垂直打击,“天兵神降”驰骋地空

这是一支传奇的部队,有人说他们是腾空的猛虎,有人说他们是展翅的雄鹰,1950年9月17日,作为中国解放军一个崭新的兵种——空降兵部队在中原大地横空出世。上甘岭战役坚守坑道14昼夜、屡建战功,"98抗洪"力守荆江大堤78天,中俄联合演习与俄罗斯空降兵同场竞技扬威异域,汶川大地震发生后15勇士从5000米高空舍身一跃……62年来,祖国各地,哪里最危险、哪里人民需要,哪里就有他们从天而降。     

返回器飞行管道的快速预测算法

针对返回器回收任务中对安全空域和期望落点的计算需求,提出了基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法,给出了搜救直升机安全飞行空域的判定流程。建立了物伞动力学模型,利用Halton采样方法从随机空间中均匀采点,计算得到多条可能弹道;采用Koopman算子的后拉机制,将初始概率密度值与当前状态关联,得到不确定条件下返回器及其分离部件的飞行管道和期望弹道。仿真结果表明,基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法在收敛速度和精度上都要显著优于Monte Carlo方法;利用飞行管道计算结果对搜救直升机飞行路线进行规划后,碰撞风险最大降低54%且搜索时间减少70%。飞行管道预测算法已成功应用到嫦娥五号的回收任务中。     

空投气垫船航行阻力和螺旋桨动力的数值模拟及匹配研究

全垫升气垫船动力和阻力的计算和匹配问题的研究是其设计前期阶段的关键。基于STAR-CCM+流体计算平台和滑移网格模型分别对空投气垫船水面航行过程和螺旋桨气动特性进行了数值模拟,得到不同航速下的航行阻力和螺旋桨推力数据,综合分析研究了两者的匹配性问题。研究结果表明：兴波阻力随航速变化趋势和阻力峰出现位置均与相关文献和试验数据吻合,验证螺旋桨的推力计算结果与试验误差在6%以内,验证了CFD方法对气垫船航行阻力及螺旋桨动力模拟计算的可行性与有效性;将2款待选用的四叶和三叶螺旋桨气动性能与航行阻力匹配分析后,在发动机极限性能转速下,三叶螺旋桨能达到更高的最大航速,以20节速率巡航时,三叶效率更高,同时质量轻15%,综合说明三叶螺旋桨性能更佳。研究结果为该型气垫船的设计和选型提供重要的理论依据与数据支撑。     

基于重叠网格的航行体水动力特性计算

利用重叠网格技术结合实验方法,研究了航行体跨界质过程中的阻力来源。将试验结果与仿真结果进行对比,得出该过程中的水动力及水动力系数变化趋势以及原因,结果表明：航行体在水下速度由25 m/s下降到9.7 m/s,水动力以及系数在航行体即将出水时刻达到最大值,分别为0.65 kN和0.184。出水过程水动力及力系数主要受水冢现象、浮力变化以及附连水质量变化影响而呈现波动并逐渐趋向于零,粘滞力是航行体完全出水后主要的流体阻力来源。该研究为水航行体减阻设计提供了参考依据。     

鸭舵-阻力环复合控制火箭弹制导方法

针对远程火箭弹落点散布大的问题,探讨了一种以鸭舵实现火箭弹姿态稳定,并采用阻力机构进行纵向散布修正的复合控制方法。提出并分析了简易制导系统方案,建立了鸭舵-阻力环复合控制条件下的有控弹道模型,对启控点参数进行了合理设计。仿真结果表明,该制导方法能够有效地抑制由各种扰动因素引起的技术散布,可大幅提高远程火箭弹的射击精度。     

基于Holtrop公式与遗传算法的船型参数优化

针对方尾水面舰船,采用Holtrop阻力计算公式,以总阻力为目标函数,据遗传算法,对主要的船型参数进行了优化计算,进而得出了在一系列速度下主要船型参数的最优解及相应的由Holtrop公式计算得到的总阻力,并绘制了在各最优解下由Holtrop公式计算的总阻力随速度的变化曲线,结合Holtrop公式相应图谱对所得优化计算结果进行了分析.结果表明,该方法对于水面舰船的主尺度比等船型参数优选具有较强的实用性.     

具有倒“Y”型吊挂的降落伞系统动力学建模

具有倒"Y"型吊挂的降落伞系统在回收领域具有广泛的应用.建立了这类系统的动力学模型,包括考虑附加质量的一般刚体动力学方程和基于"平衡点"假设的吊挂系统建模方法.利用该模型对某型飞船空投试验情况进行了仿真分析,通过与试验数据对比,验证了模型的有效性.     

新型两栖军械装备加装探深装置研究

新型两栖军械装备在水上浮渡行驶过程中,为提高航行速度,减小车体阻力,在设计过程中加装一套高度可调式悬挂装置,该装置较好地解决了减小阻力、提高航速的问题。但是安装有可调式悬挂装置的两栖军械装备在抢滩登陆过程中,在陆地悬挂装置放下的操作时机问题,一直是困扰驾驶员的技术难题。悬挂装置将陆地行动部分放下过早会直接影响冲击过程中水上航行的速度,过晚会导致两栖装甲装备搁浅。     

降落伞充气过程中“瓶颈”效应

以大型伞或特大型伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)流固耦合方法模拟某载人飞船主伞(环帆伞)在无限质量情况下的充气展开过程。计算获得了充气过程中,伞衣外形和流场之间的动态关系,数值模拟出非对称充气、伞顶甩打等不良充气现象,提出了充气过程存在"瓶颈"效应,通过大量的实物试验验证该效应的存在。通过结果分析发现"瓶颈"效应实质是由于伞衣面积大,伞衣结构复杂或开伞速度过大导致气团进入伞体受阻造成的,但其产生的具体必要条件尚有待进一步研究。结论对了解降落伞工作机理,防止开伞失效有重要意义。     

管壳式换热器强制对流换热与阻力特性研究

用实验与软件模拟相结合的方法研究了波纹管与直管的换热性能和阻力特性.壳程采用通入高温烟气,测试了不同水量情况下波纹管的平均对流换热系数和阻力系数,拟合出了所测参数范围内的换热和阻力关联式,并比较了相同管径的波纹管与直管的换热效果.为波纹管在换热领域的应用提供一些依据.