超高速弹箭飞行弹道研究

超高速弹箭在飞行弹道上将会出现表面气动加热烧蚀现象,烧蚀变形将影响作用在弹上的空气动力,从而影响飞行弹道。这种烧蚀变形、气动力、外弹道之间的相互影响、相互变化是在飞行弹道上同时存在、相互依附的,对外弹道求解与普通弹箭有很大区别。对此进行了研究,并对超高速弹箭的飞行弹道进行了数值分析,其结果对今后深入开展这方面研究有一定参考意义。     

牛皮模拟靶标的弹道损伤特性

为研究牛皮模拟靶标与人体皮肤的相似性,开展离体牛皮和活体动物的弹道冲击试验以及离体牛皮的力学性能试验.分析牛皮力学性能、极限穿透特性,以及动物和牛皮的冲击损伤特征.结果表明:牛皮与人体死尸(PMHS)皮肤的拉伸失效过程表现出相似的3段:缓慢上升、线性上升、急速下降,应变能密度、失效强度和失效应变相对误差分别为6.56％...     

基于Matlab的创伤弹道三维重构

为了快速获得准确的弹创空腔三维模型,首先对用X射线以正交方式同步拍摄的两张瞬时创伤空腔图像进行格式转换、对比度调整和除噪等预处理,然后采用水平集算法提取正交图像的边缘轮廓,最后在对瞬时创伤空腔剖面形状进行椭圆近似的基础上,利用Matlab强大的数据可视化功能进行三维重构。结果表明,该方法建立的弹创空腔三维模型直观、有效,可以为弹药设计和战伤救治提供理论依据。     

破片对生物致伤效应的试验研究

以钢球与榴弹破片对动物体及其模拟物进行致伤试验与研究,找出破片参数对软靶的致伤效应间准确的定量关系,并建立了投射物侵彻彻软靶的数学模型。提出钢球导致长骨直接或间接骨折的判据并对发生间接骨折的成因提出新见解。系统地研究了高速投射物对动物所造成的间接损伤作用,提出有关的规律及判据。     

弹道靶道数据判读与处理方法研究

针对我国常规兵器弹道靶道的双重田字形基准系统 ,结合试验操作实际 ,导出了相机和火花光源均不在双重田字网格中心轴线上的一般条件下 ,相机物空间任意一点与相机底片上像点坐标之间的换算关系 ,并建立了相应的图像判读与数据处理方法。静态照像试验证明 ,方法正确可靠 ,测量精度更高 ,应用于靶道试验可以简化标定操作 ,使试验效率大大提高。     

陶瓷复合装甲弹道极限速度与抗重复打击性能研究

为研究某型轻质陶瓷/纤维复合装甲(碳化硼陶瓷/碳纤维/芳纶/超高分子量聚乙烯)抗12.7 mm穿甲燃烧弹打击的能力,试验得到了单发12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻轻质陶瓷/纤维复合装甲的弹道极限速度。借助LS-DYNA软件建立枪弹侵彻陶瓷复合装甲的有限元模型,采用有限单元-光滑粒子耦合算法(FEM-SPH)计算了其极限穿透速度,分析得到了侵彻过程中陶瓷复合装甲的响应特性,仿真弹道极限速度结果与试验的误差小于5%,验证了模型的合理性。在此基础上进一步研究了靶板的有效防护区域分布和抗双发枪弹重复打击的能力及其影响因素。结果表明：陶瓷复合装甲平面内抗弹性能并不一致,受弹着点位置影响可大致分为中心区、偏心区和边缘区。偏心区整体抗侵彻性能优于中心区,但是背板变形量更大,平均增加了约30%,复合材料层间分层破坏明显;边缘区由于不能形成完整的陶瓷锥,抗侵彻性能最差,不能形成有效防护。靶板抗双发枪弹打击的能力受着靶间距的影响,当枪弹同时着靶时,若着靶间距不小于4倍弹体直径,靶板可以抗双发枪弹重复打击;当枪弹先后着靶时,若着靶间距不小于6倍弹体直径,靶板可以抗双发枪弹重复打击。     

旋转稳定弹的弹道相似原理研究

以旋转稳定脱壳穿甲弹为对象,推导了不同口径时弹芯的弹道相似原理,得到了两弹在飞行时间、飞行速度、飞行距离、旋转速度和章动特性等弹道参数上的相似条件和相似关系。通过弹道仿真计算验证了本文提出的弹道相似原理以及相似关系的精度。     

混凝土侵彻过程中弹道偏转的影响因素和规律研究

为了研究弹体斜侵彻半无限厚混凝土过程中不同因素对弹道偏转的影响规律,采用半经验公式法,确定了靶体响应力函数,然后利用ABAQUS,将靶体响应力函数加载到弹体表面作为有限元计算的边界条件,计算得到了弹体侵彻混凝土时弹体质心运动轨迹。分析发现,倾角越大,倾角对侵彻深度和偏转角的影响越明显;入射速度对弹道偏转的影响随着入射速度的增大呈现减小的趋势;质心位置越靠近弹体尾部,弹道偏转越大,越不利于侵彻。     

弹体斜侵彻多层混凝土靶的弹道特性研究

为了研究弹体斜侵彻多层混凝土靶板后的弹道特性,利用 ANSYS ／LS-DYNA 有限元软件,对弹体在不同着角和速度的初始条件下斜侵彻三层混凝土靶板的过程进行数值计算。结果表明：小着角对弹道偏转有一定的抑制作用,而大着角恰恰相反;速度较小时,增大初始速度会增大弹体的弹道偏转角;弹体贯穿每层靶板的速度随着初始着角的增大衰减加快,随着初始速度的增大近似为线性关系。     

基于Matlab的巡航靶弹水平机动弹道设计与仿真

基于Matlab模块化仿真设计思想,根据某巡航式靶弹弹道模型的特点,开发了由9个数学模型组成的完整的弹道设计与仿真模型,建立了靶弹实现中空水平蛇形机动的方案飞行弹道计算模型,对弹道进行仿真计算,并对计算结果进行了分析.仿真计算表明,该模型较好地模拟了靶弹的水平机动弹道和其他运动特征,为总体分析和控制系统设计提供了依据.     

高与超高性能钢纤维混凝土的抗侵彻性能研究

为研究不同强度等级的高与超高性能钢纤维混凝土材料的抗侵彻性能,采用25 mm口径弹道炮开展了初速度500～850 m/s的正侵彻实验,利用高速摄影系统记录了弹体的着靶姿态及靶体的动态破坏过程,采用非线性有限元方法对侵彻全过程进行了数值模拟.实验结果表明,随着混凝土强度等级的提高及钢纤维掺量的增加,侵彻深度略有减小,但这种差距随着强度等级的提高越来越小;随着纤维掺量的提高及侵彻速度的降低,材料破坏程度明显减弱.     

高速旋转引信弹道簧的受力和变形分析

弹道簧抗力在引信高速旋转下是否发生剧烈变化是引信安全性分析的重要因素之一。采用解析法及有限元两种方法分析引信弹道簧在高速旋转状态下的力学特性,并对两种方法的计算结果进行比较。分析表明,在通常转速范围内,旋转惯性力对弹道簧变形影响很小,可以忽略。只有在转速极高时,弹道簧才会产生局部严重变形。该结论说明在一般情况下引信早炸故障不是由于弹道簧在高速旋转下抗力下降引起的。     

弹体高速侵彻半无限钢靶的研究

针对目前超出常规火炮炮口初速范围的弹丸侵彻规律研究匮乏的问题,提出一种弹体高速侵彻半无限钢靶的研究方法。在常规火炮速度范围的基础上,以高速发射平台为运用背景,拓宽了初速范围。利用 Autodyn 软件的Lagrange算法对不同长径比的钨合金弹体在1.0～2.5 km/s内侵彻38CrMoAl半无限钢靶进行数值仿真研究。根据数值仿真结果,对弹丸的侵彻规律进行分析研究。仿真结果表明：侵彻初速增大后,弹丸侵彻深度与相对穿深非线性增长;高速弹丸总侵彻时间较低速时更短,侵彻过程更迅速。     

手枪弹撞击戴防弹头盔人体头颈部靶标的钝击效应

防弹头盔虽然能有效防御手枪弹的贯穿性杀伤,但是头盔的瞬态变形仍有可能对人体头部造成严重损伤。为研究头盔致头部钝击伤,采用仿真软件Abaqus用户材料子程序VUMAT编写适用于模拟复合材料防弹头盔力学性能的渐进损伤本构模型,基于防弹头盔三维数字图像相关法试验结果验证了仿真模型的准确性;开展9 mm铅芯手枪弹以343 m/s的速度撞击佩戴防弹头盔人体头颈部靶标的数值模拟,获得头盔鼓包高度、颅骨应力、颅内压力和颈椎应力等钝击效应特征量。研究结果表明：头盔未佩戴在人体头部时,顶部弹着点处的瞬态最大鼓包高度可以达到27.7 mm;头盔佩戴在人体头部后,由于头部的支撑作用,弹着点处的头盔壳瞬态最大变形量减小为10.73 mm;钝击过程中颅骨上的最大应力达到46.97 MPa,并有单元失效,表明颅骨发生了凹陷性骨折;颅内压力最大值达到208.7 kPa,能够造成大脑等重要器官的中度损伤;各颈椎骨上均有较大应力;各椎间盘中心髓核处应力较大,C₂～C₃椎间盘上的应力最大,达到2.65 MPa。     

类椭圆截面战斗部侵彻混凝土弹道特性研究

为研究类椭圆截面战斗部对混凝土靶板的侵彻问题,获得具有更好的侵彻特性的类椭圆截面战斗部,对 类椭圆截面战斗部侵彻混凝土弹道特性进行研究。定义类椭圆截面战斗部的截面特征参数,利用LS-DYNA 软件对 不同特征参数下的类椭圆截面战斗部建立有限元模型,仿真侵彻过程,并通过young 公式确定数值仿真结果。结果 表明：弹丸在侵彻过程中的纵向偏移量随截面特征系数的增大而减小,弹丸总侵彻深度与截面特征系数反向变动。     

兵器目标与环境数据库安全保密技术研究

兵器目标与环境特性数据库系统安全保密技术一直以来是研究的一个重点，保护系统软件与应用软件不被非法复制、篡改、不受病毒的侵害等，数据加密技术是为提高信息系统及数据的安全性和保密性，防止秘密数据被外部破析所采用的主要技术手段之一。     

外弹道气象诸元时空特性

为了准确获得外弹道气象诸元的时空特性,利用一元线性回归和多元线性回归等方法,根据已有外弹道气象诸元的研究以及技术规范要求,研究了气象诸元随时间、经度、纬度和海拔高度等影响因素变化的时空特性,建立了外弹道气象诸元时空特性求解公式模型。通过对青藏高原的气象探测资料计算分析,较为准确地获得了青藏高原外弹道气象诸元时空变化规律。     

火箭弹自力弹射内弹道特性

为消除火箭弹发射尾焰对发射装置周围人员及设备的威胁,提出了一种火箭弹自力弹射技术方案,将发射尾焰限制在发射筒内直至弹尾离筒.基于经典内弹道学推导得到火箭弹自力弹射的内弹道数学模型,并进行了低压室初始长度300 mm、低压室初始长度300 mm与低压室开有2个孔径为15 mm的孔、低压室初始长度150 mm 3种工况共5...     

近程高精度弹道导弹飞行性能

基于大量的飞行数值仿真对同发射条件下常规弹道导弹和制导滑翔增程弹两种导弹的弹道特征,飞行速度、轨迹倾角的变化规律及不同角度发射时制导滑翔增程弹的滑翔距离、脱靶量、可攻击区的大小进行了研究.经仿真计算可知该制导滑翔增程弹的攻击精度高于常规弹道导弹的攻击精度,最后得到其最优发射角度.     

基于匹配傅立叶变换的超高速运动目标检测

超高速运动目标是现代雷达目标检测中遇到的新情况。建立了超高速运动目标的回波模型,分析了其对目标检测中脉冲多普勒处理的影响,并提出了基于匹配傅立叶变换的脉冲多普勒处理方法。针对回波模型的特点,提出了一种计算量较小、物理含义清晰、搜索范围针对性强的超高速运动目标检测的实现算法,并对理论分析进行了仿真验证。