高超声速巡航导弹及其关键技术

高超声速巡航导弹是指巡航速度等于或大于5马赫的新一代巡航导弹。目前,美、俄、法、德、日、印度等国正在开发高超声速巡航导弹的关键技术。虽然尚未研制出实用型的导弹,但作为发展高超声速技术的突破口,本世纪初高超声速巡航导弹将可能问世。本文介绍高超声速巡航导弹的主要特点、关键技术进展以及各国研制计划的概况。     

美军高超声速防御体系发展研究北大核心

“大国竞争”战略下,美军从传感器层、指挥控制和拦截武器3方面持续推动高超声速防御体系的发展建设来抵消高超声速武器的装备优势,破解“大国竞争”对手反介入/区域拒止能力。自美国防部确定采取高超防御分层防御战略后,美军充分依托现有弹道导弹防御系统,通过探索运用新兴技术、发展多种拦截方式、积极与盟国合作等举措构建以天基为主、地海基传感器为辅的多平台预警探测体系,实时传输、天地联通的网络化指挥控制系统,以滑翔段拦截和末段拦截为主、多种拦截方式并存的拦截系统,计划在2034年构建战区级高超声速防御能力。     

Monte-Carlo方法在浅海声速不确定性研究中的应用仿真

采用Monte-Carlo方法捕捉浅海中声速剖面的不确定性,模拟真实海洋环境中的声速剖面,并将模拟得到的声速剖面输入波束位移射线简正波(BDRM)声场预报模型中,得到声传播损失,再对结果进行统计分析,得到声传播损失的概率分布图,并提出用传播损失期望值作为预报值,提高了声场预报的精度.最后,利用声纳优质因子(FOM)导出声纳作用距离概率分布图,为声纳作用距离的预报提供了概率的依据.     

势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用

基于势流理论的假设,采取常规边界元法对具有自由面的定常平板和轴对称空泡流动数值方法进行了研究,运用Riabourichinsky镜像空化模型,建立了一种空泡自由面求解的优化迭代方法,以自由流线长度为参数求解模拟了定常无重工况下流经二维平板和轴对称圆盘的空化流动.数值计算结果与解析解的相对误差不超过3%,证实了轴对称体空泡外形的近似回转椭球体假说在空化器附近是不成立的.计算结果与同类文献数据的对比显示了边界元法进行空化流场计算具有着显著的优越性,所采用的迭代方法精度高、收敛速度快,所得结论对深入了解空化特性具有参考价值.     

稀薄流气粒两相耦合作用的热力学模型

基于直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法,从描述粒子微观运动层次出发,构造高空稀薄环境下气体一颗粒两相双向耦合作用的热力学模型,发展适用于稀薄流过渡区多相复杂流动的DSMC算法.通过算例验证,结果表明,此模型能够较好地反映相间动量和能量传输机制.     

两栖装甲车辆车体随机应力统计

为探究某型两栖装甲车辆车体关键部位的疲劳失效原因，测取了不同路面工况下的载荷谱。采用雨流计数法对实测载荷谱进行计数，得到了相应载荷谱中应力循环的均值、幅值计数结果，利用数理统计的方法得到了各种路况的载荷分布模型，为疲劳分析提供了重要的数据并为海上试验及数据分析奠定了基础。雨流法及分布函数参数估计的程序实现，大大提高了随机应力谱的统计处理速度。     

剪切来流条件下的涡生振荡机理的数值研究

将指数极坐标系建立在运动的圆柱上,推导了运动坐标中剪切来流条件下,涡生振荡的涡量-流函数守恒方程及其初始和边界条件,圆柱表面的水动力表达式以及圆柱振荡方程。对圆柱从静止开始振荡,到发展为稳定振荡状态进行了计算和讨论,描述了脱体涡街的发展过程,升阻力相图的连续变形和漂移,圆柱振荡和平衡位置的变化过程。并研究了涡生振荡终态随剪切度K的变化。结果表明,剪切来流给流场加入了背景涡,使圆柱的上涡增强而下涡减弱,流场的对称性被破坏。随着剪切度K的增大,涡街的倾斜程度增大,压力曲线的漂移量增大,由此导致升力的绝对值增大,圆柱的振幅增大且平衡位置向圆柱下侧的漂移也越大。     

复杂环境下线天线隔离度分析

讨论了一种复杂环境下线天线隔离度分析方法,此方法可以广泛运用于飞机、战车、导弹、舰船等复杂环境.采用一种矩量法(MOM)和一致几何绕射理论(UTD)的混合法,并结合二端口网络下天线间隔离度的知识来计算复杂环境下线天线隔离度.此混合法克服了单纯的矩量法难以计算电大尺寸系统中的天线,以及一致几何绕射理论的计算精度不够的缺点,最终能实现计算速度和计算精度的统一.