Round robin using the depth of penetration test method on an armour grade alumina

The depth of penetration (DOP) method is a well-known ballistic test method for characterisation and ranking of ceramic armour materials. The ceramic tile is bonded to a backing material of semi-infinite thickness, and the penetration depth of the projectile gives a measure of the performance of the ceramic. There is, however, an inherent variability in the results from this test method. In this work, the accuracy and the variability of the DOP method has been investigated in a round robin exercise. Six ballistic test centres took part in the exercise. A test protocol was developed, in which the threat type (projectile and impact conditions) and a procedure on how to prepare the targets were specified. The targets consisted of alumina tiles of two different thicknesses that were bonded to polycarbonate backing cubes. Two different 7.62 mm armour piercing projectiles were employed; one with a hard steel core and one with a tungsten carbide core. The projectiles and the other materials all came from single material batches in order to avoid batch-to-batch variations in material properties. These materials were distributed between the ballistic test centres. The test results of the different ballistic test facilities were collected and compared. There was not a lot of variation between the average DOP values obtained at each laboratory, but the variation in penetration depth between shots was high. The consequence of this variation may be less confidence in the test results, and a statistical method was used to evaluate the required number of tests that are sufficient to obtain an average result with high confidence. In most cases, the required number of tests is much higher than what is practically feasible. This work was conducted as part of the European Defence Agency-project CERAMBALL.     

假目标掩护下飞机突防效果的探索性分析

针对假目标掩护下飞行器突防概率问题,在分析交战双方作战过程基础上,建立假目标掩护下飞行器突防效果模型,然后运用探索性分析方法和工具,结合一个作战示例,对影响突防效果人的训练因子、不同的打击波次、假目标数量等因素进行分析.结果表明:当假目标1～4倍真目标进行掩护时,其突防增益明显,其平均增益可达到10％～35％.     

基于转盘爬虫法的雷达地形遮蔽盲区快速计算

为解决飞机在低空突防过程中的雷达地形遮蔽盲区快速计算问题,提出了一种基于转盘爬虫对象的快速算法。首先介绍了雷达盲区产生的因素,分析了地形遮蔽和地球曲率盲区的计算模型,然后定义了转盘及爬虫对象,并设计了基于转盘爬虫对象的地形遮蔽盲区计算方法和流程。在此基础上,将雷达地形遮蔽盲区计算结果进行三维建模及可视化,通过典型算例对算法进行对比测试和实验,得到不同高度的雷达地形遮蔽盲区分布图及三维可视化模型,证明了算法的快速性和可行性。     

抗超高速撞击多层结构复合材料研究

本文介绍了抗超高速撞击多层结构复合材料的设计、制备和实验,并对结果进行了讨论,实验证明,以SiC陶瓷基复合材料为防护层、以空心微珠或多孔变密度复合材料为缓冲层、以编织物复合材料为结构层的多层结构复合材料,具有面密度低、抗撞击速度范围宽、抗撞击性能好的特点。     

异形表面遮弹层抗侵彻性能的有限元模拟分析

简要综述了异形表面技术和遮弹层技术抵抗钻地弹的一些特点,提出了一种新型的异形表面遮弹层的设计构想,并采用ANSYS软件对高速弹对该新型遮弹层侵彻过程进行了数值模拟分析。结果显示,异形表面遮弹层能比传统的遮弹层更有效地改变钻地弹的攻击角度和降低其竖向钻地速度,尤其能使高速弹的钻地速度发生显著的衰减,这对防护工程的实际工作有一定的参考意义。     

球形破片侵彻明胶运动模型及破片参数敏感性分析

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶的实验验证了模型的正确性,求解了模型中的最优阻力系数。分析了理论计算过程中的误差来源,并推导得到了无量纲侵彻深度的表达式。利用Sobol′法进行了球形破片参数(直径、密度和速度)对侵彻深度影响的敏感性分析。结果表明：运动模型能够较好地模拟球形破片的运动规律;低密度的球形破片在未完全侵入阶段的速度衰减不能忽略;球形破片参数对侵彻深度影响的敏感性由高到低依次是速度、密度和直径。     

钝体高超声速气动加热与结构热传递耦合的数值计算

气动加热与结构热传递耦合问题在航天和工程应用领域非常重要。分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程。在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier Stokes方程的有限体积法,将AUSM+格式与时间方向的显式多步Runge Kutta法结合;结构传热部分采用基于二维热传导方程的Galerkin有限元法。流场与结构区通过交界面的热流和温度边界条件实现耦合。计算结果分别与实验、文献做了对比,结构内部温度变化关系以及壁面的热流分布均较好地吻合。两种耦合方式的计算结果对比表明,对于流场特征时间远小于结构传热特征时间的问题,松耦合方法计算效率高,精度与紧耦合方法接近。     

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。     

超声速气流中液体横向射流组合喷注特性实验

以液态燃料为动力的超燃冲压发动机中,液体横向射流在超声速气流中的喷注、混合和雾化特性直接影响了超燃冲压发动机燃烧室的工作效率。提出一种基于高速摄影的图像处理方法,此方法能消除图像处理过程中的人为因素干扰,得到唯一、定量的射流振荡的边界信息;提出一种基于粒子图像测速法的射流展向扩展边界获取方法,能得到射流破碎后形成液滴所能达到的最远距离;基于以上两种图像处理方法和对比实验研究了单孔喷注、展向组合和沿流向组合的喷注方式对射流穿透深度、展向扩展和激波角的影响,结果表明:相比单孔喷注方式,展向组合和沿流向组合的喷注方式均能增大射流的穿透深度,且能增大射流的展向扩展角和展向扩展范围;随着沿流向布置的喷孔间距的增大,射流的穿透深度增大。     

机载叶簇穿透超宽带SAR系统关键指标设计

对影响叶簇穿透超宽带SAR系统性能的三个最主要的技术参量 (工作频率、极化形式和分辨率 )进行了深入系统的分析 ,其结论性意见对超宽带雷达系统顶层设计有实用参考价值