面对称弹丸弹道运动方程组的建立

依据外弹道学基本理论 ,针对巡航导弹模拟弹关键技术研究的理论需要 ,提出了面对称弹丸运动方程的应用需求。由于面对称弹丸有滚转 ,使其对称面与攻角平面不重合 ,其运动方程更为复杂 ,推导了面对称弹丸的弹道运动方程 ,解决了巡航导弹模拟弹的弹道精确计算问题。     

一种防空指令修正弹控制模式研究

针对防空指令修正弹的方案设计问题,探讨了一种通过选择弹丸在有控段某点停止控制而恰能完成修正指标的外弹道控制模式,推导了有控弹丸平均侧向速度和剩余飞行时间的估算公式,给出了最佳停控点的确定判据.对上述控制模式进行了仿真计算,得到不同修正条件下的侧偏修正量及攻角曲线.仿真结果表明,该控制模式具有较高的控制精度,侧偏修正最大误差不超过±2.5%,且在该模式下弹丸也可保持飞行稳定.该研究结果可用于指导防空指令修正弹的方案设计.     

面向惯性装填的输弹运动研究

为实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性和降低输弹运动的峰值功率,以提高输弹一致性和减轻动力系统负荷,根据惯性装填工作原理,运用非对称式S型速度规划方法调整输弹运动状态,并基于虚拟样机仿真建立了参数化的输弹运动模型。以弹丸的卡膛参数为约束,面向惯性装填建立输弹运动优化模型,以实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性及降低输弹峰值功率。采用多岛遗传算法和修正可行方向法组合优化策略求解优化模型,优化结果表明：优化后的输弹运动可实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性,且输弹运动峰值功率降低了14.9%,验证了该方法的有效性。     

考虑几何及力和力矩非线性时弹丸运动方程的研究

从矢量形式的六自由度弹丸运动方程组出发,推导出了在全部力和全部力矩作用下考虑几何非线性及力和力矩非线性时的弹丸运动方程组,并导出了其用于数值计算的柯西标准形式,得到了攻角和进动角的计算表达式.此动力学模型可用于弹丸大攻角飞行时的弹道计算及某些灵巧弹药(如末敏弹)的设计.     

基于某推力机构弹道修正弹角运动稳定性分析

为了研究基于"预置质量块"式弹道修正力系下的某低旋尾翼修正弹的飞行稳定性,对弹丸进行修正力系作用下的受力过程进行分析。通过建立其6D弹道模型以及复攻角运动方程,对推力作用下的弹箭追随稳定性以及动态稳定性进行了理论及仿真分析。分析结果表明,在δ_(2P)δ_(pm)条件下,弹箭追随稳定性满足要求;考虑缓变系数影响,二圆运动阻尼系数均小于0条件下,弹箭动态稳定性得到保证。证明基于"预制质量块"的弹道修正弹满足飞行稳定性要求。     

采用动网格技术的弹托分离仿真模型

针对一体化弹丸出炮口后弹托由与弹体接触到绕弹托质心做六自由度运动的过程,提出一种基于弹托分段分离运动并采用动网格技术耦合流体控制方程和六自由度运动方程的弹托分离仿真模型。以尾翼稳定脱壳穿甲弹为例,仿真分析不同马赫数下的弹托分离情况,并探讨弹托和弹体气动系数在分离过程中的变化情况。仿真结果表明:弹托分离马赫数越大,分离轨迹越靠近弹体且分离时间越短,但对地分离横向位移越大。通过与试验数据的对比,验证了所提弹托分离仿真模型的准确性。     

弹丸动平衡自动测试方法研究

采用 IBM- PC机为主机 ,对弹丸动不平衡量 (m1 ,m2 )及相位角α进行自动测试并做相应的数据处理。设计了弹丸左、右两标定面的平面分离电路、A/D转换电路等。     

舰载火炮闭环射击效力在线评估方法

舰炮火力决策中要依据射击效力实时评估结果,对评估准确性有较高高要求。本方法针对火炮系统闭环校射技术的特点,利用跟踪雷达提供的弹目脱靶量,将弹丸脱靶量实测数据用于修正原解析算法得出的弹丸单发命中概率,修正多发弹丸累积毁伤概率。评估过程应用了已测量的弹丸脱靶量,与传统解析估算法相比,由于最大程度地利用了实测数据代替误差估计数据,具有较高的精度。     

基于Ls-Dyna软件的水下弹的外弹道仿真

针对要计算出水中弹道数据,基于Ls-Dyna软件建立了弹-水耦合模型并进行了仿真,水采用MAT_NULL模型和Gruneisen状态方程,弹采用弹塑性材料即MAT_Plastic_Kinematic模型,并在水-弹之间添加控制耦合的关键字,建立了完整的模型,定义了计算模型。数值仿真结果表明:水下弹速度下降很快,由于升力因素存在偏航现象,同时在弹后空间形成逐步拉长而且径向扩大的空腔,形成负压阻碍弹丸运动。     

基于三次B样条曲线的一维弹道修正弹空气阻力系数拟合

为提高弹道修正弹的射击精度,对一维弹道修正弹空气阻力系数的拟合方法进行了研究。在分析Logistic曲线对43年阻力定律拟合缺点的基础上,提出了一种采用三次B样条曲线对其进行拟合的新方法。并通过某型号一维弹道修正弹验证了该拟合方法具有可行性好、拟合精度高、运算简单、结果可靠等优点。该拟合方法的提出为一维弹道修正弹空气阻力系数的拟合提供了一种新的研究方法,更便于外弹道的仿真计算。     

基于脉冲控制的末修弹飞行稳定性研究

脉冲力的瞬间作用会引起攻角和侧滑角的急剧变化,对末修弹飞行稳定性产生较大的影响.以线性化运动微分方程组为数学解析手段,对末修弹脉冲作用稳定性进行深入分析研究.数值仿真表明,采用小扰动法分析弹丸脉冲控制弹丸飞行稳定性是可行的.     

一维弹道修正弹阻力环修正控制算法研究

根据一维弹道修正弹阻力环修正技术的特点,建立了一维弹道修正弹的弹道模型.在此基础上分析了利用阻力环进行一维弹道修正的能力以及阻力环张开时刻与射程修正量之间的关系.提出了阻力环张开时刻的算法.仿真结果表明,该算法具有较强的修正能力,选择合适的阻力环张开时刻,可以使弹丸的落点偏差大大减小.     

振动对臂式输弹机的影响分析及测试

大口径火炮输弹过程中弹丸卡膛行程不一致会导致火炮发射药室容积、弹丸起动压力差异,影响火炮射击初速和射击精度。为了提高某臂式自动输弹机的弹丸定位精度,首先通过高速摄影发现弹丸在入膛后会产生在重力方向的振动,消耗弹丸动能造成卡弹力不一致。通过分析臂式输弹机工作机理,明确输弹过程中各个部件的运动关系,对输弹机构在静止状态和运动状态进行受力分析,确定造成弹丸振动激励源的位置,利用激光位移传感器测试了该点振动的幅值及频率。最后提出了输弹机的改进方案以消除振动对输弹稳定性的影响。     

穿甲弹对目标坦克穿甲能力仿真研究

为建立坦克炮对装甲类目标的毁伤概率模型,研究命中前提下穿甲弹弹丸对目标坦克装甲的击穿能力,以某型坦克不同方向上的装甲暴露情况为例,建立了弹丸侵彻模型以及弹目运动关系模型,通过Matlab数值仿真和理论计算,得到弹丸命中条件下,目标坦克不同方向上的整体击穿概率随着目标运动方向与弹丸运动方向的反向延长线所成夹角θ的变化规律,以及各个区域击穿概率最大时的θ角取值范围,对实现弹丸对装甲目标的有效打击具有一定的指导意义。     

弹引系统膛内纵向过载测试与仿真

设计了弹丸膛内纵向过载直接测试系统,加工特制弹丸及假引信体,保证其质量、外形、长度与原弹丸及相应的引信体保持一致,保证其与原弹丸及相应引信膛内运动过程相同.采用弹载存储测试技术,将加速度传感器安装在弹丸内部,然后采用软回收技术回收弹体,取出弹载测试存储模块,将弹载测试存储模块通讯串口与微机串口相连,并将弹载存储器存储的数据导入计算机并分析处理,获取弹丸膛内纵向过载动态分布规律.并数值仿真了引信膛内纵向过载,仿真结果与试验结果吻合较好,为引信安全性问题的研究提供了可靠的数据支持,同时也说明了理论仿真的正确性和试验方法的可靠性.     

采用弹道修正技术的红外干扰弹性能优化

针对弹道修正弹的高维非线性特性导致的性能优化难题,改变概念设计阶段传统的串行设计方式,提出了一种基于实验设计(Design Of Experiments,DOE)和响应面(Response Surface Methodology,RSM)的智能优化算法,定义基本的弹丸结构模型以及相关的设计参数.在DOE的基础上,将设计...     

基于图像分析的弹丸“出膛时刻”检测算法

现代高炮武器系统在对红外目标进行连续性高炮射击时,首发弹丸的尾焰会对红外观测系统造成严重干扰,会导致红外观测系统短时间内无法观测到目标位置,带来后续弹丸无法精确打击目标等问题。利用红外图像分析技术通过对弹丸出膛时的红外图像特征进行分析,提出了一种基于红外图像分析的弹丸出膛时刻检测算法,从而相对精确地测定出首发弹丸的出膛时刻,为更精确测定弹飞时间和提高武器系统的命中率提供了理论依据和方法支撑。实验结果表明:提出的算法能够相对精确地测定弹丸出膛时刻,算法具有一定的可行性和有效性。     

基于存储测试技术的弹底压力测试技术

提出了基于存储测试技术的弹底压力测试方法,采用微型化技术、微功耗技术、抗高过载技术设计了弹底压力测试仪,该仪器可随弹丸保温,能承受火炮发射时膛内高温高压高冲击、侵彻高过载等恶劣环境,具有精度高、可靠性高、操作简单等优点。对压电式压力传感器的加速度效应进行了理论分析,提出了试验修正方法。实弹测试中同时获得了弹底压力曲线和膛底压力曲线,为研究二者之间的关系提供了数据依据。实测结果表明:所提出的弹底压力测试方法可行,测试数据为身管武器设计、弹丸和引信设计提供了重要依据。     

低转速条件下的弹丸飞行稳定性分析

为了解决制导炮弹引信试验成本高、研制进度慢、试验条件复杂等问题,以制式榴弹为原型设计了模拟试验弹,用于模拟引信的发射环境。由于试验弹转速较低,在不采用尾翼的条件下,出炮口距离200~300 m内,弹丸是否飞行稳定,是一个需要重点考虑的问题。飞行中的弹丸,由于阻力方向与质心运动方向不一致,导致合力不一定通过质心,迫使弹体在空中翻转,所以弹体的旋转速度和气动外形设计是弹体飞行稳定的必要条件。通过对弹丸在一定距离内的飞行稳定性数值计算,用数值计算结果进行稳定性仿真分析,进而说明数值仿真计算对弹丸气动外形设计可以提供有效参考。     

陶瓷基复合装甲防12.7 mm穿甲燃烧弹的靶试研究(Ⅳ)

利用12.7 mm穿甲燃烧弹靶试陶瓷基的3种复合装甲板,探讨弹-靶的相互作用,研究陶瓷基复合装甲结构与陶瓷材料的抗弹性能.结果发现:当陶瓷板对弹丸的阻力与弹丸的作用力平衡时,陶瓷板可将弹丸挡在陶瓷板前;Al203陶瓷的抗弹能力优于(SiC+ Si)陶瓷;须约束陶瓷板才能充分发挥其抗弹优势.在分析弹-靶作用的基础上,提出“陶瓷基复合装甲存在陶瓷组元的弹靶临界厚度”概念,当陶瓷厚度大于临界厚度时,陶瓷板能将弹丸挡在陶瓷板前,而陶瓷自身的损害几乎可以忽略;陶瓷材料存在弹靶临界厚度的必要条件是其动态硬度高于弹丸,临界厚度取决于材料动态特性、靶板结构和靶板各组元的结合强度.