强爆轰驱动超高速碎片发射装置设计因素分析

为了得到发射装置设计因素和超高速碎片性能间的关系,考虑了药型罩的材料、炸药种类、装药长径比、药型罩的锥角、药型罩的厚度、药型罩顶部靠近装药侧的曲率半径等设计因素,采用AUTODYNTM,结合正交试验,对超高速碎片的发射过程进行数值模拟。结果表明,3种发射装置结构分别可以提供质量为1. 533 g的紫铜碎片、速度为11. 649 km/s的铝碎片、动能为85. 6 k J的铝碎片; 2种发射装置结构均可以提供质量大于1 g、速度高于11 km/s的密实结构圆柱状碎片。验证了仿真方法的可信性,对影响碎片性能的设计因素进行了分析、排序,并得到了这些设计因素与碎片质量、速度、动能的关系。     

平面B—样条曲线的拐点定理

利用插入节点的算法,本文研究了Ｂ—样条曲线的形状,得到了Ｂ—样条曲线拐点的一个定理。该定理描述了当控制多边形只有一个拐向点时Ｂ—样条曲线的拐点、尖点和二重点的关系。此项研究对于工程应用中的ＣＡＤ有较实际的指导作用。     

载人飞船标准返回轨道设计

本文研究载人飞船三自由度标准返回轨道的设计方法。基本的设计思想是在返回坐标系中建立飞船返回轨道运动方程,用非等值的速度滚动角γｖ（ｔ）使飞船再入过载均匀化及减小标准返回轨道与升力失控时自旋轨道的航程差,并引入侧向制导思想解决γｖ（ｔ）的反向问题。仿真中用二重迭代方法确定有关参数,避免了参数选择的盲目性。仿真计算表明,本文提出的设计思想具有良好的实用价值。     

空空导弹越肩发射初制导转弯控制与仿真

针对空空导弹越肩发射初制导俯仰平面180°转弯,提出了一种基于最优控制理论的最优转弯方法,该方法是确定一个最佳推力方向角,使转弯完成时导弹的末端速度最大。建立了简化的用于姿态控制的姿态动力学模型,采用反作用喷气控制系统(RCS)设计了导弹的姿态控制律。对空空导弹180°转弯的飞行过程进行了仿真并给出分析结果。     

横向效应增强型弹垂直侵彻薄靶的轴向剩余速度理论分析

为了得到横向效应增强型弹（Penetration with Enhanced Lateral Efficiency projectile, PELE）对金属薄靶垂直侵彻后的弹体轴向剩余速度，运用平面冲击波理论，对PELE的侵彻机理进行分析。参照平头弹体对靶板的侵彻模型，将PELE侵彻过程中的能量损失划分为以下几个部分：外壳体和内芯撞靶区域对应的环形塞块获得的能量、冲击波作用下弹体的内能增量以及剪切耗能等。然后根据能量守恒原理，得到PELE垂直侵彻金属薄靶后的PELE弹体轴向剩余速度的理论模型。为了验证该模型的合理性和准确性，设计相应的试验进行验证。结果表明，不同条件下得到的试验结果和理论模型得到的计算结果均吻合得较好。因此，得到的PELE垂直侵彻薄靶的轴向剩余速度理论模型可为工程应用提供指导和参考。     

直接力/气动力复合作用动能拦截弹姿态控制方法

针对直接力/气动力复合作用动能拦截弹的姿态控制问题,建立了拦截弹俯仰-偏航通道短周期运动模型;利用线性二次型最优跟踪控制理论结合姿控固体小火箭点火逻辑设计了复合控制系统,通过分析非线性容限得出了该系统对直接力偏差具有强鲁棒性的结论;姿控回路仿真表明系统具有快速响应特性及良好的跟踪性能,考虑侧喷干扰效应等实际条件的六自由度弹道仿真表明所设计的控制系统能够满足拦截末段直接碰撞要求。     

南阳膨胀土三向膨胀力规律研究

湿胀干缩是膨胀土的一个典型特征。膨胀土与水作用时,随着含水量的增加, 其体积将明显地增大,显示了强烈的膨胀性。当这种膨胀性受到限制时,必然产生膨胀力。膨胀力的大小与膨胀土的含水量和干密度有很大关系,研究膨胀力对深入了解膨胀土的变形和强度特性很有价值。通过12个三向膨胀力试验,研究了南阳陶岔重塑膨胀土膨胀力随含水量和干密度的变化规律。试验结果表明重塑膨胀土的三向膨胀力不等,水平膨胀力小于竖向膨胀力;给出了膨胀力与初始含水量和干密度的关系式,为工程建筑物的稳定分析提供了依据。     

一种基于边缘特征提取的景像匹配方法

下视景像匹配制导中,实时图和基准图的拍摄高度、方位和图像比例尺不完全一致,两图的轮廓形状存在旋转和变形等差异,边缘特征提取方法受图像灰度分布影响存在变形和移位,易导致匹配错误。用侧抑制竞争方法,图像边缘特征提取快速准确,不发生移位,对灰度变化也不敏感。在此基础上,用扩展边缘特征法,克服轮廓变形对边缘匹配的影响,提高精度。试验结果表明,此方法模型简单、抗几何变形能力强且便于实现。     

热射流起爆过程的数值模拟

采用改进的化学非平衡流解耦方法处理Euler反应流方程,并以H2/air 9组分21方程模型对竖直喷注的热射流起爆过程进行了二维数值模拟。对流项采用五阶WENO离散格式,时间推进采用二阶Runge-Kutta方法。详细分析了热射流以不同速度、入射位置、入射宽度和入射倾角喷射时在爆震管内形成的流场,总结了射流参数状态影响起爆的一般规律;解释了激波、火焰的相互作用对"热点"的形成以及转变为爆震的影响,特别是激波反射对"热点"形成的促进作用。结果表明,爆震波通常由火焰面和固壁附近狭长未燃区域中的"热点"产生。"热点"向爆震波发展的过程是过驱爆震阶段,存在三波结构。为了实现快速起爆,应当增大射流入射速度、贴近侧壁并以适当入射角度喷射热射流。     

PELE正侵穿金属薄靶轴向剩余速度近似计算与分析

运用冲击波理论,对横向效应增强型弹丸(Penetration with Enhanced Lateral Efficiency,PELE)侵穿金属靶板的机理进行了分析,将PELE侵彻过程中能量损失分为外壳和内芯撞击靶板区域环形塞块获得的能量,冲击波影响范围内外壳和内芯增加的内能,外壳前端外沿和内沿对靶板冲塞剪切耗能等,给出了确定这些能量的计算方法;并依据能量守恒原理,给出了PELE正撞金属薄靶板靶后剩余速度的近似计算公式。公式计算结果与多种条件下实验结果均吻合较好。分析计算所得各能量损失结果表明,弹体内芯材料的变化对弹体侵彻能力的影响较小;侵彻中靶板塞块获得的能量在弹体侵彻动能损失中比重最大;外壳前端内沿对靶板的剪切能耗对弹体动能损失的影响可以忽略。