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。     

小型固体运载器一、二级分离动力学与仿真研究

某低成本小型固体运载器采用侧喷流和栅格舵联合进行姿态控制。针对该布局,设计引入闭环姿态控制的一、二级级间冷分离方案。在描述级间分离过程的基础上,建立了分离运动学与动力学模型,解锁与分离冲量装置模型,气动力模型以及分离姿态控制律模型,讨论了碰撞判断条件,通过Monte Carlo仿真验证了参数不确定条件下分离姿态控制律设计对于避免碰撞和减小上面级初始姿态偏差的有效性。结果表明所设计的分离方案在充分发挥冷分离优势的同时能够弥补由冷分离时间长引起的上面级初始姿态偏差,能够有效避免级间碰撞。为该运载器的级间分离方案提供了一种可能的选择。     

两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响

针对长助推和短助推两种类型捆绑火箭的不同模态特点,分析了两者弹性振动建模方法的区别和联系,在此基础上建立了某型固体捆绑火箭姿态动力学新模型,模型中基于有限元法导出了弹性振动方程,基于该模型对箭体复杂弹性振动引起的通道间耦合进行了研究,采用逆Nyquist阵列法进行设计。结果表明,该模型能更准确地反映捆绑火箭纵、横、扭耦合运动特性;新模型三通道之间存在弹性耦合,但耦合矩阵具有对角优势性质,采用逆Nyquist阵列法进行姿控系统设计是有效的,仿真结果表明设计的控制器可行,能够取得比较好的性能。     

点型火灾报警探测器保护范围对布置的影响

分析了点型火灾报警探测器＂保护半径＂与＂保护面积＂的内在关系,得出了以保护半径为主,保护面积及修正系数为辅新型计算方法,使其在不规则平面更有可操作性,能充分发挥探测器效能,给设置留下了宽裕的选择范围,使设置更趋合理;在安全性不受影响下,探测器用量最大可节省12%。     

具有旁侧视声纳鱼雷攻击末弹道研究

为了实现具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的模拟仿真,利用力学与现代数学的方法,建立了具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的弹道设计动力学模型与运动学模型,并以此建立了鱼雷导引弹道段、平行航向弹道段和程序弹道段的数学模型,该模型的建立可以实现鱼雷攻击末弹道的仿真研究.     

Two‐stage component test plans for testing the reliability of a series system

A system reliability is often evaluated by individual tests of components that constitute the system. These component test plans have advantages over complete system based tests in terms of time and cost. In this paper, we consider the series system with n components, where the lifetime of the i‐th component follows exponential distribution with parameter λ_i. Assuming test costs for the components are different, we develop an efficient algorithm to design a two‐stage component test plan that satisfies the usual probability requirements on the system reliability and in addition minimizes the maximum expected cost. For the case of prior information in the form of upper bounds on λ_i's, we use the genetic algorithm to solve the associated optimization problems which are otherwise difficult to solve using mathematical programming techniques. The two‐stage component test plans are cost effective compared to single‐stage plans developed by Rajgopal and Mazumdar. We demonstrate through several numerical examples that our approach has the potential to reduce the overall testing costs significantly. © 2002 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics, 49: 95–116, 2002; DOI 10.1002/nav.1051     

反潜鱼雷、声纳浮标投射模型研究

以反潜巡逻机使用声纳浮标和鱼雷反潜武器为研究对象,在简单描述鱼雷和声纳浮标投放、入水过程的基础上,重点分析了它们的飞行性能,即飞行过程中鱼雷和声纳浮标的位置、速度、加速度和方位的计算模型,并进行了分析。这对于研究鱼雷和浮标的空中弹道,提高布放声纳浮标的位置精度和鱼雷攻击潜艇效果都有十分重要的意义。     

被掩护地面固定目标不受空中打击分析

重点分析了被掩护地面固定目标不受空中打击的相关因素,并定量地分析了敌空袭兵器攻击地面被掩护目标时所需的数量,从而为地面防空建立最佳的防空部署提供依据。因为防空兵群对空袭兵器的射击次数与防空兵群的杀伤区面积成线性关系,所以在探讨如何部署防空兵力时,以防空兵群的杀伤区面积为准则来建立线性规划模型。