多排斜侧孔膛口制退器流场数值模拟

1

作者 邱明 谢昊 +2 位作者 宋杰 陶宇翔 廖振强 《弹道学报》 北大核心 2025年第1期121-128,共8页

为精确计算某航炮多排斜侧孔膛口制退器制退效率,综合考虑弹丸对火药气体膨胀的阻碍作用和斜侧孔对气体的加速作用,进行膛口流场数值模拟。首先,对30 mm航炮进行两相流内弹道计算,得到弹丸到达膛口位置时的膛内气流状态;然后,建立膛口... 为精确计算某航炮多排斜侧孔膛口制退器制退效率,综合考虑弹丸对火药气体膨胀的阻碍作用和斜侧孔对气体的加速作用,进行膛口流场数值模拟。首先,对30 mm航炮进行两相流内弹道计算,得到弹丸到达膛口位置时的膛内气流状态;然后,建立膛口流场三维N-S方程,考虑弹丸与火药气体的作用,采用多面体网格静止区域和六面体结构网格运动区域相结合的三维动网格方法,对弹丸经过每排斜侧孔时火药气体三维瞬态流动进行数值模拟,并与不考虑弹丸运动的情况进行对比。结果表明:斜侧孔能导入膛内高压火药气体,并形成超声速气流且从斜后方喷出,从而产生较大的反后坐冲量,制退效率达到38.4%;弹丸对火药气体膨胀存在阻碍作用,在斜侧孔处出现更强的锥形斜激波,从而使更多火药气体从斜侧孔喷出,增加反后坐冲量,因此,此类膛口制退器数值模拟中必须考虑弹丸运动。该研究为新型多排斜侧孔膛口制退器设计、航炮与飞机的动态匹配研究提供了参考。 展开更多

关键词 航炮 制退器 斜侧孔 动网格 三维流场 制退效率

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石墨烯改性水性聚氨酯胶体冲击响应与电磁波吸收特性

2

作者 李翔宇 苏子涵 梁民族 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期1-7,42,共8页

针对超高分子量聚乙烯纤维复合材料中的水性聚氨酯胶体,采用高导电石墨烯进行电磁波功能改性,制备出兼具优异力学性能与电磁波吸收能力的胶体材料。通过准静态拉伸实验和分离式霍普金森压杆动态实验系统研究其力学响应特性,并结合矢量... 针对超高分子量聚乙烯纤维复合材料中的水性聚氨酯胶体,采用高导电石墨烯进行电磁波功能改性,制备出兼具优异力学性能与电磁波吸收能力的胶体材料。通过准静态拉伸实验和分离式霍普金森压杆动态实验系统研究其力学响应特性,并结合矢量网络分析仪在1~18 GHz宽频段内对吸波性能进行测试。结果表明,改性水性聚氨酯材料在准静态和动态条件下均表现出优秀的弹性与韧性,动态加载下具有明显的应变率效应和较强的能量吸收能力,且破坏模式随应变率变化显著。电磁波吸收方面,材料在L和S波段内的反射损耗低于-22.3 dB,吸收率超过99%;在C和X波段仍维持良好吸收性能;在Ku波段吸收能力有所下降,但总体仍优于-12 dB。研究表明,高导电石墨烯的引入有效构建了稳定的导电网络结构,显著增强了材料的电磁响应能力,同时未显著削弱其力学强度。基于石墨烯改性水性聚氨酯胶体的超高分子量聚乙烯纤维复合材料,有望兼具电磁隐身与防弹抗爆功能,在战场防护领域具有重要应用潜力。 展开更多

关键词 改性水性聚氨酯胶体 高导电石墨烯 动态力学性能 电磁波吸收

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三种155 mm口径火炮弹带的磨损研究

3

作者 徐子晴 秦国辉 +5 位作者 张辰涵 李一鸣 张庆 李政 刘瑛 王经涛 《弹道学报》 北大核心 2025年第1期113-120,共8页

为深入研究弹带的磨损机制,探索弹带塑性变形的本质,对155 mm口径火炮3种弹带的表面形貌、成分、各部分组织及硬度进行对比。研究结果表明:尽管弹带具有不同的结构设计、成分构成以及各异的服役条件,但在服役后,其组织分布呈现出共性规... 为深入研究弹带的磨损机制,探索弹带塑性变形的本质,对155 mm口径火炮3种弹带的表面形貌、成分、各部分组织及硬度进行对比。研究结果表明:尽管弹带具有不同的结构设计、成分构成以及各异的服役条件,但在服役后,其组织分布呈现出共性规律,其磨损程度与空间位置密切相关。非导转侧磨损普遍较轻,其组织结构主要为等轴组织;弹带凸起部位顶部因摩擦产生细晶组织,而内部组织形貌基本保持不变;导转侧上部磨损最为严重,组织演变由表及里呈现出细晶组织、纤维组织、长条组织、等轴组织的空间分布;导转侧底部的磨损程度低于上部;弹带工作过程中变形集中在表面,距离表面200μm以上的内部组织形貌几乎不发生变化。硬度分析显示,非导转侧的硬度与弹带内部相近,而弹带凸起位置上部与导转侧上部均出现“软-硬”结构,其中细晶组织的硬度最低,纤维组织的硬度最高,等轴组织硬度居中。在3种弹带中,H96-2磨损最为严重,而H96-1磨损最小。 展开更多

关键词 弹带 梯度组织 塑性变形 磨损

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单兵火箭压缩气体助推弹射内弹道设计与性能优化

4

作者 吉敏思 陈四春 +3 位作者 郭着雨 韩硕 莫宗来 李军 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期67-76,共10页

以压缩气体助推弹射的单兵携行武器为研究对象,利用重叠网格技术和动网格技术建立了不同高压室初始压强、发射管长度和高压室直径下的压缩气体助推弹射内弹道模型;设置了9种不同工况,对弹药的发射过程进行数值仿真。结果表明,对于弹药初... 以压缩气体助推弹射的单兵携行武器为研究对象,利用重叠网格技术和动网格技术建立了不同高压室初始压强、发射管长度和高压室直径下的压缩气体助推弹射内弹道模型;设置了9种不同工况,对弹药的发射过程进行数值仿真。结果表明,对于弹药初速,高压室初始压强的影响最为显著,且初始压强越大,压缩气体能量利用效率越低,发射管长度与高压室直径则不影响压缩气体利用效率;根据仿真结果,确定了以弹药初速为优化目标的系统级设计参数与适用范围,建立二阶多项式的响应面拟合模型,对给定初速求解出在最小初始压强的条件下适配的发射系统结构参数,与仿真结果进行比较,表明拟合出的公式是可信的;利用气体流动做功特性,对高压室、低压室以及连接过渡结构进行深入研究,通过对比气压改变和气流平稳程度得出了合适的圆弧过渡尺寸。研究结果可为单兵武器压缩气体助推弹射技术研究提供参考。 展开更多

关键词 单兵火箭 内弹道 压缩气体弹射 流固耦合 优化仿真

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当量比对富氢燃气旋转爆轰自起爆传播特性的影响

5

作者 高文佳 白桥栋 +3 位作者 韩家祥 邱晗 刘嘱勇 翁春生 《弹道学报》 北大核心 2025年第1期9-19,53,共12页

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结... 针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结果表明:自起爆形成的初始旋转爆轰波强度较弱,会出现传播方向的改变和传播模态的改变。但通过旋转爆轰的自调节,最终能实现旋转爆轰的稳定自持传播。当预燃氧气流量在8 g/s左右,空气流量在270 g/s时,在当量比范围为0.85~1.98区间内,高温富氢燃气能够通过自起爆形成稳定的旋转爆轰波。当量比大于1.52时旋转爆轰波呈单波模态;随着当量比减小,转变为混合模态,即在同一工况下,单波、双波模态和单/双波过渡模态无规律地交替出现。当量比减小到0.96左右时,旋转爆轰波呈现出稳定双波模态;随着当量比的增加,自起爆延迟时间从138 ms缩减至106 ms。旋转爆轰波的传播速度随着当量比的增加先增大后减小。波速的最大值出现在当量比为1.33,此时波速为1278 m/s。 展开更多

关键词 高温富氢燃气 旋转爆轰 自起爆过程 传播模态 当量比

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横向喷流对鸭式布局弹箭气动特性影响分析

6

作者 张超 杨文凤 +1 位作者 王勇 王学德 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期49-55,共7页

为了研究横向喷流技术是否可以抑制鸭式布局弹箭滚转反效问题,开展了基于CFD技术的鸭式布局弹箭气动特性仿真计算。以某鸭式布局弹箭为研究对象,在有无喷流、不同长径比、马赫数、攻角下分析了该弹箭的气动特性差异。计算结果表明:攻角... 为了研究横向喷流技术是否可以抑制鸭式布局弹箭滚转反效问题,开展了基于CFD技术的鸭式布局弹箭气动特性仿真计算。以某鸭式布局弹箭为研究对象,在有无喷流、不同长径比、马赫数、攻角下分析了该弹箭的气动特性差异。计算结果表明:攻角为0°附近,鸭式布局弹箭出现了滚转反效现象;随着攻角越大,鸭舵拖出的下洗流造成的反向滚转力矩也就越小,有利于实现弹箭滚转控制;横向喷流可以显著抑制弹箭滚转反效现象,提高弹箭的滚转控制能力;随着长径比的增加,鸭式布局弹箭的滚转控制能力也在逐渐增强。 展开更多

关键词 鸭式布局 横向喷流 滚转反效 数值仿真

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摆动喷管尾喷压力对水下航行体尾空泡及弹道特性影响研究

7

作者 吴小安 胡常莉 《弹道学报》 北大核心 2025年第2期11-20,共10页

航行体在水下垂直运动过程中极易受到海洋环境的影响而导致其运动姿态不稳定,无控和无动力发射已经难以适应大水深、强干扰的海洋环境。为此,综合运用PID控制、动态流体相互作用、动态嵌套/滑移网格技术等方法,构建了流体、运动、控制... 航行体在水下垂直运动过程中极易受到海洋环境的影响而导致其运动姿态不稳定,无控和无动力发射已经难以适应大水深、强干扰的海洋环境。为此,综合运用PID控制、动态流体相互作用、动态嵌套/滑移网格技术等方法,构建了流体、运动、控制耦合的一体化数值计算方法,对水下有控助推航行体的运动过程进行数值模拟,分析了不同尾喷压力下(6 MPa、10 MPa、12 MPa)摆动喷管控制航行体的尾空泡演化规律及其弹道特性。结果表明:在超音速射流与尾空泡的融合过程中,受界面不稳定性以及喷管摆动的影响,尾部气团发生断裂,随着喷管压力的上升,断裂的时间有所提前。尾喷空泡内存在复杂的波系结构,喷管压力较大时,射流的欠膨胀程度大,燃气泡内存在多处膨胀压缩形成的高低压交错分布区域,随着时间的发展,喷管出口附近出现垂直于轴线的马赫盘。此外,喷管压力越大,由尾喷流引起的干扰力矩也越大。喷管压力从6 MPa增大到12 MPa时,航行体运动过程中的最大偏转角度减小了18.5%,超调量从32%减小到22%,航行体姿态波动小,弹道稳定性好。 展开更多

关键词 水下航行体 推力矢量控制 喷管压力 尾空泡 弹道特性

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滑翔制导炮弹多阶段全弹道不确定性传播方法

8

作者 赵童伸 陈琦 +1 位作者 宋党帅 尹秋霖 《弹道学报》 北大核心 2025年第2期49-59,共11页

滑翔制导炮弹受有限的弹体空间和较小的控制舵面的影响,具有升阻比小、机动能力有限、抗干扰能力弱的特点,致使其对外部诸多复杂的不确定扰动因素较为敏感。为揭示不确定性在滑翔弹随机动力学系统中的传播机理,研究滑翔弹多阶段全弹道... 滑翔制导炮弹受有限的弹体空间和较小的控制舵面的影响,具有升阻比小、机动能力有限、抗干扰能力弱的特点,致使其对外部诸多复杂的不确定扰动因素较为敏感。为揭示不确定性在滑翔弹随机动力学系统中的传播机理,研究滑翔弹多阶段全弹道对各类随机不确定性因素的敏感性,建立了一种可以合理描述系统模型不确定性、初始状态不确定性、气动参数不确定性和气象不确定性的多维动力学模型,采用拉丁超立方采样策略,设计了一种基于非干涉多项式混沌展开和随机响应面法相结合的不确定性量化传播算法,并以滑翔弹全弹道不确定性量化传播问题为例进行仿真,并将仿真结果与蒙特卡洛仿真法的仿真结果进行对比分析。仿真结果表明:相较于助推火箭平均推力和大气密度参数的不确定性,滑翔弹全弹道以及落点精度对气动力参数的不确定性更为敏感;与蒙特卡洛仿真法相比,该算法可在保证精度的同时,大幅度提高了计算效率,有效突破了高维不确定性传播分析所面临的大规模计算问题。 展开更多

关键词 滑翔制导炮弹 不确定性因素 全弹道 多项式混沌展开 不确定性量化分析

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基于SR-CDKF滤波的弹道目标雷达跟踪算法研究

9

作者 贲思铭 马国梁 +1 位作者 许立松 于睿 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期25-32,共8页

传统的雷达弹道跟踪滤波常采用的α-β-γ滤波方法,滤波精度有时难以满足要求。为此,提出了一种基于平方根中心差分卡尔曼滤波(SR-CDKF)的弹道目标雷达跟踪算法。首先描述了雷达跟踪弹道测量的问题,并在发射坐标系中建立了雷达测量方程... 传统的雷达弹道跟踪滤波常采用的α-β-γ滤波方法,滤波精度有时难以满足要求。为此,提出了一种基于平方根中心差分卡尔曼滤波(SR-CDKF)的弹道目标雷达跟踪算法。首先描述了雷达跟踪弹道测量的问题,并在发射坐标系中建立了雷达测量方程及高速炮弹目标质点弹道模型。然后,详细论述了α-β-γ滤波及SR-CDKF滤波的原理与实现步骤。将质点弹道方程离散化得到弹道目标的离散状态方程,在SR-CDKF滤波方法中除了对弹道诸元进行融合估计,还同时估计弹道目标阻力系数的修正系数,质点弹道模型中阻力系数误差具有很好的鲁棒性。在相同条件下,分别使用SR-CDKF与α-β-γ滤波弹道目标跟踪算法,进行弹道参数估计与落点预估的仿真实验,并将SR-CDKF滤波与α-β-γ滤波结果进行对比。结果表明SR-CDKF滤波算法滤波精度更高,能满足高速炮弹弹道目标的雷达跟踪要求。 展开更多

关键词 弹道目标 雷达跟踪 Α-Β-Γ滤波 SR-CDKF滤波 阻力系数

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变后掠翼超远程制导炮弹方案弹道优化方法

10

作者 高英瑞 史金光 +1 位作者 任华杰 耿宝魁 《弹道学报》 北大核心 2025年第2期69-75,128,共8页

为使超远程制导炮弹在全飞行空域中始终保持良好的气动特性,提升其最大射程与飞行效率,将变体飞行器技术应用于大口径超远程制导炮弹,设计了一种变后掠翼超远程制导炮弹的气动外形及变后掠翼方式,提出一种适配该类具有连续变后掠翼能力... 为使超远程制导炮弹在全飞行空域中始终保持良好的气动特性,提升其最大射程与飞行效率,将变体飞行器技术应用于大口径超远程制导炮弹,设计了一种变后掠翼超远程制导炮弹的气动外形及变后掠翼方式,提出一种适配该类具有连续变后掠翼能力的超远程制导炮弹方案弹道优化方法。通过引入变形参数来描述炮弹尾翼后掠角的变化,构建变后掠翼超远程制导炮弹的纵向动力学模型,采用粒子群优化算法,以全弹升阻比最大为目标函数,在设定约束条件下优化获得制导炮弹的尾翼后掠外形与舵偏角方案。通过对变后掠翼超远程制导炮弹与尾翼后掠角为零的基准固定尾翼外形进行方案弹道对比仿真计算。结果表明:变后掠翼超远程制导炮弹可以根据弹丸飞行速度连续改变尾翼后掠角,改变炮弹飞行时的空气阻力与升力,使炮弹在弹道滑翔段始终拥有良好的升阻比特性;相较于基准固定外形制导炮弹,采用变后掠翼的制导炮弹射程提高了8.9%。研究方法为连续变后掠翼超远程制导炮弹的方案弹道优化设计提供了理论依据与参考。 展开更多

关键词 变后掠翼 超远程制导炮弹 粒子群算法 弹道优化 连续变形

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变外形制导炮弹气动力建模与气动特性分析

11

作者 邹宇 史金光 +1 位作者 任华杰 耿宝魁 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期33-42,共10页

为使制导炮弹在全飞行空域的不同飞行工况下始终能保持较佳的气动性能,提升炮弹的最大射程,提出了制导炮弹尾翼的两种变外形方式,对变外形制导炮弹的气动力进行建模并研究了炮弹在不同变外形方式下的气动特性。通过Datcom软件计算得到... 为使制导炮弹在全飞行空域的不同飞行工况下始终能保持较佳的气动性能,提升炮弹的最大射程,提出了制导炮弹尾翼的两种变外形方式,对变外形制导炮弹的气动力进行建模并研究了炮弹在不同变外形方式下的气动特性。通过Datcom软件计算得到炮弹在多种飞行工况下不同外形的气动数据,采用非线性最小二乘法拟合数据,得到制导炮弹关于马赫数与攻角的气动力模型,而后引入变外形参数描述尾翼后掠角与展长的变化量,对模型中多项式系数与变外形参数的关系进行二次拟合,得到炮弹变展长、变后掠角外形时对应的气动力模型,数值计算分析了变外形制导炮弹处于不同变外形方式下的气动特性。研究结果表明:通过改变制导炮弹尾翼的后掠角与展长,可以使炮弹在不同飞行速度下获得较基准外形更优的气动特性,升阻比得到较大幅度的提升;采用非线性最小二乘法建立的变外形制导炮弹气动力模型,可以快速而准确地计算炮弹在不同攻角、马赫数与变形参数下的气动数据,为该类炮弹的弹道设计与计算、控制方法研究等提供了模型依据与理论参考。 展开更多

关键词 变外形制导炮弹 非线性最小二乘法 气动力模型 气动特性

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基于机器学习的制导炮弹控制方法研究

12

作者 曹文洁 周文涛 常思江 《弹道学报》 北大核心 2025年第2期60-68,共9页

传统的落点预测制导方法在求解过程中需进行大量迭代,信息实时处理能力较差。而基于机器学习方法构建的落点预报模型能够减少预测时间,提高预测精度。但现有的落点预测模型多由炮弹无控飞行数据训练,未考虑控制力和力矩的影响,导致其与... 传统的落点预测制导方法在求解过程中需进行大量迭代,信息实时处理能力较差。而基于机器学习方法构建的落点预报模型能够减少预测时间,提高预测精度。但现有的落点预测模型多由炮弹无控飞行数据训练,未考虑控制力和力矩的影响,导致其与制导炮弹的实际飞行状态存在较大差异。对此,提出了一种基于机器学习的制导控制方法,以炮弹有控状态下的飞行状态参数作为训练集,建立有控落点预测模型,并结合比例-微分控制律构建了基于此落点预测模型的制导控制流程。仿真结果表明:通过BP神经网络训练得到的落点预测模型能够准确预测落点,提出的制导控制方法可实现较高精度的导引和控制,命中点的射程方向相对脱靶量约为0.01%、侧偏方向相对脱靶量约为3.1%,验证了所设计制导控制方法的可行性与有效性。研究成果可为机器学习方法在有控弹箭技术领域的深入应用提供参考。 展开更多

关键词 机器学习 制导炮弹 落点预测 控制方法

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斜截头圆柱入水空泡及流动特性计算研究

13

作者 赵越玟 唐颀 +4 位作者 郑伟 漆超 王旭 杨崇湘 吕续舰 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期85-91,共7页

现阶段跨介质武器在复杂作战环境中面临非对称性流体动力学问题,涉及空泡非对称演化和自由液面变形等强非线性过程。针对非对称物体跨介质水动力特性,建立三维数值模型,采用CFD方法模拟斜截头圆柱入水过程,包括头空泡的形成、圆柱体的... 现阶段跨介质武器在复杂作战环境中面临非对称性流体动力学问题,涉及空泡非对称演化和自由液面变形等强非线性过程。针对非对称物体跨介质水动力特性,建立三维数值模型,采用CFD方法模拟斜截头圆柱入水过程,包括头空泡的形成、圆柱体的旋转及尾空泡的产生,详细研究了不同入水角度对空泡演化及多相流场的影响。将数值计算结果与实验数据进行比较,验证了所提出的数值模型的准确性。数值结果表明,斜截头圆柱入水后由于头部的不对称产生俯仰力矩,导致圆柱体逆时针旋转,在旋转过程中形成非对称空泡,随后圆柱体尾部撞击空泡壁面产生反作用力,影响圆柱体的旋转速率,空泡更加趋于不对称;圆柱体的空泡闭合模式及压力特性随入水角度的变化而变化,尤其在初入水时受到的压力有很大差异;圆柱体入水过程中受初始碰撞、尾部撞击空泡壁面、空泡闭合等影响,引起高压区和高速区的变化,压力场、速度场的演变也随入水角度变化而具有不同的分布特征。 展开更多

关键词 斜截头圆柱 计算流体力学 空泡演化 入水试验

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基于ALE方法的斜截头弹体高速垂直入水冲击特性研究

14

作者 范旭东 郑伟 +1 位作者 漆超 吕续舰 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期101-109,共9页

传统对称型头部弹体在高速入水过程中与水体接触面积有限,导致速度衰减缓慢,存在浅水域撞击水底的风险。而非对称型头部能更有效地满足减速需求,同时引导弹体实现弹道弯曲并快速进入水平航行状态。该文采用任意拉格朗日-欧拉方法对斜截... 传统对称型头部弹体在高速入水过程中与水体接触面积有限,导致速度衰减缓慢,存在浅水域撞击水底的风险。而非对称型头部能更有效地满足减速需求,同时引导弹体实现弹道弯曲并快速进入水平航行状态。该文采用任意拉格朗日-欧拉方法对斜截头弹体高速垂直入水冲击特性展开研究。通过计算网格收敛性分析和算法可靠性验证,确认了计算模型和方法的合理性与准确性。进一步分析了不同入水速度和切角对斜截头弹体高速入水冲击特性的影响规律。研究结果表明:斜截头弹体垂直入水时会朝切面一侧持续偏转。由于弹体结构的突变,实体与薄壁结构的连接处会产生应力积累与集中现象,进而引发弹性形变;在不同初始入水速度下,弹体偏转弹道基本相同;随着切角的增大,弹体入水偏转速率也会增大,在弹体尾部砰击水体前,切角越大,弹体入水冲击载荷越小,而当弹体尾部砰击水体后,随着切角的增大弹体入水冲击载荷反而会增大。 展开更多

关键词 水中弹道 斜截头弹体 入水冲击 流固耦合

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电磁轨道发射系统动力学理论与设计方法研究进展 被引量：2

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作者 王国平 伍根洋 +1 位作者 何斌 杨富锋 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-9,共9页

电磁轨道发射作为电磁发射技术的重要分支,具有发射速度高、射速可调节等显著优势,被誉为改变未来战争样式的颠覆性技术之一。目前,电磁轨道发射技术仍然面临射击精度低及装置寿命短等关键瓶颈问题,这些都与电磁轨道发射装置所涉及的复... 电磁轨道发射作为电磁发射技术的重要分支,具有发射速度高、射速可调节等显著优势,被誉为改变未来战争样式的颠覆性技术之一。目前,电磁轨道发射技术仍然面临射击精度低及装置寿命短等关键瓶颈问题,这些都与电磁轨道发射装置所涉及的复杂电、磁、热和力等多领域耦合发射动力学行为密切相关,然而国内外对极端冲击条件下电磁轨道发射装置的系统动力学分析尚缺少成熟理论方法和技术手段。针对上述情况,从动力学建模、性能预测、优化设计等方面综合阐述近期电磁轨道发射系统动力学理论与设计方法的国内外研究进展,总结相应的研究方向和需求。随着电磁轨道发射装置的工程化发展,电磁轨道发射系统的建模与仿真应考虑发射环境的全系统因素,建立电磁轨道发射装置和发射环境耦合的发射动力学性能快速预测和优化设计系统,详细阐明电磁轨道发射装置和发射环境多领域耦合振动机理等基础科学问题,为电磁轨道发射装置系统动力学的深入研究和相关装备研制提供支撑。 展开更多

关键词 电磁轨道发射 发射动力学 性能预测 优化设计

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轴向冷气弹射系统建模及仿真分析 被引量：1

16

作者 刘刚 张瑜莹 景凤理 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期25-31,共7页

根据轴向冷发射需求,同时避免发射过程对发射平台内部空间的污染,设计了一种以高压氮气为弹射能源的轴向底推式冷弹发射装置。介绍了轴向冷弹发射系统的结构组成、工作原理以及设计要点,并运用理想气体状态方程、质量和能量守恒定律、... 根据轴向冷发射需求,同时避免发射过程对发射平台内部空间的污染,设计了一种以高压氮气为弹射能源的轴向底推式冷弹发射装置。介绍了轴向冷弹发射系统的结构组成、工作原理以及设计要点,并运用理想气体状态方程、质量和能量守恒定律、气体动力学等设计理论与方法,建立了轴向底推式冷气弹射系统的高压室、低压室、阀口气体流动以及导弹运动的数学模型。为提高导弹发射时的分离速度,同时降低发射过载峰值,以建立的数学模型为基础,基于内弹道结构参数,采用VB语言编程,通过仿真计算和分析,研究了气瓶初始压强、气瓶容积、低压室初始容积、电磁阀通径、无阻尼自然频率、阻尼比及活塞(托盘)直径等弹射系统的主要结构参数对产品的分离速度和发射过载的影响,找出了各个结构参数变化对导弹分离参数的影响规律,并对影响规律的机理进行了分析。该研究为弹射系统结构参数的优化提供了理论依据,为同类型轴向冷弹发射装置内弹道设计提供了理论参考和依据。 展开更多

关键词 内弹道 弹射系统 轴向发射 冷气弹射

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基于数值模拟的蜂窝钢管约束混凝土靶抗侵彻机理 被引量：1

17

作者 宋殿义 蒙朝美 谭清华 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期82-90,共9页

多孔蜂窝钢管约束混凝土靶具有良好的抗侵彻性能和拓展性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用FEM/CSCM-SPH/HJC耦合法,模拟了多孔蜂窝钢管约束混凝土靶抗硬芯枪弹侵彻过程,研究了蜂窝钢管约束混凝土靶的抗侵彻机理。结果表明:与单孔正六边... 多孔蜂窝钢管约束混凝土靶具有良好的抗侵彻性能和拓展性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用FEM/CSCM-SPH/HJC耦合法,模拟了多孔蜂窝钢管约束混凝土靶抗硬芯枪弹侵彻过程,研究了蜂窝钢管约束混凝土靶的抗侵彻机理。结果表明:与单孔正六边形钢管约束混凝土靶和无约束混凝土靶相对比,蜂窝钢管约束混凝土优异的抗侵彻性能主要体现在隧道侵彻阶段,表现为限制弹丸头部附近混凝土的径向膨胀,增大侵彻阻力;对比单孔正六边形钢管约束混凝土靶,蜂窝钢管约束混凝土靶周边单元为钢管提供了支撑,限制了钢管壁的面外弯曲变形,强化了钢管的约束效应,即形成周边单元的附加约束作用;对比无约束混凝土靶,钢管的存在限制了蜂窝钢管约束混凝土靶被打击单元的径向膨胀,强化了被打击单元混凝土的围压效应,提高了混凝土的强度和变形性能,增大了弹丸的侵彻阻力,从而使其抗侵彻能力提高。因此,蜂窝钢管约束混凝土靶由于蜂窝钢管的侧向约束和周边单元的附加约束双重约束效应而体现出良好的抗侵彻性能。 展开更多

关键词 防护结构 蜂窝钢管约束混凝土 侵彻机理 约束效应 数值模拟

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基于极值响应的某翻转输药机构运动精度非概率可靠性分析 被引量：1

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作者 高轩 陈龙淼 羊柳 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期59-64,共6页

翻转输药机构是弹药自动装填系统的重要组成部分,其运动精度可靠性对于确保发射药输送动作的顺利执行至关重要。现有的机构运动精度可靠性研究主要基于输入参数的概率模型,需要通过大量实验样本数据来确定参数的概率分布函数,这对于很... 翻转输药机构是弹药自动装填系统的重要组成部分,其运动精度可靠性对于确保发射药输送动作的顺利执行至关重要。现有的机构运动精度可靠性研究主要基于输入参数的概率模型,需要通过大量实验样本数据来确定参数的概率分布函数,这对于很多工程实际问题而言成本极高甚至无法实现。然而,将输入变量考虑成非概率区间模型在一定程度上可以规避上述难点,区间模型不要求输入变量,有详细的样本特征,只需要确定输入变量的不确定幅度或者界限,这相对于确定变量的概率分布较为容易。在此基础上,针对机构运动精度可靠性的评估提出了一种基于输入参数非概率区间模型的新型时变可靠性分析方法。该方法旨在机构完整运动时间区间内搜索输出响应区间域的局部极值时刻,并引入非概率可靠性指标来评估和分析局部极值时刻的瞬时运动精度可靠性,由此将时变可靠性问题转化为瞬时可靠性问题。将该方法应用于某翻转输药机构进行可靠性评估,结果表明所提出的非概率时变可靠性分析方法对机构运动精度可靠性分析具有一定指导意义。 展开更多

关键词 翻转输药机构 运动精度可靠性 非概率区间模型 极值分析

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变外形滑翔制导炮弹的气动外形多目标优化 被引量：3

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作者 刘天翔 史金光 +1 位作者 赵新新 任华杰 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期29-36,共8页

为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼... 为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼的外形参数,基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对滑翔制导炮弹的爬升段(优化目标为弹丸的零升阻力系数和静稳定储备量)和滑翔段(优化目标为弹丸的升阻比和操纵比)分别进行了变外形多目标优化设计,最终获得各飞行段的最优外形方案。数值仿真结果表明:优化后的变外形方案可明显改善该滑翔制导炮弹各飞行段的气动弹道性能。在本文设定的飞行条件下,爬升段阻力系数降低了13.3%,滑翔段升阻比增大了36.1%,弹丸在整个飞行过程中稳定性适当,且稳定性和操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好;相较于基准固定外形方案,滑翔控制条件下采用变外形方案的滑翔制导炮弹射程增加了8.4%,增程效果显著。本文工作为滑翔制导炮弹的变外形方案设计提供了参考。 展开更多

关键词 滑翔制导炮弹 变外形 变后掠 变展长 多目标优化

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制退器弯曲侧孔平滑导流与侧壁增压特性研究

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作者 邓子龙 邱明 +1 位作者 宋杰 陶宇翔 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期709-718,共10页

针对目前炮口制退器中制退效率低的问题,提出在制退器中设计U型弯曲侧孔方案,从而实现平滑导入火药燃气流向侧后方喷出,达到通过增加弯曲孔侧壁压力和高压气体持续作用时间实现大幅度降低后坐冲量的目的。以某30 mm航炮制退器为应用案例... 针对目前炮口制退器中制退效率低的问题,提出在制退器中设计U型弯曲侧孔方案,从而实现平滑导入火药燃气流向侧后方喷出,达到通过增加弯曲孔侧壁压力和高压气体持续作用时间实现大幅度降低后坐冲量的目的。以某30 mm航炮制退器为应用案例,以弹丸到达膛口位置时的膛内气流状态作为初始条件,采用静止区域划分多面体网格、运动区域划分六面体结构网格的计算方法,将U型弯曲侧孔制退器与直斜侧孔制退器进行对比,分析弹丸经过弯曲侧孔时制退器内和侧孔内的气体流动特点和压力分布情况。结果表明:相比于直斜侧孔,U型弯曲侧孔能更平滑地导入膛内高压火药气体并使出口速度提高至2500 m/s。弯曲侧孔的最大制退力相比于斜侧孔最大制退力提高了11.8%,弯曲孔侧壁增压且压力分布更均匀合理,并增加高压气体作用时间,反后坐冲量提高10.8%。 展开更多

关键词 中间弹道 制退器 弯曲侧孔 动网格 三维流场 制退力

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