神奇的纳米级侦察监视

现代科学技术的飞速发展及其在军事领域的广泛应用,使作为战争中“知彼”主要手段的侦察监视兵器异军突起,充斥战场各维空间。海湾战争和科索沃战争中,名目繁多的侦察卫星和样式怪异的侦察飞机,更使世人领教了超级大国侦察监视兵器的历害。然而,一项正在崛起的神奇技术却在昭示：这些大型侦察监视兵器已是末日黄花,好景不长了。这项神奇的技术就是纳米技术。     

“撒豆成兵”的纳米武器

说起纳米武器,可能人们多少有点陌生,但是提及微型武器,恐怕就相当熟悉了。说通俗点儿,纳米武器要比目前的微型武器更微型化,性能更优越。它们有的像蝙蝠,有的像甲壳虫,不用时可以装在背囊内,用的时候便“撤豆成兵”,不仅可以绕山越水,而且能够穿堂人室。有了这样的袖珍兵器,士兵的作战和控制能力将得到极大地扩展,并且迎合了人们对战争低伤亡的追求。     

纳米技术的发展对未来战争的影响

纳米技术作为20世纪90年代出现的一项崭新技术,它是指在0.1-100纳米尺度上(1纳米=10~(-9)米)研究与利用原子和分子结构、特征及相互作用的高技术。其最终目标是直接以原子和分子在纳米的尺度上制造具有特定功能的产品。纳米技术是多项现代科学相结合的产物。它包括纳米电子学、纳米物理学、纳米材料学、纳米生物学、纳米机械学,纳米制造学等,经过几年来的发展,纳米技术已取得一系列震惊世界的成果,并正处在重大突破的     

纳米材料技术及其军事应用

自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0．1至100纳米这样尺度为研究对象的前沿学科,这就是“纳米科技”。作为以纳米这样的尺度对物质和生命进行研究和应用的科学技术,它以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界。研究纳米技术的最终目的是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品,纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。它是以许多现代先进科学技术为基础,是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道微镜技术、核分析技术)结合的产物。纳米技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。被认为是世纪之交出现的一项高科技。     

基于非局部理论的黏弹性基体中压电纳米梁热-机电振动特性

基于非局部Euler梁理论和Hamilton原理建立黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性分析模型。综合考虑非局部效应、压电效应、温度场、电场等复杂因素影响,推导出黏弹性基体中压电纳米梁振动特性分析的振动控制方程,并利用分布参数传递函数方法求解出一般边界条件下压电纳米梁的固有频率及相应振型。以锆钛酸铅压电陶瓷-4材料制成的某压电纳米梁为例,给出了四种典型边界条件下该压电纳米梁的前四阶固有频率,并系统分析了非局部效应、外部电压、温度载荷、黏弹性基体等因素对压电纳米梁热-机电振动特性的影响规律。分析结果表明:所建立的振动特性分析模型及其求解方法在分析黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性问题中准确有效。     

球头弹低速斜侵彻下靶板穿甲破坏机理

为探讨球头弹低速斜侵彻下靶板的破坏机理,通过系列弹道试验,对比分析不同初始速度下弹体的变形、靶板的破坏模式以及靶板的破口大小和形状;同时采用ANSYS/LS-DYNA对弹靶作用过程进行数值模拟。结果表明:低速斜侵彻下靶板响应非完全对称,根据受力特征可将靶板划分为四个不同区域,即接触区、弯曲区、拉伸区、对称区;薄板的穿甲破坏可分为四个不同的阶段,即隆起变形、碟形变形、弯曲变形、弹体贯穿阶段;不同初始速度下靶板出现四种典型的穿甲破坏模式,随着初始速度的增加依次为隆起—碟形变形、隆起—碟形变形—拉弯撕裂破坏、隆起—碟形变形—拉弯剪切破坏、隆起—拉弯剪切破坏。斜侵彻下靶板破口形状为椭圆形,随着初始速度的增加,破口长径不断减小,形状由椭圆形向卵形过渡。     

球头弹低速斜侵彻下薄板穿甲破坏机理研究

为探讨球头弹低速斜侵彻下靶板的破坏机理,通过系列弹道试验,对比分析了不同初始速度下弹体的变形,靶板的破坏模式,以及靶板的破口大小及形状;同时采用ANSYS/LS-DYNA对弹靶作用过程进行了数值模拟。结果表明：低速斜侵彻下靶板响应非完全对称,根据受力特征可将靶板划分为四个不同区域,即接触区,弯曲区,拉伸区和对称区;薄板的穿甲破坏可分为四个不同的阶段,即隆起变形,碟形变形,弯曲变形,弹体贯穿阶段;不同初始速度下靶板出现四种典型的穿甲破坏模式,随着初始速度的增加依次为隆起—碟形变形,隆起—碟形变形—拉弯撕裂破坏,隆起—碟形变形—拉弯剪切破坏,隆起—拉弯剪切破坏。斜侵彻下靶板破口形状为椭圆形,随着初始速度的增加,破口长径不断减小,形状由椭圆形向卵形过渡。     

远程尾控制导炮弹气动特性及仿真分析

针对高旋制导炮弹高转速导致控制难度大的问题,设计了一种利用船尾装置进行弹体减旋控制的制导炮弹外形,减旋船尾的轴承装置与前部舱段采用非硬连接方式,能够保证弹体出膛后达到船尾减旋效果。对弹体的气动外形进行物理建模,使用GAMBIT进行非结构化网格划分,通过FLUENT软件在Spalart-Allmaras模型的基础上对非硬连接减旋船尾的制导炮弹进行气动特性仿真。仿真结果表明：在500次迭代完成后,随着马赫数的升高,阻力系数的收敛值从0.174 0增加到0.466 5,升力系数的收敛值从0.066 99增加到0.408 8,力矩系数的收敛值从0.086 68增加到0.646 0;弹头和弹尾所受压力值随着马赫数的增加而增大,且弹头所受压力最大值为9.82e+0.5 Pa,弹尾所受压力最大值为1.71e+0.5 Pa。仿真结果表明具有减旋船尾的制导炮弹气动外形合理,所得气动参数可为减旋制导炮弹提供设计依据。     

爆炸荷载作用下岩石-混凝土-钢板层状结构的局部响应分析

用钢板对地下结构进行抗震塌破坏加固改造,已成为精确打击条件下坑道防护工程研究的重要内容之一.考虑地下结构的实际厚度,基于应力波的界面效应理论,提出了岩石-混凝土-钢板层状结构中混凝土的应力历史计算模型.通过实际算例,分析了爆炸荷载作用下有限厚度混凝土中应力波的传播规律,进一步揭示了岩石-混凝土-钢板层状结构抗震塌破坏的局部响应机理;算例分析表明,岩石性质对混凝土中的应力历史也有重要影响.