高超声速飞行器发展及作战效能初探

分析了高超声速飞行器的发展并预测其趋势,根据高超声速巡航导弹高速度、高精度、隐形化的特点,建立了高超声速巡航导弹攻防对抗仿真系统,结合典型案例,从预警、突防等方面,以定性定量相结合的方法,比较分析了亚声速巡航导弹、超声速巡航导弹、弹道导弹的作战效能,得出初步结论。     

横向运动板干扰聚能射流的数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA和LS-PREPOST,用ALE算法对射流垂直侵彻横向运动防护板的过程进行模拟分析。防护板在不同速度下干扰射流时,对防护板和后效板上的开坑形状进行分析,并计算后效板上的最终侵深及射流轴线上的速度降,得到射流在横向防护板作用下后效板侵深及射流轴线上的速度降随防护板速度变化的曲线。结果表明,防护板抗射流侵彻能力随防护板速度的增加而增强,尤其是防护板横向速度在0～100m/s增加时,抗射流侵彻能力增强较为明显。     

二维超声速空气引射器启动特性试验研究

xxxx超声速引射器是高空模拟试车台的重要组件,在发动机启动前利用引射器对试验舱预抽真空可避免发动机启动初始时刻燃气漏入试验舱造成燃气在发动机中分离,对获取发动机在高空环境下的完整推力特性具有重要意义。而该工况下超声速引射器的启动过程是引射器工作过程中最为恶劣的工况,设计不合理的引射器会导致启动压力过高甚至不能实现启动。建立了缩比超声速空气引射器试验台对超声速引射器的启动特性进行研究,采用压力测量方法结合纹影技术对超声速引射器处于极限启动压比时的流场进行了描述,研究结果表明混合室收缩比越小,引射器极限启动压比越低。同时给出了定位超声速引射器不启动原因的判据：当引射器不启动是由引射总压不足引起时,盲腔压力在引射总压提高时降低,并在临界启动状态下达到最小值;而由混合室收缩比过小导致的引射器不启动在引射总压提高时盲腔压力单调上升。     

弹道修正弹射程偏差预测与阻力板展开时机优化

根据弹道修正弹阻力板的展开控制对于射程偏差预测要求的实时性,提出基于摄动原理的射程偏差预测算法.为解决阻力板修正能力在线计算数据量大的问题,提出在弹载计算机上装定阻力板修正能力表格的方法,给出发射前计算修正能力表格的过程和飞行中使用修正能力表格的步骤,提出阻力板展开时机的优化判断条件,并采用该方法对某型弹道修正火箭弹射程修正控制进行仿真试验和飞行试验.仿真试验结果表明,当目标射程为33 565.4m时,经修正后火箭弹的射程偏差能控制在20m以内;飞行试验结果表明,弹道修正火箭弹的射程偏差实测为24m,射程精度得到明显提高.     

二维可压缩流动抽吸流量模型及验证

根据超声速与亚声速流动的特征,依据Prandtl-Meyer膨胀波理论,根据背压与来流静压确定膨胀波后的马赫数,获得了质量抽吸流率,并导出了壅塞发生的条件,建立了二维超声速抽吸模型;根据冲量定理,假定气体从主流区域到抽吸腔流态的变化是由于压差的冲量作用,建立了亚声速抽吸模型,并且进一步阐述了亚声速抽吸壅塞发生的机制。计算流体力学验证表明亚声速抽吸冲量模型的偏差较大,因此通过数值拟合模型来描述亚声速抽吸流动。该研究为三维抽吸研究提供了参考。     

静电放电抗扰度试验中辐射场若干特性的试验研究

国际标准IEc61000-4—2中对静电放电抗扰度试验方法和试验布局进行了规定,但是对间接静电放电（ESD）产生的辐射场没有进行描述。根据标准IEc61000—4—2,首先对水平耦合板和垂直耦合板放电时垂直耦合板上的场分布进行了分析,然后对几种医疗设备进行静电放电抗扰度试验。试验得出：1）对两种耦合板放电时,水平耦合板上电场强度和磁场强度随测试距离的变化趋势不同;2）试验结果对ESD模拟器的种类有着依赖关系。这些结果为研究电子设备静电放电抗扰度试验新方法、新标准和新的试验平台及诊断评估方法提供了参考依据。     

爆炸冲击波对靶板的损伤仿真与评估研究

为了研究爆炸冲击波对武器装备的损伤,建立了炸药爆炸冲击靶板的有限元模型,对不同厚度靶板在确定爆炸冲击环境下的损伤进行了仿真试验。不同于传统的宏观破口尺寸损伤表征参数,引入了等效塑性应变来精确描述靶板损伤,并提出了一种基于主成分分析理论对靶板损伤进行评估的方法。结果表明：利用该方法所得到的计算结果与理论分析结果完全一致。这说明基于多元统计分析的靶板损伤评估方法是切实可行的,可以进一步应用于装备爆炸损伤评估与易损性研究中。     

装甲车辆动力舱温度场试验研究

为了研究坦克动力舱装甲板温度场,必须对动力舱温度场进行必要的测试。以某型坦克动力舱为研究对象,设计了动力舱温度场试验方案,通过试验,得到了动力舱内主要部件表面和动力舱装甲板表面的稳态温度场分布。试验数据表明：排气管、增压器、变速箱和制动带是动力舱内主要热源,排气管附近顶甲板和排气百叶窗温度较高。     

超声速燃烧流的双时间步计算方法研究

发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。