旋转弹体入水弹道的计算方法

借助已有的实验资料与经验 ,给出了弹体入水空泡的数学模型 ;分析了旋转弹体与空泡壁相互作用引起的弹体上的流体动力特性 ,提出了一种预测旋转弹体入水弹道的计算方法     

基于多介质ALE方法的大型弹体入水载荷特性研究

针对目前对大型弹体高速(200～300 m/s)入水现象研究的不足,首先建立了基于多介质任意拉格朗日-欧拉(Multi-material ALE)方法的大型弹体高速入水有限元模型,并用入水空泡轮廓经验公式对该模型的准确性进行了验证;然后,分析了头型变化对弹体总体入水载荷的影响,以及入水角变化对弹体总体入水载荷及弹道稳定性的影响。结果表明:弹体入水载荷峰值随着头部等效底升角的增大而减小,随着入水角的增大而增大;在一定范围内,入水角越大,弹道稳定性越好。     

弹体入水弹道研究综述

描述了弹体入水过程4个阶段撞击、流动形成、开空泡、空泡闭合的基本特征．分别讨论了弹体形状、入水角、入水速度、攻角、初始角速度和水域环境对入水弹道的影响．综述了弹体入水弹道的实验与理论研究概况,提出了有待进一步研究的工作．     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

弹体旋转角速度的测量

本文研究了弹体旋转角速度测量的机理,采用极化栅网,使弹体的反射信号包含有弹体的旋转角速度信息,并且通过实验予以证明。文中提出了一种旋转角速度测量系统。本文对测量弹体旋转角速度是有一定帮助的。     

旋转飞行器非线性运动稳定性判据

在弹体坐标系和准弹体坐标系中建立了旋转飞行器角运动数学模型。应用李亚普诺夫第一近似理论和劳斯-霍尔维茨方法导出了旋转飞行器的非线性运动稳定性判据,这个判据可应用于有控旋转导弹的运动稳定性分析,也可应用到炮弹和火箭弹上。     

捷联干涉仪导引头旋转弹体角运动解耦设计

捷联导引头在结构上与弹体固连,由于耦合有弹体角运动信息,从而不能直接得到比例导引所需的制导信号.针对采用相位干涉仪制导的旋转导弹,分析了相位干涉仪的测角机制,探讨了弹体角运动解耦原则.最后,提出了一种采用动力陀螺实现弹体角运动解耦的可行性方法,并易得到比例导引所需要的制导信号.仿真结果表明,该方法可以很好地隔离弹体角运动的影响,去耦效果良好,具有一定的工程可行性.     

旋转弹控制系统结构与弹体静稳定特性研究

采用劳斯稳定判别法,结合某旋转弹的实际控制结构和弹体特性,对不同控制结构对静稳定度适应程度进行了分析,重点研究了不同的控制系统回路结构对弹体稳定特性的适应能力,为旋转弹控制系统设计提供更有针对性的参考。     

基于动态模板匹配的非接触超声弹体厚度测量方法

为了实现某弹体在车削加工过程中弹体厚度的自动测量,采用喷水式的非接触超声检测方法,利用弹体和刀架的匀速旋转和移动,在工控机的控制下实现弹体的全面检测。通过动态模板匹配的超声回波处理方法计算出弹体各检测位置的厚度值。检测结果表明,该检测方法的检测精度可达到0.1 mm。     

高速水射流倒空弹体装药安全性研究

本文阐述了高速水射流倒空弹体装药的机理,建立了确定水射流引爆炸药的临界速度的模拟实验方法和模型,进行了高速水射流冲击炸药的安全性试验,并对试验结果进行了分析,证明在工作泵压下高速水射流倒空弹体装药安全、可靠。     

基于连续波雷达微多普勒效应的弹丸转速测试方法

针对目前弹丸转速测试方法的局限,提出了一种新的弹丸转速测试方法,利用连续波雷达探测弹丸旋转产生的微多普勒效应,建立了弹丸旋转运动引起的雷达回波微多普勒调制数学模型,推导了微多普勒频率与弹丸转速的解析关系,给出了弹丸转速微多普勒数据的实测方案,并通过弹丸旋转微动辨识与数字解调技术,提取出弹丸转速,经靶场试验验证,测试效果良好。     

横向运动板对长杆弹变形及运动影响的数值研究

利用Ls—DYNA软件对钨合金长杆弹垂直侵彻单层和双层横向运动钢板进行了数值计算。通过分析长杆弹的塑性变形、速度降、动能降和横向速度，得到了单层和双层板横向运动速度与影响长杆弹侵彻能力因素的关系。仿真结果表明：随着运动板速度的增加，运动板对长杆弹的侵蚀加剧，长杆弹的速度降、动能降增大；运动板相同速度下，虽然单层板的冲击能使长杆弹获得较大横向速度，但双层板比单层板对长杆弹的干扰效果更明显。     

Actuator characterization of a man-portable precision maneuver concept

The US Army Research Laboratory is conducting research to explore technologies that may be suitable for maneuvering man-portable munitions. Current research is focused on the use of rotary actuators with spin-stabilized munitions. A rotary actuator holds the potential of providing a low-power solution for guidance of a spinning projectile. This is in contrast to a linear (reciprocating) actuator which would need to constantly change direction, resulting in large accelerations which in turn would require large forces, thereby driving up the actuator power. A rotational actuator would be operating at a fairly constant rotation rate once it is up to speed, resulting in much lower power requirements. Actuator experiments conducted over a variety of conditions validate the dynamic models of the actuator and supply the data necessary for model parameter estimation. Actuator performance metrics of spin rate response, friction, and power requirements were derived from the data. This study indicates that this class of maneuver concepts can be driven with these actuators. These results enable actuator design and multi-disciplinary simulation of refined maneuver concepts for a specific application.     

球形头部弹丸侵彻运动靶板的数值模拟

为研究球形头部弹丸高速侵彻运动靶板的侵彻规律,运用LS-DYNA动力分析软件仿真研究了不同条件下球形头部弹丸对靶板的正侵彻效应,获得了运动靶板厚度、材料和弹丸着速3种参数对侵彻过程中弹丸弹道偏移、翻转角度和剩余速度的响应规律。结果表明,随着着速的提高,弹丸翻转幅度和弹道偏移量逐渐减小;随着靶板厚度的增加,弹丸正向翻转角度和轴向剩余速度显著减小,而弹道偏移量增大;3种材料运动靶板中,4340钢靶对弹丸弹道偏移、翻转角度和剩余速度的影响最大,Weldox460钢次之,LY12铝最小。     

横向运动板对长杆弹侵彻的偏转作用

弹体的攻角直接影响其侵彻能力,而横向运动板能使弹体发生偏转改变攻角,间接影响弹体的侵彻能力。在一定条件下,推导长杆弹在单层横向运动板作用下的偏转模型,并利用有限元仿真软件ANSYS／LS-rDYNA对长杆弹侵彻横向运动板的过程进行数值模拟。通过对偏转模型及仿真结果的分析,发现两者较为相符。研究结果显示：长杆弹侵彻横向运动板时,弹体会发生偏转,偏转的角速度先增后减,最后为0rad／s,此时偏转角最大;弹体速度方向也会发生偏转,其最终偏转角与弹体轴线的偏转角接近。     

钢管在冲击荷载作用下的变形与失效破坏

为研究钢管在弹体侵彻过程中的变形特点,基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用Johnson-Cook模型,模拟了半球形弹体以不同速度正向冲击钢管时的非线性动力响应情况。结果表明：弹体速度越小,钢管的抗侵彻性能越好;弹体速度越接近临界破坏速度,钢管降低弹体速度的能力就越明显;弹体冲击钢管时,钢管上表面比下表面更容易产生大变形,消耗更多的弹体动能,并在抗侵彻过程中伴有局部凹陷、蝶形变形和贯穿现象。实验结果可为圆柱壳结构钢管在冲击荷载作用下的耗能分析提供参考。     

一种连续修正速度方向的导引方法

考虑制导炮弹由身管武器发射，其飞行控制能力和导引信息量有限，基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想，提出了一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置，得到落点与目标的偏差，并提出了两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间，通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立了加速度修正公式，以减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明：该导引方法简单可行，精度高，对控制能力要求较低，且具备较好的制导效果和毁伤效果，为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

空投鱼雷入水点影响因素研究

航空自导鱼雷具有命中精度高、威力大、攻潜效果好等特点。针对反潜直升机空投鱼雷作战使用的特点,深入分析了空投鱼雷的空中弹道、直升机的运动态势和风速风向等影响空投鱼雷入水点位置的关键因素,并得到了各要素的数学描述,进而通过仿真分析得到了直升机运动态势和风速风向对空投鱼雷入水点的影响。