无线电引信超宽带电磁脉冲效应研究

利用超宽带(UWB)电磁脉冲发生器对不同姿态的某型无线电引信进行了超宽带电磁脉冲辐照实验研究。实验表明:电点火头本身在UWB辐照下是安全的,当超宽带电磁脉冲峰峰值场强达到106 kV/m时,在引信加电工作情况下可以使实验引信全部引爆;此外,引信-弹体自身等效天线长度增加会导致无线电引信超宽带电磁脉冲效应更加明显。     

对典型结构弹体的电磁耦合规律数值分析

为了研究某型弹体的电磁耦合规律,利用电磁仿真软件FEKO建立弹体模型.研究得到:在弹体内部腔体存在谐振频点,存在电磁耦合场的增强区域;引信内部存在谐振频点,存在电磁耦合场的增强区域;弹体与引信壳体的屏蔽效能随频率变化的规律.     

二维弹道修正弹气动特性与稳定性仿真

在某型迫击炮无控弹结构基础上,将其引信改为固定鸭舵修正引信,采取直接利用原有尾翼结构、加大翼片面积和减少翼片数量三种尾翼设计形式,分别构建3个弹体模型,运用CFD计算软件对3种弹体模型的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数变化规律进行仿真,得到具有一定修正能力且满足全弹道飞行稳定性要求的弹体模型方案,其仿真结论可为尾翼稳定迫击炮二维弹道修正弹的研究提供参考。     

正弦波对无线电引信耦合通道及作用机理

现代战场复杂电磁环境严重威胁无线电引信战技性能的发挥.为了提出复杂电磁环境中降低无线电引信意外发火概率的防护对策,在简要介绍了实验装置与方法的基础上,研究了无线电引信的等幅正弦波辐照效应.确定了天线及弹体是造成引信意外发火的主要能量耦合通道,引信意外发火及作用机理是:引信天线及弹体接收正弦波信号,使引信高频电路工作状态发生变化,引信检波电压波动,最终导致引信意外发火.     

超宽谱电磁脉冲与无线电引信能量耦合因素的研究

通过超宽谱对配用不同弹体的无线电引信的辐照,分析了不同弹体以及配用某种弹体的引信不同放置方向对超宽谱电磁脉冲与无线电引信能量耦合的影响,并分析了弹体大小对能量耦合的影响。通过辐照、分析和计算最终得出:弹体是影响能量耦合的主要因素。弹体口径越大,超宽谱电磁脉冲与无线电引信的耦合能量越大。另外,配用弹体引信的不同放置方向也是影响能量耦合的重要因素;配用弹体的引信竖直放置时,超宽谱电磁脉冲与无线电引信的耦合能量最大。     

弹上引信天线的研究

弹上引信天线的研究,主要根据弹上引信天线的特点来从事理论研究。由于常用的弹上引信天线均安装在弹体的头部即圆锥部分或弹体的圆柱体上,所以研究其理论时,应以重点研究圆柱体上为边界条件下天线理论,尽量给出其公式的一般数学表达式,具体推导过程十分繁杂,这里仅从IIz,Fz为出发点,推导出圆柱体上电磁场的普遍数学表达式;给出了应用举例及特例计算。另一方面,对弹上引信天线设计方法进行了研究,根据弹上引信天线设计的特点,亦可应用编好的设计使用程序软盘,以供使用时参考。     

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。     

某型弹药电磁耦合的仿真分析

利用电磁仿真软件FEKO建立了某型弹药模型和所需的电磁场环境,对某型弹药的电磁耦合规律进行仿真分析。仿真结果表明：在弹体内,中部位置由于金属连接底的影响,电场强度发生突变。弹药壳体顶部的电场与外界基本一致。内部引信位置电场强度与原电场强度相比有所衰减,但是不如内部其他位置明显。弹体内部电场强度在120 MHz和560 MHz处衰减较小;在弹体外部,存在着沿z轴和x轴方向强弱交替的电场。     

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.     

电扫偶极子相控阵天线的空域极化特性分析

推导了偶极子线性阵列和平面相控阵天线在空域波束电扫时辐射场的极化特性,建立了数学模型。计算结果和仿真分析表明:偶极子相控阵天线辐射场在空域扫描各个波位的极化特性并不一致,是具有一定差异的,当待测目标的方向偏离天线电轴方向时,所接收到的电波极化状态也会随偏离电轴的方向和仰角而改变。该结论对于现代电子战中相控阵天线系统的精确建模与仿真具有重要意义,对于研究和利用天线的极化特性进行雷达极化抗干扰技术是非常必要的。     

制导信息协同下的最佳起爆控制分析与研究

综合利用制导和引信信息确定引信最佳起爆延迟时间和起爆方位是导弹技术发展的方向.在弹体坐标系下建立了任意空间交会条件下战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位的数学模型,通过仿真计算对弹目交会特性进行了分析.研究表明,脱靶方位角在遭遇段的较远距离上误差较大,而在弹目接近的过程中误差逐渐减小并趋于稳定.     

二维波束控制引信与定向战斗部配合

将相控阵天线引入引信中,实现了引信天线波束的二维控制。研究了相控阵天线的基本原理,给出了波长、扫描范围和阵元数等参数的值。研究了目标脱靶方位识别原理,分析了定向战斗部破片动态杀伤区的散布特性。把定向战斗部中心破片飞向角与引信波束指向角之差作为起爆控制量,提出了一种相控阵引信与定向战斗部配合的方法。仿真结果表明,这种方法能精确控制战斗部起爆时机,提高引战配合效率。     

某通信电台天线超宽带耦合效应研究

利用时域有限差分方法（FDTD）,结合端接负载模型,计算某指挥控制系统置于方舱上壁的鞭状天线的超宽带（UWB）耦合效应。计算结果表明：该天线在超宽带环境中耦合的最大电流在35 A左右;当入射波的电场方向与天线方向一致时,天线上可以感应更大的电流;由于方舱上壁反射电磁场的作用,当仰角在120°左右时,天线上的感应电流峰值最大;超宽带脉冲平行于车长方向入射该系统能比垂直入射该系统,感应出更大的电流。     

GTEM室内脉冲场分析及对数周期天线的响应规律研究

为研究对数周期天线(LPGA)的方波脉冲响应特性,利用GTEM室和CST仿真软件对LPGA方波脉冲响应信号进行实验测试与仿真分析.利用实验室自行研制的超宽带电场测试系统对GTEM室进行校准,得到了室内电场强度E(t)与方波源的输出电压V(t)和芯板高度h之间的关系;搭建GTEM室中天线脉冲响应测试平台,得到不同辐照方向下的LPGA方波脉冲时域响应信号;利用CST仿真软件建立对数周期天线的3D模型,得到响应信号幅值的开路电路模型.     

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。     

数值模拟金属靶抗侵彻中的网格密度影响研究

在数值模拟中,有限元网格的数量对计算结果和计算成本都有较大的影响。采用MSC.Patran建立了弹体侵彻金属靶板的计算模型,并利用MSC.Dytran对所建模型进行了计算;结合相关的理论,对不同网格密度划分的有限元模型的计算结果进行了分析,并和实验进行了对比,得到了数值模拟弹体侵彻金属装甲中靶板的最佳网格数量。当网格无因次量μ=0.10时,所得到的数值模拟结果与实际吻合得较好:当厚度方向的网格数取为12个时,文中所采用的模型能较好地模拟弹体对靶板的侵彻效果。     

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。     

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.     

电磁发射弹丸内膛磁场分布特性的影响因素分析

针对电磁轨道发射装置内膛的强磁场环境进行了分析,并通过建立有限元仿真模型,对影响弹丸中轴线的磁场分布特性的影响因素进行了仿真分析。结果表明:弹体的弹壳厚度越大,弹体上产生的涡流越强,导致中轴线上磁感应强度越小;在输入电流的平流段,随着时间的推移,电流逐渐趋于均匀分布,趋肤深度越大,磁感应强度越大;上升段输入电流频率ω越大,磁感应强度越大;内膛磁感应强度随弹丸长度方向迅速衰减,600mm处的磁场基本降为0。     

超宽带电磁脉冲对无线电引信辐照效应研究

为了研究无线电引信在强电磁环境下的安全性和可靠性,利用频带很宽的超宽带电磁脉冲（UWB）源对某型无线电引信系统进行了辐照实验。对不同姿态的无线电引信系统的UWB辐照试验表明,当无线电引信系统的轴线方向与超宽带辐射场极化方向一致时,电磁能量耦合最强,最易于受到超宽带电磁辐射场的干扰;在无线电引信系统不加电情况下,UWB辐照基本不会使无线电引信起爆,也不会对其产生明显影响;但是较强的UWB辐射场会使处于加电工作状态下无线电引信意外起爆,但经过辐照后整个无线电引信系统内在性能参数不会产生明显变化。