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．     

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。     

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。     

旋转弹体高速入水水中弹道的模拟方法

针对旋转弹体高速入水特点,从弹体运动的动力学方程和相似理论出发,提出了模拟旋转弹体高速入水水中弹道的马赫相似实验方案.该方案在大气环境条件下,能够实现原型和模型两系统的主要相似准数相等.     

超空泡射弹动力学建模与仿真

射弹高速运动时产生的尾部开式超空泡将改变弹体受力形式及运动稳定性.针对超空泡射弹的特殊运动模式,考虑弹体与空泡壁面的相互作用,建立了射弹动力学模型,提出了数值仿真耦合算法,给出了不同初速下的弹道仿真算例,并计算了射弹尾拍力.结果分析表明,射弹速度随时间呈指数形式衰减,弹体姿态角、角速度及尾拍力周期性往复变化,同时尾拍力随着空泡尺度缩小而减小.较小的初速度使尾拍力提前出现.研究方法与结果为开展射弹结构及弹道散布研究提供理论基础与研究手段.     

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。     

基于FLUENT的适配器空泡流水动特性仿真

基于FLUENT软件,针对适配器空泡流的水洞实验展开建模仿真研究,建立了适配器和弹体缩比模型;对2种工况下一定张角的适配器空泡流水动特性进行了数值模拟;对结果进行了分析并与水洞实验进行了比较。结果验证了空泡理论同时为适配器空泡流水动特性仿真以及结构设计提供借鉴和参考。     

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。     

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。     

旋转弹侵彻钢板的数值模拟

利用LS-DYNA3D软件建立了弹靶几何模型,应用有限元程序对旋转弹侵彻钢板过程进行仿真计算,并通过与实验比较,验证了有限元方法的正确性。分析了转速对垂直侵彻和斜侵彻两种状况下性能的影响,通过比较不同转速情况下得到的速度、加速度等响应以及侵彻过程中弹体的质量损失情况,得出旋转对弹体垂直侵彻和斜侵彻具有一定的影响,为弹体结构的设计、改进和优化提供重要参考依据。     

Growth model of cavity generated by the projectile impacting liquid-filled tank

The high-speed impact of a projectile on a liquid-filled tank causes the hydraulic ram, in which a cavity is formed. To study the growth characteristics of the cavity, the formation mechanism of the cavity is analyzed. The effect of Reynolds number and Mach number on drag coefficient is considered, the axial and radial growth models of the cavity are established respectively. The relative errors between the cavity length calculated by the axial growth model, the cavity diameter calculated by the radial growth model and Ma L. Y. test results are less than 20%, which verifies the effectiveness of the axial and radial growth models. Finally, numerical simulation is carried out to study the growth characteristics of the cavity caused by the projectile impacting the satellite tank at the velocity of 4000 m/s. The cavity length and diameter calculated by the axial and radial growth models agree well with those obtained by simulation results, indicating that the cavity length and diameter in satellite tank can be accurately calculated by the axial and radial growth models.     

高速水下射弹空泡形态及其CFD分析

射弹在水下空泡形态高速运动,实验研究存在很多限制。本文应用两种方法对高速水下射弹的空泡形态及阻力性质进行了研究,一是应用CFD仿真模拟软件,二是应用基于空泡截面独立扩张原理所建立的公式。研究表明：仿真计算结果与公式计算结果吻合很好;随着空化数的减小,空泡的相对长度、相对直径和长细比都在增大;在小空化数下,空泡前部形态基本不变,阻力系数主要为压差阻力系数,其值基本不变。研究结果为射弹的外形设计提供参考。     

基于层裂机理的弹体侵彻混凝土的终点弹道研究

基于动态球形空腔膨胀理论给出的阻力函数理论公式和开坑阶段的表面层裂机理,建立了能够综合考虑弹头形状、开坑区深度的斜侵彻深度预测模型,并进一步推导了能够适用不同弹头形状的弹体过载时程曲线计算公式。预测模型得到的侵彻深度和过载与试验结果吻合较好。研究结果可为弹体与混凝土靶的斜侵彻弹道分析和弹丸头部设计提供一定帮助。     

基于层裂机理的弹体侵彻混凝土的工程模型

以斜侵彻过程中的终点弹道为研究对象,基于动态球形空腔膨胀理论给出的阻力函数理论公式和开坑阶段的表面层裂机理,建立了能够综合考虑弹头形状、开坑区深度的斜侵彻深度预测模型,并进一步推导了能够适用不同弹头形状的弹体过载时程曲线计算公式。预测模型得到的侵彻深度和过载与试验结果吻合较好。研究结果可为弹体与混凝土靶的斜侵彻弹道分析和弹丸头部设计提供一定帮助。     

线膛火炮身管剩余寿命的神经网络模型研究

利用前馈式人工神经网络方法,根据试验数据,建立了某火炮身管剩余寿命(RL)模型;并用该模型研究了各特征截面内径改变量对弹丸初速改变量的影响,以及弹丸初速改变量与总内径改变量间的关系。     

引信在膛内的加速度响应分析

研究引信在膛内的受力情况,经典的分析方法是将弹丸和引信看成一个刚体,但随着对膛内问题的深入研究,发现这种方法和实测值出入很大.为更好地计算膛内引信的受力,本文在实测的基础上建立了弹丸引信系统在膛内冲击振动的力学模型,提出利用振动理论计算引信零件膛内加速度响应的方法,并对两种不同类型的弹丸引信系统进行计算比较,计算结果和实测值很接近,并发现此方法在簿壁弹上应用优越性更为突出.     

内弹道多通道实验数据处理方法研究

本文对内弹道多通道实验曲线的处理方法进行了较为详细的分析.充分利用多通道实验数据,得出了弹丸运动规律、弹底压力变化规律、平均压力变化规律.为进一步认识膛内现象奠定了一定的基础.     

某高炮射弹观察时机指示和距离自动通报系统的实现

针对某高炮射弹观察时机难以掌握、偏差校正依据不足的问题,提出用8098单片机实现其射弹观察时机指示,并实现目标距离自动通报。主要分析了信息采集 射弹飞行时间的转换及其精度、语音实现和软件设计等问题。     

钢球侵彻不同靶标的相似性分析

为研究相同弹丸侵彻不同靶标所造成损伤之间的相似性,以钢球侵彻明胶造成的瞬时空腔的最大直径为研究对象,基于相似理论推导出瞬时空腔最大直径的相似准则方程,利用钢球侵彻明胶的实验数据求解出准则方程的系数和指数,最后通过钢球侵彻猪后腿实验验证了所得到的准则方程可用于不同靶标之间的相似性分析,并具有准确性和合理性。