多管火箭武器储运发射箱长期储存蠕变性能预测

为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预测了堆码储存15年后底层发射箱的蠕变变形。以储存后的发射箱作为初始状态建立弹管耦合发射动力学仿真计算模型,进一步分析蠕变对火箭弹发射过程的影响。仿真结果表明:蠕变引起的定向器平行度和发射箱底面平面度的变化均小于技术指标规定值,定向器束的最大残余变形在三维空间内呈马鞍状分布,上、下两行中间位置定向器的变形最大,左、右两列中间位置定向器的变形最小。定向器蠕变变形使得弹管间隙减小,火箭弹在管内运动使弹管之间的动态接触碰撞力增大,离轨速度降低。     

美国陆军作战试验部队管理体系研究

作战试验部队是试验鉴定力量体系的重要支撑,是完成装备作战试验的直接载体。美国在装备试验与鉴定方面走在世界前列,建立了一整套行之有效的管理体制,陆军实行试验与鉴定的一体化管理,具有独立的作战试验鉴定部门,没有编设专业化的作战试验部队,试验任务主要根据装备的特性选取未来典型用户的作战部队在真实对抗环境中完成。作战试验部队主要参加作战评估、初始作战试验与评价以及后续作战试验与评价三个阶段的作战试验,在一体化试验小组的协调下,依托靶场完成试验训练任务。本文主要通过对美国陆军试验部队的研究,分析了美国陆军作战试验与鉴定发展概况,重点研究了作战试验部队管理体系,并从整个试验与鉴定系统归纳总结作战试验部队管理及相关工作的主要做法。     

Some new results on the preservation of the NBUE and NWUE aging classes under the formation of coherent systems

We consider the classical problem of whether certain classes of lifetime distributions are preserved under the formation of coherent systems. Under the assumption of independent and identically distributed (i.i.d.) component lifetimes, we consider the NBUE (new better than used in expectation) and NWUE (new worse than used in expectation) classes. First, a necessary condition for a coherent system to preserve the NBUE class is given. Sufficient conditions are then obtained for systems satisfying this necessary condition. The sufficient conditions are satisfied for a collection of systems which includes all parallel systems, but the collection is shown to be strictly larger. We also prove that no coherent system preserves the NWUE class. As byproducts of our study, we obtain the following results for the case of i.i.d. component lifetimes: (a) the DFR (decreasing failure rate) class is preserved by no coherent systems other than series systems, and (b) the IMRL (increasing mean residual life) class is not preserved by any coherent systems. Generalizations to the case of dependent component lifetimes are briefly discussed.     

电磁轨道发射中内弹道动力响应特性分析

将轨道简化为移动载荷作用下固定在弹性支撑上的Bernoulli-Euler梁,通过静态电磁-结构耦合有限元模型求得外围封装的等效刚度,计算得到发射器的临界速度。另外,利用混合有限元/边界元法建立电磁-结构-运动多物理场耦合的动力学模型,求得枢轨动态接触压力和轨道的应力应变分布特性。通过在轨道背面布置光纤光栅应变传感器,利用测量数据验证了动力响应特性,并分析了弹丸在内弹道的稳定性。针对典型30 mm × 30 mm矩形口径发射器,分析及试验结果表明：C型电枢对轨道的电磁挤压力在平顶沿起始时刻达到最大值,之后随着时间推移逐渐减小;电枢通过引起的应力波在高速段容易与轨道中反射应力波发生共振,并且轨道在电枢运动的中间高速段区域受力最为集中,应力集中水平约是起始低速段区域的2.44倍;电枢运动高速段会出现晃动现象,进而引起上下轨道受力的不对称性。分析及试验结果对研究电磁轨道发射器内弹道动力响应特性和发射器结构设计具有重要指导意义。     

采用遗传算法的弹托迎风窝结构设计

针对一体化弹丸弹托易分离性和轻质化的设计要求,构建弹托迎风窝参数化外形模型,基于激波和膨胀波理论建立弹托气动力计算模型;以弹托分离加速度和弹托质量综合最优为目标函数,采用遗传算法对弹托迎风窝的外形参数进行优化设计,从而得到弹托迎风窝的优化外形。以中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托设计为例,采用提出的优化设计模型对其迎风窝结构进行优化设计,并采用基于动网格技术的弹托分离仿真模型验证其最优性。仿真结果表明：所提优化模型能够得到最优的弹托迎风窝结构;针对现有的中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹,可进一步对其弹托结构进行优化,以提高其分离快速性。     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究,在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上,采用时频分析和涡流分析方法,建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动,采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动,从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例,仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响,并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明,受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响,弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差,其中炮口扰动引起的偏差最大,其次是弹托分离。     

一类飞行器载荷设计的三分段方法研究与应用

为有效解决传统载荷设计方法中存在的诸多不足,提出一种适用于一类飞行器载荷设计的三分段法,即分段刚度、分段质量和分段气动。该方法能够很好地逼近飞行器的真实质量分布和气动载荷分布。针对简化飞行器,分别利用三分段法、理论计算法和质量分站法计算其模态参数和截面载荷。结果表明,三分段法和理论计算法在模型参数、计算原理上是一致的,基本可以认为是一种方法,因而它们的模态参数和截面载荷完全吻合;质量分站法所得左、右截面载荷不一致,且相差很大,还不符合真实载荷情况。总之,采用三分段法能够得到较为真实、合理的飞行器截面载荷分布,且工程应用简便,方法合理、可信,同时还可以在很大程度上降低飞行器载荷设计和结构设计的难度。     

火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机概念研究

临近空间高超声速飞行器近年来获得了广泛关注,本文提出一种以基于火箭发动机和双燃烧室冲压发动机的多模态火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机作为飞行器的动力系统,并进行了性能分析研究。该飞行器在海拔10 km左右高度以0.8马赫的速度投放,在重力和发动机推力的联合作用下,能够在海拔5～8 km处加速到2马赫;然后加速爬升进入临近空间,发动机工作在引射亚燃或者双燃烧室亚燃模态下。可以根据实际选择高推重比、较低推进剂比冲效率的引射亚燃模态,或是较低推重比、高推进剂比冲效率的双燃烧室亚燃模态。最终飞行器加速到6马赫(26 km),进入双燃室超燃模态。针对空中发射模式和地面发射模式进行了轨道优化,仿真结果表明:在加速爬升到6马赫(26 km)的过程中,空中发射模式相比较地面发射模式可以节省37%的推进剂;空中发射模式存在一个负的最优初始飞行角度使得剩余质量与初始质量的比值达到最大。     

重塑军队作战力量体系的几点思考

作战力量体系是一个国家军事力量体系的核心组成部分。近些年通过深化国防和军队改革,我军军事力量体系宏观上发生了脱胎换骨的变化,接下来到了对作战力量体系进行重塑的攻坚阶段,本文结合当前作战力量体系发展的一些特点和建设存在的短板,提出了重塑我军作战力量体系的决策建议。      

复杂系统的MTTR建模研究

现代武器系统的结构越来越复杂,在进行系统修复前,系统往往发生多个故障的情况,致使原来的维修性模型不能完全地反映系统的维修性水平。针对多重故障的维修,推导出一种能反映这种情况下的维修性预计的平均修复时间(MTTR)数学模型。模型中的一次维修事件由原来的只进行单一故障维修扩展到可以对多个不同故障进行维修的情况,更好地反映了复杂系统的实际维修情况。通过实例验证了该模型能实际地反映出复杂系统的维修性情况,从而更加准确地预计出系统的维修性水平。