     

潜艇垂射导弹出筒姿态的研究

导弹出筒姿态是影响全系统性能的重要因素.通过建立潜射导弹动力学模型,研究了艇速、适配器刚度等发射条件对潜载垂直发射导弹在横向流作用下的受力和出筒姿态参数的影响.数值解析结果表明,增大艇速会使导弹的承受载荷变大,出筒姿态恶化;提高适配器的刚度可以有效减小弹体出筒时的俯仰角度以及角速度.     

发射舰机动对舰载导弹离轨参数的影响研究

考虑发射舰的行进速度和摇摆运动对舰载导弹离轨参数的影响，对舰载导弹发射运动进行了仿真，求出了对导弹自控段终点散布有重要影响的导弹滑离参数，得出了发射舰运动对导弹发射时初始状态的影响规律。最后分析了发射舰机动对舰载导弹飞行弹道的影响。     

导弹水下发射环境及出水弹道仿真

针对导弹水下发射呈现出干扰量大、干扰因素随机性大,弹道参数变化急剧等特点,为研究水下发射环境对导弹出水运动的影响,基于埃克曼无限深海漂流理论和二阶Stokes波理论,采用流体体积法(VOF),建立了风海流模型和五级海况下二维、三维数值波浪模型,并通过动网格技术,实现了海流、波浪及导弹运动的耦合计算。结果表明,导弹在出水过程中力学环境会发生很大的改变,运动姿态变化较大,该综合仿真系统在一定程度上解决了导弹水下发射的非线性非定常问题。     

电动力鱼雷动力电池管外激活发射弹道研究

为探讨电动力鱼雷动力电池采用管外激活发射时,发射参数对弹道的影响,建立了鱼雷纵平面运动模塑,并针对管外激活情形对初始条件进行设定,利用Simulink编程,对横舵管制舵角、动力电池激活时间和鱼雷出管速度取不同值时的弹道进行仿真.结果表明,以上3个参数对鱼雷弹道都有影响,由小深度向大深度发射鱼雷时,横舵管制舵角应设为正值,由大深度向小深度发射鱼雷时,横舵管制舵角应设为负值,并尽量缩短动力电池激活时间,提高鱼雷出管速度,电动力鱼雷管外激活发射可获得较好的弹道.     

航行体出水俯仰双态特征研究

水下航行体垂直发射水弹道参数设计是水下发射技术研究的重要内容。在试验研究中发现,水下垂直发射时出水过程水弹道会出现俯仰双态特征,为了分析出水姿态变化规律,基于水下垂直发射水弹道理论模型并结合试验结果,对造成出水俯仰双态特征的机理进行了分析,获得了造成出水俯仰双态的原因及影响规律,为水弹道规律研究和参数设计奠定了基础。     

舰载导弹垂直弹射出筒姿态影响因素分析

针对舰载导弹发射问题,进行导弹出筒姿态影响因素研究。基于能量谱原理对舰艇随机摇荡运动进行了数值模拟;利用多体动力学原理建立发射系统模型,分析了舰艇的横摇、纵摇、垂荡、航速和导轨间隙对导弹出筒姿态的影响;建立了参数化模型对间隙进行了优化。分析结果表明,横摇、纵摇及间隙对导弹出筒姿态存在一定影响,垂荡和航速几乎不产生影响。得出系统总体设计方案基本可行,研究为发射系统初步设计评估和再设计提供参考。     

潜艇导弹水下弹道仿真研究

运用水下仿真技术,对系统采集的数据进行处理研究;建立运载器水下运动的数学模型;研究复杂环境条件对发射瞬间状态、水下弹道、出水姿态的影响;通过仿真技术较准确地预测和分析了运载器水中弹道。     

考虑气动干扰的导弹内埋式发射弹道研究

针对导弹从内埋武器舱发射后受到复杂气动干扰对初始弹道和自控终点散布产生影响的问题,研究了计算流体力学(CFD)与六自由度方程联合数值仿真方法,建立了载机和导弹的计算模型,编写了弹道程序,基于动网格技术,准确模拟了导弹的运动过程,获得了在发射初始无控段导弹的受力、位移和姿态角等参数,并为有控弹道自控终点散布仿真提供初始条件。仿真结果表明,气动干扰对内埋导弹发射后初始弹道和自控终点纵向、侧向散布影响明显。该研究可解决导弹气动与运动紧密耦合的问题。     

风载荷对舰载导弹出筒影响的仿真

针对舰载导弹垂直冷发射装置位于甲板之下容易忽略所受风载荷作用的问题,对风载荷对舰载导弹出筒 影响进行仿真研究。分析高海情条件下导弹出筒后所受风载荷作用特点,建立风载荷模型,根据导弹的出筒状态将 风载荷等效为变力矩和恒力的作用,用3 维建模软件Solidworks 构建发射模型,并导入到ADAMS 软件中进行模型 参数和约束条件的设定,聚焦导弹出筒的水平、弹射高度偏差以及姿态角3 个影响指标,对无风和有风情况下导弹 发射出筒进行仿真。仿真结果表明：风载荷对导弹出筒轨迹水平方向产生的位移影响较明显,对导弹姿态角和弹射 高度的影响较小。该研究对实际工作具有较好的指导作用。     

潜射导弹出水过程水弹道及流体动力研究进展

介绍了潜射导弹水下发射及出水过程的研究现状,包括潜射导弹出水过程气、水两相物性参数的变化,艇速和波浪对潜射导弹出水过程水下弹道和流体动力特性影响等.对潜射导弹出水过程水弹道及流体动力研究的未来发展进行了展望.     

导弹热发射方式增推效能研究

为研究导弹热发射增推效能,设计了3种不同方式的排导空间。建立导弹热发射过程的控制方程和导弹全区域结构化网格模型,使用计算流体力学方法进行仿真,分别采用2阶迎风格式和全隐式方法进行空间离散和时间离散;计算了3种不同排导空间条件下导弹的出筒过程、出筒速度,分析导弹发射时筒内气动特征和导弹在发射筒内运动时增推力随导弹位移的变化过程。数值计算结果与原理验证试验结果符合较好。对不同条件下导弹出筒速度的仿真计算结果表明,采用筒式热发射,可以通过改变排导空间的方法实现燃气能量的再利用,将筒内燃气的气动力转换为推动导弹运动的推力,形成额外的增推力,提升导弹筒内运动速度,降低导弹出筒消耗的能量。     

基于多燃气动力的水下变深度发射内弹道

为研究水下变深度发射导弹的内弹道问题,通过由多个燃气发生器组成的弹射动力系统,建立了水下发射的内弹道计算模型,介绍了可同时满足多种深度发射的内弹道仿真方法,进行了仿真计算。结果表明:在20～60 m的深度范围发射,可以通过调节3个燃气发生器的点火时序,得到18.9 m/s±3.4 m/s的出筒速度调节范围。由多燃气发生器组成的弹射动力系统是解决变深度发射导弹的有效途径。     

导弹水下垂直发射过程数值仿真分析

潜载导弹发射时处于深水环境,导弹运动过程中所承受的载荷及发射装置承受的载荷等都与陆基发射有很大差别。利用Fluent动网格技术结合多相流模型对发射时导弹筒内运动过程的非定常流场进行仿真,重点分析不同发射水深、不同内外筒排导间隙情况下导弹出筒速度以及弹体、发射筒受力等。     

潜射导弹出筒速度影响因素相关性分析

针对潜射导弹出筒速度影响因素的问题,建立精确的潜射导弹出筒速度解析模型。利用简单相关法、偏 相关分析法,根据实测数据,对发射深度、潜艇对流航速、海流对地速度、海流流向和海情(有效波高)等因素进行 相关性分析,找到与出筒速度显著相关的因素。该研究结果对潜射导弹的可靠发射具有指导作用。     

潜射导弹水下运动过程仿真分析

为保证潜射导弹在不确定的海洋环境中能顺利出水,建立了潜射导弹水下及出水运动数学模型,对冷、热2种发射形式的导弹在无控、PID全程控制、模糊PID分段控制3种状态下的水下运动情况进行了仿真分析.结果表明,低海况下的海浪对导弹的出水姿态影响较小,高海况则不适宜进行导弹发射任务;在不确定的海况影响下,模糊PlD分段控制较PID全程控制更适合对导弹的出水姿态进行控制.     

潜载导弹垂直发射横向振动特性仿真分析

潜射导弹在出筒上升过程中是个复杂的动力学过程,直接决定了导弹出筒后的弹道变化特征。在分析了导弹的流体动力特性、弹性密封环的变形应力特征及其与弹体耦合作用的情况下,建立了潜射导弹垂直发射横向动力学模型。重点对出筒过程弹体横向振动及其特性进行了仿真研究,提出了抑制弹体横向振动的解决方法。结果表明,密封环抗压刚度和尺寸对导弹横向振动特性均有较大影响。研究结果可以为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。