激光推进发动机与激光发射弹道主要参数分析

激光推进是一种应用前景广阔的先进推进技术。讨论了激光推进发动机性能参数,飞行器在无大气阻力并忽略地球曲率和自转条件下发射与入轨所要求的最佳比冲,激光平均功率与电网能量消耗等问题。指出用激光发射微小卫星可以得到高质量比,激光推进发动机最优的比冲为12 240m/s。     

垂发超近程导弹弹道优化设计

垂发超近程导弹弹道优化设计是通过设计飞行攻角和发动机推力参数使得导弹性能指标达到最优或次优。针对超近程导弹垂直发射的特点给出发动机推力的分段准则,设计导弹初始飞行状态、飞行过程状态和终端弹道状态参数等约束条件,建立导弹运动学模型和多约束条件下弹道优化模型。基于hp-伪谱法将弹道优化问题转变成非线性规划问题。最后将优化方案所得的结果和遗传算法的优化结果进行对比分析验证优化方案的合理性。仿真结果表明可为垂发超近程导弹弹道设计提供参考。     

浅谈激光编码调制与解码接收技术——激光架束制导技术基本原理浅析

激光架束制导技术是通过激光空间编码发射和相应解码接收,用不同的频率、相位、脉冲宽度和脉冲间隔,通过光机扫描、光电扫描或声光扫描方式实现激光束空间调制编码,装在导弹尾部的激光接受器探测到激光信号,经过信息处理,弹上解码计算装置计算出导弹偏离中心线的大小和方向,形成控制信号,控制导弹飞行并击中目标的高科技技术。本文重点叙述激光编码调制技术和导弹解码接收技术的基本原理。一、激光编码调制技术激光编码调制技术主要由调制器来完成。调制器由频率编码调制盘,调制盘传动装置与转向系统组成。其中频率编码调制盘为平行的圆形玻…     

长“眼睛”的激光制导炸弹

激光制导炸弹出现于1970年,是一种能够攻击点目标的近战武器。炸弹由弹体和一个制导装置组成,后者能够探测到被激光束照射的目标。激光制导方式分为寻的制导和波束制导两种。激光寻的制导原理是:当瞄准跟踪目标后,由装甲车辆或者飞机上的人员用目标指示器发射出编码脉冲激光照射目标,随即发射激光制导武器,目标会向各个方向反射激光;武器在飞行过程中,装在头部的激光寻的器接收由目标反射回的激光信号,经光学系统会聚在光电探测器上,将光信号转为电信号,然后经放大、运算处理,得出引导信号,驱动执行机构使武器导向目标。1984年开始装备美军…     

火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机概念研究

临近空间高超声速飞行器近年来获得了广泛关注,本文提出一种以基于火箭发动机和双燃烧室冲压发动机的多模态火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机作为飞行器的动力系统,并进行了性能分析研究。该飞行器在海拔10 km左右高度以0.8马赫的速度投放,在重力和发动机推力的联合作用下,能够在海拔5～8 km处加速到2马赫;然后加速爬升进入临近空间,发动机工作在引射亚燃或者双燃烧室亚燃模态下。可以根据实际选择高推重比、较低推进剂比冲效率的引射亚燃模态,或是较低推重比、高推进剂比冲效率的双燃烧室亚燃模态。最终飞行器加速到6马赫(26 km),进入双燃室超燃模态。针对空中发射模式和地面发射模式进行了轨道优化,仿真结果表明:在加速爬升到6马赫(26 km)的过程中,空中发射模式相比较地面发射模式可以节省37%的推进剂;空中发射模式存在一个负的最优初始飞行角度使得剩余质量与初始质量的比值达到最大。     

弹道式导弹弹道多目标优化研究

以某导弹飞行程序设计为例进行了弹道式导弹弹道多目标优化研究。针对弹道设计中的多种约束和要求,建立了弹道多目标参数优化问题的目标规划法数学模型,进而采用约束变尺度法解决了最大射程及任一给定射程飞行程序选择问题,并进行了参数分析。为得到全局最优解,用正交试验法求取初始点;为提高梯度计算精度及速度,引入正交试验求梯度的方法,并作了改进,结合偏差积分法提出了新的梯度计算方法。     

接近观测最后逼近段最优制导方法

接近观测是一种新兴的天基观测手段,精确地导引飞行器到达目标附近合适的观测点是关键技术之一。针对接近观测最后逼近段制导问题,提出了一种最优末制导方法。在惯性系中建立了相对运动方程,把目标和观测点的相对位置作为终端约束,引入了综合考虑飞行时间与燃料消耗要求的性能指标,从而把接近目标的过程转化为最优控制问题,求解出最优推力方向、发动机工作时间和飞行时间。在此基础上,设计了最优制导方案。仿真分析表明最优末制导方法的精度较高,能够满足抵近观察任务的要求,同时对深空探测、交会对接等任务具有借鉴意义。     

以冲压发动机为动力的导弹爬升弹道研究

针对以冲压发动机为动力的战术导弹的爬升弹道,首先考虑了发动机的特性,对导弹加速爬升的性能进行了系统分析,获得了导弹加速爬升过程中剩余功率和燃油消耗量随飞行状态变化的规律.利用这些规律形成遗传算法弹道优化的初始种群,仿真证明可以高效地收敛获得最优弹道.在优化中综合考虑了飞行时间和耗油量,对不同优化目标的弹道进行了优化和比较.为以冲压发动机为动力的战术导弹的弹道设计提供了理论参考.     

冲压动力远程导弹燃料及起飞质量快速估算

基于传统的固体动力及涡喷动力战术导弹质量估算模型,建立以冲压动力远程战术导弹的燃料质量及起飞质量的迭代质量估算模型,同时建立将末制导纳入质量估算的改进估算模型。使用改进前后的质量估算模型分别对按照固定目标及运动目标设计的飞行任务剖面进行仿真,将2种模型计算出的质量估算结果与基准导弹飞行弹道结果进行了对比验证,定量分析了改进前后估算误差来源;同时研究分析了射程、目标运动速度、末制导启动距离、巡航高度对改进前后估算模型误差的影响,提出对于较近射程的固定目标或低速目标可以使用传统的末制导简化质量估算模型,而对远射程、较高巡航高度、较大末制导启动距离以及具有高运动速度的目标应考虑将末制导加入质量估算模型或对改进前的质量估算模型进行二次修正以减少估算误差。     

军用车辆双质量飞轮设计与减振特性研究

利用ADAMS建立某型步兵战车传动系统当量模型,研究双质量飞轮主要参数对发动机扭振衰减效果的影响,得到了双质量飞轮第二、第一飞轮转动惯量比的取值范围以及扭转刚度和阻尼的取值原则,以发动机激励衰减最优为目标,同时优化双质量飞轮3个参数,得到最佳的转动惯量比值为0.612;提出设计周向长弧形弹簧式双质量飞轮的具体方法和步骤,设计出弹性机构不同布置的2种双质量飞轮,并通过仿真计算其减振效果。结果表明：弹簧组布置在减震盘两侧的长弧形弹簧式双质量飞轮的减振效果较好。     

柴油机电控冷却系统性能仿真

为了精确控制柴油机出水温度，降低冷却系统功率消耗，以某型柴油机冷却系统为研究对象，建立了该型柴油机冷却系统仿真模型，并将机械水泵改为电控水泵进行了变工况仿真计算。结果表明：电控水泵耗功小于机械水泵，平均效率提高1．31％，能够精确控制柴油机出水温度。通过该型柴油机热平衡实验，在外特性上验证了该冷却系统仿真模型是可信的。     

不可逆定常态流热机的有限时间热力学最优化

在考虑工质与热源间热阻损失的内可逆热机模型基础上,用一常数项表示热漏损失,用一常系数项表示循环中除热阻和热漏外的其余不可逆性（如摩擦、涡流、非平衡等）,建立了一个不可逆定常态能量转换卡诺热机模型,并对其进行有限时间热力学分析,导出循环的最佳功率与效率关系,并得到了最大功率及其相应的效率和最大效率及其相应的功率。由此模型可准确描述各种不可逆性对热机性能的影响。由此得到的热机功率效率特性与实际热机特性相同。     

不同黏度等级润滑油在柴油发动机上的对比试验

为解决润滑油出现的高温性能差等问题,考察5W/40和15W/40两个黏度等级重负荷动力传动通用润滑油在柴油发动机上的实际使用性能。在BF6M1015CP柴油发动机和柴油车辆上分别进行1 000 h发动机台架可靠性试验和高原实际道路行车试验,利用红外光谱等仪器对定期抽取的油样进行理化性能指标测试。结果表明：两个黏度等级的重负荷动力传动通用润滑油各项理化指标变化较小,均能满足高原地区大功率、重负荷柴油发动机的用油要求。使用两个黏度等级润滑油的发动机在功率和扭矩方面大小相当,使用5W/40重负荷动力传动通用润滑油的发动机在高转速区（转速高于1 600 r/min）油耗率低,在低转速区（转速低于1 600 r/min）油耗率较高;但在抗氧抗腐性、高温清净性和抗磨性等方面,15W/40重负荷动力传动通用润滑油的表现略优一些。     

柴油机微粒捕集器红外再生性能试验研究

设计了一种红外再生柴油机微粒捕集器系统（Diesel Particulate Filter，DPF），采用双过滤单元捕集排气微粒。以6110A柴油机为试验用机，进行捕集器红外再生特性的试验研究。结果表明：影响红外再生性能的主要因素有微粒累积量、预热时间、红外加热器加热功率及再生用废气量等。微粒累积量和再生用废气量主要影响再生过程中过DPF内部的最高温度与平均温度，预热时间和加热器功率主要影响再生时间。试验同时表明：微粒捕集器平均再生效率超过80％，且工况适应性好。     

履带车辆动力性计算的数学模型

以发动机动力特性计算式为基础,推导出履带车辆动力性参数计算的数学模型,为今后履带车辆设计,以及动力性能的工程计算分析提供了数学方法,并通过计算机编程对某型车辆进行了计算,结果表明该方法具有较高的准确度和工程实用性。     

环形串联直缸发动机配气系统设计

环形串联直缸发动机具有功率密度高、惯性力小等诸多优点,但其运行时气缸转子始终绕输出轴周向转动,使得传统发动机静态的配气方法不再适用。因此,研究设计一种能够满足该型发动机进排气需求的新型配气系统意义重大。针对该型发动机独特的环形串联结构和差速运动特性,研究了各转子气缸的容积变化规律,分析了各转子气缸进排气相位与转子转角之间的关系,创新设计了一种基于气道复用的动态位置配气系统。根据二冲程发动机配气方案设计加工了配气系统零部件,并通过高压气动实验完成了对该型发动机的动态进排气过程。实验结果表明,当给定外加驱动气压0.25 MPa时,发动机能够以约200 r/min的速度稳定运转,有效验证了该配气系统的可行性。     

纳米复合自修复添加剂发动机台架试验研究

通过WD615．67行车用6缸柴油机发动机台架试验,研究了含有纳米铜材料的纳米复合添加剂对发动机动力性能的影响,试验前后对发动机主要摩擦副尺寸进行了测量。结果表明,纳米复合添加剂对发动机不同材料的摩擦副均有较好的抗磨效果,特别是在缸套等摩擦部位出现了“负磨损”,实现了摩擦副表面的原位动态自修复。添加纳米复合添加剂后有效地降低了比油耗,减少了机械功率损失, 提高了发动机的功率,改善了发动机的动力性能。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响；采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算，并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核；经计算得到：随着大气温度的升高，缸内最高爆发压力和柴油机功率降低，燃油消耗率升高；随着大气压力的升高，缸内最高爆发压力和功率增大，燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

热漏对热机功率效率特性的影响

本文研究热漏对热机最优性能的影响,导出存在热阻和热漏损失的定常态流不可逆热机的功率、效率关系。所得结果不同于仅存在热阻损失时的内可逆热机的功率效率特性,且与实际热机特性相一致。