非线性马格努斯力矩对弹丸共振不稳定性的影响

采用慢变参数法研究了低速旋转尾翼式弹丸在大攻角飞行时，受非线性Magnus力矩作用的共振不稳定性．求出了共振期间的角运动的近双解析解，经数值计算表明精度是可以保证的．还着重讨论了弹轴自由运动趋于稳志后和一般情况下发生共期间的攻角变化规律及其特性，并得出了共振期间强迫响应稳定的条件。     

非线性力矩作用下气动偏心弹丸强迫圆锥运动稳定性条件

为了指导无伞末敏弹等气动非对称弹丸的结构设计和气动设计,建立了气动偏心弹丸在三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的攻角方程,运用平均法求解了方程的近似解析解及其线性变分方程。在此基础上,根据Hurwitz判别准则,得到了气动偏心弹丸做强迫圆锥运动的渐近稳定条件,分析了该条件的物理意义,并应用数值计算算例对该条件进行了验证。结果表明,当自转角速度和气动偏心角满足一定的约束条件时,三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的弹丸可以实现固定攻角的稳定强迫圆锥运动。     

用带约束条件的矩阵最小二乘法处理靶道实验数据

用Chapman-kirk法处理靶道实验数据时,要针对试验弹丸的类型和测试数据的精度建立相应的弹丸运动微分方程组,并由此建立相应的参数微分方程组,然后编制计算机程序求取对应的气动力系数。当试验弹丸的类型不同或所采用的气动力和力矩的表达式不同时,必须对已编好的程度进行修改。这是一件麻烦事。本文探讨采阁统一的弹丸运动微分方程组,采用统一的数据处理程序,而把不同的弹丸类型(炮弹、尾翼弹、火箭弹)和不同的气动力表达式(线性、非线性)用引进不同的约束条件的方法来加以解决。从而使Chapman-kirkif法具有更大的灵活性。     

用带约束条件的矩阵最小二乘法处理靶道实验数据

用 Chapman-kirk 法处理靶道实验数据时,要针对试验弹丸的类型和测试数据的精度建立相应的弹丸运动微分方程组,并由此建立相应的参数微分方程组,然后编制计算机程序求取对应的气动力系数.当试验弹丸的类型不同或所采用的气动力和力矩的表达式不同时,必须对已编好的程度进行修改.这是一件麻烦事.本文探讨采用统一的弹丸运动微分方程组,采用统一的数据处理程序,而把不同的弹丸类型(炮弹、尾翼弹、火箭弹)和不同的气动力表达式(线性、非线性)用引进不同的约束条件的方法来加以解决,从而使 Chapman—kirkif 法具有更大的灵活性.     

尾翼弹平面非线性运动的极限环

本文研究了具有小阻尼和弱非线性静力矩的尾翼弹的平面非线性运动。用稳定的极限环解释了某些尾翼弹可以产生自激振动;用不稳定的极限环探讨了某些尾翼弹掉弹的原因。为了减小自振的影响和消除偶然掉弹,应增大阻尼力矩和升力的非线性部分,减小阻力的非线性部分。     

迫击炮炮弹近弹判别准则

本文给出了追击炮炮弹在线性偏航力矩和非线性赤道阻尼力矩作用下产生近弹的判别准则,该结论也适用其它类型不旋转或转速较低的尾翼式弹箭的稳定性分析。     

滑动弹带弹丸炮口转速的计算方法研究

针对线膛火炮发射的装滑动弹带尾翼稳定的弹丸，其炮口转速是由滑动弹带环所提供的摩擦力矩控制，分析确定了摩擦面位于弹带环与压螺之间的接触表面，提出了弹丸炮口转速的计算方法，计算结果与实际接近，可供线膛火炮发射装滑动弹带尾翼稳定的炮射导弹，炮射末制导炮弹以及弹丸的炮口转速设计计算使用。     

非对称外壳形成倾斜尾翼EFP的数值模拟

对非对称外壳形成倾斜尾翼EFP进行了数值模拟。通过利用LS-DYNA软件和流固耦合方法,对所设计的采用非对称变壁厚外壳的药型罩的成型过程进行数值计算,并与对称外壳进行了比较,分析了直尾翼和倾斜尾翼形成过程的异同。数值模拟结果表明,非对称外壳可以形成倾斜尾翼EFP,倾斜尾翼可以为弹丸提供导转力矩,使EFP在飞行中旋转,从而改善飞行稳定性并提高着靶精度。     

有自由旋转尾翼制动转矩系统的遥控鸭翼弹

为了确定十字形固定尾翼和自由旋转尾翼鸭式导弹的超音速静态气动特性,进行了风洞实验研究。用一个电磁制动系统研究了自由旋转尾翼的机械耦合效应。这种电磁制动系统能够用连续测量尾翼对弹体的滚转力矩和尾翼旋转速率的方法,提供尾翼随机制动转矩。研究结果表明:采用自由旋转尾翼的布局可以减小和线化由于鸭翼偏航控制所产生的诱导滚转力矩,并且可以消除固定尾翼鸭式导弹特有的鸭翼滚转控制逆转现象。实验数据表明,适当选择支承摩擦力的大小, 就可以使自由旋转尾翼式的鸭翼导弹获得令人满意的气动特性,其中包括减小不利的滚转力矩和降低尾冀的自旋速率。     

迫击炮弹引信精确制导组件气动外形优化

为了给二维弹道修正精确制导组件气动外形设计提供参考,将Fluent流体仿真与编制的外弹道解算程序相结合。利用Fluent所得到的升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数、赤道阻尼力矩系数以及稳定储备量等弹丸气动参数导入弹丸运动方程,分析其外弹道特性,对该二维弹道修正精确制导组件所使用固定鸭舵的舵截面翼型、面积、形状、斜置角、位置以及弹丸尾翼的形状和面积进行了气动优化设计。仿真验证结果表明,鸭舵添加后明显增大了弹丸阻力系数,并且鸭舵的位置越靠近弹体顶部,越不利于弹丸的稳定。对于所配用的迫击炮弹,鸭舵截面翼型取低速翼型系列中相对弯度为0,最大弯度为0,相对厚度为12%的NACA 0012翼型,单个鸭舵面积为723 mm~2、控制舵斜置角为4°、差动舵斜置角为6°、单个尾翼面积为4 567 mm~2,在弹丸初速341 m/s,射角45°时的最大横向修正距离可达112.61 m,满足设计要求。     

防空制导炮弹有控弹道动态稳定性分析

简述了弹丸动态稳定性的研究状况。针对一对鸭舵、尾翼稳定式防空制导炮弹,建立了鸭舵控制作用下的有控弹道角运动模型,采用李雅普诺夫直接法导出有控炮弹自由运动动稳定条件。通过求解角运动方程,分析了舵面偏转条件下的弹丸受迫运动稳定性,分别讨论了影响自由运动和受迫运动稳定性的因素。结果表明,舵面参数与弹丸转速是影响有控弹道动稳定的主要因素,须在气动布局参数设计和弹道设计时加以合理控制。     

在弹道直线段上仅考虑非线性静力矩时弹丸的非线性运动

本文在仅考虑正弦静力矩和三次方静力矩的特殊情况下导出了在弹道直线段上弹丸非线性运动的解析解,得出了运动稳定的条件,分析了弹轴运动的规律,并将非线性运动与线性运动作了对比。从中可以看出非线性运动的几个主要特点,即线性运动攻角可用圆函数表示而非线性运动攻角必须用椭圆函数表示,非线性运动的稳定性和周期与起始条件有关,并且存在极限运动。     

含尾翼张开运动的膛口流场三维数值模拟

带尾翼稳定装置的弹丸,尾翼在张开过程中会受到膛口流场的强烈扰动,导致尾翼结构变形甚至损坏,致使弹丸不能正常飞行.因此有必要对含尾翼弹丸的膛口流场进行数值模拟分析.运用三维N-S方程结合FLUENT局部重构法,对弹丸飞出制退器以及尾翼张开过程的膛口流场进行数值模拟和分析;根据数值仿真结果分析了膛口流场对尾翼受力状况和运动状态的影响;所得结论对研究膛口气流流动,尾翼的结构设计及后效期有效张开具有一定参考意义.     

纵向折叠尾翼展开过程的分析

1.前言尾翼展开过程对弹丸的初始弹道具有重要影响,这正是进行这种研究的一个原因。但是,本文在分析时却只能认为弹道是给定的,且尾翼的展开过程对于弹丸的飞行速度和加速度的影响忽略不计。弹丸从火炮射出的过程中,往往由于后效气体或展开装置的解脱(如弹簧、插销等)提供的起始冲量,使尾翼获得一个展开运动的初始角速度。本文认为这个初始展开角速     

对弹丸膛内运动状态及其处理方法的讨论

本文给出了弹丸在膛内运动状态的判据,讨论了在各种运动状态下对弹丸运动的处理方法;导得了各种运动状态下弹丸前定心部所受炮膛接触力及其力矩的表达式。     

弹丸动稳定性的物理解释

本文根据弹丸受力和运动情况,从物理意义上解释了马格努斯力矩和赤道阻尼力矩引起弹丸动不稳定性问题。     

固定鸭舵式弹道修正弹二体系统建模

固定鸭舵式二维弹道修正弹修正组件相对弹体具有不同的滚转角速度,传统6D弹道模型不能有效描述弹丸的运动特性和规律。针对该问题,在修正组件和弹体无气动耦合的假设下,研究了修正组件、弹体的运动与弹丸运动的关系,分析了弹丸飞行过程中两刚体间的相互作用,综合两刚体的运动学和动力学方程建立了7D弹道模型。针对某型尾翼稳定弹建立了仿真模型,并对不同面积、不同舵偏角、不同修正组件质量3种状态进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型可有效描述弹丸在飞行过程中的运动状态,且能够反映弹丸的弹道特性和运动规律。该模型可用于该型弹丸的弹道解算,并为该类弹丸的研究提供依据。     

形成尾翼爆炸成型弹丸的一种新方法

提出了形成尾翼爆炸成型弹丸的一种新方法,并用数值模拟手段验证了该方法。建立了数值计算模型,以正六边形罩 EFP 装药结构为例,展示了正多边形罩形成尾翼爆炸成型弹丸的过程。利用数值计算的结果分析了正多边形罩形成尾翼弹丸的机理。数值模拟结果及其分析表明:文中提出的方法可用于形成尾翼爆炸成型弹丸,且弹丸性能较优。     

挤进过程中杆式弹材料的动应力响应

应用ＡＤＩＮＡ自动动态增量非线性分析有限元程序，计算分析了１２５ｍｍ尾翼稳定杆式穿甲弹在挤进过程中弹带及弹托材料的动态弹塑性应力场，确定了弹丸上弹带区的径向应力、轴向应力、环向应力、第四强度等效应力场分布规律、运动、变形和所存在的高应力区域及危险区域，并就运动参量与实验结果作了比较。为１２５ｍｍ杆式弹弹带、弹托及弹芯的优化设计提供了依据。     

陀螺力矩的力学实质及陀螺效应对弹丸运动规律的影响

提出了旋转稳定炮弹陀螺力矩的统一表达式，论述了其力学实质，分析了陀螺效应对弹丸运动规律的影响，讨论了传统的陀螺力矩与本文的陀螺力矩的差别及其引起的弹丸运动规律的差异。指出这种差异在大射角时是显著的，应加以考虑。