无伞无翼子弹药气动仿真及落点散布研究

为研究布撒集束筒中无伞无翼子弹药的空气动力学特性和标定影响集束筒中4枚子弹药轴向抛撒落点散布的各个要素,应用系统动力学和计算流体力学等方法对非轴对称子弹药弹体外形在低马赫数、高粘性下进行气动仿真,分析了其外在流场,获取了气动参数;编写了弹道程序,分析并标定了抛撒过程中影响集束筒中4枚子弹药落点散布的要素,总结出了相关要素影响落点散布的规律。结果表明:抛撒高度、牵连速度、集束筒轴线与水平面夹角、抛撒速度对子弹药落点间距影响较大;抛撒高度、子弹药牵连速度对子弹药落点间距散布均匀性影响较大;集束筒轴线与水平面夹角对子弹落点区域中心位置影响较大。     

基于侧向抛撒方式的子弹落点模拟方法研究

建立了基于侧向抛撒方式的子弹散布模型并通过弹道仿真对模型进行了检验,给出了考虑抛撒瞬时气动干扰的子弹落点模拟方法,分析了抛撒瞬时的气动干扰对径向散布均匀性的影响。     

航空末敏弹子弹地面散布研究

为研究航空末敏子母弹子弹的地面散布问题,基于欧拉方法建立了航空末敏子母弹的母弹飞行阶段六自由度数学模型,基于拉格朗日多刚体建模方法建立了子弹减速阶段以及稳态扫描阶段的动力学模型,对衔接段做合理假设后,得到了航空末敏弹的全弹道模型; 分析了载机水平投弹速度和抛撒速度对子弹地面散布情况的影响。仿真结果表明:末敏子弹散布x、z轴方向落点间距与抛撒速度大小成正比; 末敏子弹散布x轴方向的落点间距与载机的水平投弹速度大小成正比,投弹速度对z轴方向的落点间距基本没有影响。     

子母弹椭圆散布模型的建立与仿真

子弹落点抽样模型的构建是应用统计实验法进行子母弹毁伤效果评估的基础.依据子母弹子弹的实际散布特征,建立了在抛撒中心区域存在毁伤盲区、子弹呈椭圆环散布时的子弹抽样模型.然后,根据所建模型对机场跑道失效率和平均命中子弹头数进行了仿真评估,并针对仿真结果分析了椭圆散布对打击效果的影响.构建的子弹散布模型同时适用于椭圆散布与圆散布两种情形,可用来进行各种形式的子母弹落点模拟研究.     

子弹药落点散布随机模拟方法

为了模拟子弹药抛撒后在地面上的落点分布情况,在经典外弹道模型的基础上,通过对影响子弹药落点散布因素的分析,筛选出了几个对子弹药落点散布影响较大的因素,对这几个因素进行随机化处理,提出了一种模拟子弹药落点散布的方法,建立了子弹药落点散布随机模拟模型,得到了子弹药在各随机因素作用下的落点散布情况;结果表明:该方法获得的子弹落点与实际情形吻合得更好。     

集束子弹药落点分布关键影响因素分析

为研究子弹药不同抛撒初始条件对子弹药抛撒散布特性的影响规律,以某种集束弹药为研究对象,考虑 随机因素对子弹药抛撒散布的影响,建立子弹药抛撒运动学模型。通过仿真分析得到子弹药抛撒运动规律和落点散 布规律,选取母弹抛撒高度、母弹存速、母弹转速和母弹俯仰角4 种子弹药抛撒关键因素,运用数值仿真的方法分 析单一因素不同初始条件对子弹药落点散布的影响,并总结4 种关键因素的影响规律。     

子母弹抛撒参数优化与抛撒/盲区半径误差分析

以抛撒半径和抛撒盲区作为优化目标,以母弹抛撒时的高度、速度、当地弹道倾角、子弹最大抛撒速度和子弹最小抛撒速度等抛撒参数为优化变量,研究了子母弹抛撒参数优化设计方法.以该优化方法计算了一个算例,利用计算得到的偏导数进行了抛撒半径和盲区半径的误差分析.     

带导向管的子母弹活塞式抛撒弹道建模及数值仿真

在子母弹活塞式抛撒背景下,提出了带导向管的抛撒机构,分析单燃烧室和双燃烧室结构工作原理,对子母弹系统抛撒散布过程的计算方法进行探讨,建立抛撒过程内弹道方程组及子弹散布模型,并在此基础上进行了数值仿真。系统总结了子母弹活塞式抛撒特点及性质;将带有导向管的活塞式抛撒技术和母弹旋转融合在一起,增强了子弹空中散布效能;子弹弹道模型及仿真给出了子弹空中运动规律及散布规律。为抛撒过程的研究、抛撒机构的工程化设计和结构优化、空中抛撒散布效果分析提供理论参考。     

火箭助飞连续爆炸式声源子弹抛撒落点分析

针对爆炸声源子弹落点间距的要求,建立火箭外弹道和子弹抛撒数学模型,分析子弹落点随弹道高度的变化规律,研究子弹不同落点间距与爆炸声源传播损失、水中冲击波超压峰值及布放距离之间的关系.结果表明:母弹开舱点位置将直接影响子弹落点间距和布放距离.所得结论为选取合理的开舱点位置提供了参考依据.     

序爆子弹降低抛撒后相互殉爆可能的时序优化排布

针对水中序爆子弹抛撒后间距过小可能相互殉爆或影响工作性能的问题,通过陆上抛撒试验落点坐标数据统计分析,得到子弹抛撒后距离分布.不相邻子弹抛撒后距离均值多显著大于相邻子弹,且子弹层距越大,抛撒后两层子弹间距离均值也越大.据此进行了母弹内同层子弹和不同层间子弹装配时序优化排布,以有利于降低子弹抛撒后相互殉爆和因爆炸冲击引起的机械结构或电路失效的可能性,提高子弹正常工作概率.     

基于模糊C均值聚类方法的子母弹落点识别

对子母弹落点的随机特点进行了分析,基于模糊C均值聚类方法,分析了一定面积上散布子弹的分布中心及类别,提出了由单个子弹落点特征判断识别该子弹在母弹腔体中所处位置的计算方法,该方法通过了模拟计算,识别效果较明显.     

基于粒子群优化算法的子母弹最佳抛撒半径选择

子母弹抛撒半径是由产品和射击条件决定的,是评定子母弹打击效果的必要条件.为了使子母弹对目标的打击效果达到最佳,需要确定子母弹最佳抛撒半径.针对子母弹打击机场跑道问题,通过Monte Carlo方法模拟子弹落点并计算机场跑道的失效率.基于粒子群优化算法,对子母弹抛撒半径进行优化求解,使跑道失效率达到最大值.仿真结果表明,粒子群优化算法能够有效的达到或接近全局最优.同时,与遗传算法相比,粒子群优化算法收敛速度更快,精度更高,能够有效的求解子母弹最佳抛撒半径问题.     

传感侦察炮弹子弹弹道模型建立与仿真

分析了传感侦察炮弹子弹的弹道特性和伞-弹受力情况,建立了侦察子弹在减速段和稳定下落段运动微分方程,并进行了仿真计算,仿真结果与实弹射击试验结果基本一致,较好地反映了侦察子弹的弹道特性.该模型可用于传感侦察炮弹的总体设计以及决定射击诸元.     

基于MOEA/D算法的多脉冲末修子弹多目标优化设计研究

针对多脉冲末修子弹设计中脱靶量、落地时间、弹着角等优化目标间的强烈冲突性问题,以其修正段为研究对象,建立了以初始高度、初始落速、单个脉冲发动机冲量为决策变量,以打靶误差、落地时间、弹着角、脉冲发动机耗能为目标函数的三种多目标优化模型,并采用MOEA/D算法进行仿真计算.结果表明:所求Pareto最优解较符合工程实际问题,有助于设计人员选择合理参数优化弹道,对多脉冲修正子弹的总体设计有着重要的参考意义.     

靶场试验环境条件下战术导弹子弹药的飞行弹道仿真

针对战术导弹靶场试验中存在的子弹飞行故障和子弹鉴定子样不足等问题，通过分析子弹运动规律及环境诸因素对子弹飞行弹道的影响，综合考虑子弹气动外形等因素，建立了子弹飞行动力学模型．经仿真运行，得到了子弹飞行弹道，并可获取其它飞行参数，为分析子弹飞行故障、获取仿真样本和研究子弹落点散布规律提供了有效手段．     

封锁型子母弹对机场的封锁效能

提出了使用封锁型子母弹对机场跑道进行封锁的概念,并与传统封锁方法进行比较;利用数值模拟法近似求出子弹落点坐标,运用矩阵仿真法算出封锁型子母弹的封锁概率.基于空间封锁概率和时间封锁效率,分析了使用封锁型子母弹的优势.计算结果表明,封锁型子母弹比传统封锁弹药具有更高的封锁效能,并能更有效地维持封锁机场的状态.     

小型子弹抛撒后的飞行力学特性影响研究

利用子弹尾翼展开过程风洞试验气动特性和尾翼在驱动力作用下在不同张开位置对应时间的测量结果,分析研究子弹抛撒引起的初始角速率对飞行攻角的影响;根据子弹飞行过程中最大攻角限制,确定子弹抛撒初始角速率控制范围。子弹抛撒初始角速率要求可进一步放宽,研究结果对子母弹药子弹抛撒设计中姿态调整具有现实意义。     

集束战斗部子弹药抛撒半径及母弹解爆高度确定方法

介绍了集束战斗部性能指标要求的论证方法 .分析了影响战斗部攻击效能的因素 .给出了集束战斗部子弹药抛撒半径及母弹解爆高度的确定方法 .     

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。