Theoretical calculation and experimental study on the interaction mechanism between TKX-50 and AP

The combination of 5,5′-bistetrazole-1,1′-diolate (TKX-50) and ammonium perchlorate (AP) can make greater use of the chemical energy of TKX-50 based energetic materials. The research on the interaction mechanism between TKX-50 and AP is very important for designing TKX-50-AP compounds and judging the formation feasibility of composite particles, which can lay a theoretical foundation for the preparation of TKX-50-AP mixed crystals and the application of TKX-50 in propellant, propellant and explosive. Herein, in order to research the interaction mechanism between TKX-50 and AP, density-functional theory calculation was applied to optimize three configurations of TKX-50-AP compounds. The geometry structure, electrostatic potential and binding energy of the compounds were predicted, and the electronic density topological analysis was also carried out. Then TKX-50-AP mixed crystals structures were constructed, and the radial distribution function of H–O and H–N in mixed crystals was calculated. Finally, solvent/non-solvent method was applied to prepare TKX-50-AP composites, and the infrared spectroscopy and the non-isothermal decomposition performance of the composites were characterized. Results show that the superposition of positive charges in TKX-50 molecule and negative charges in AP makes the electrostatic potential distributions of TKX-50-AP compounds different from that of TKX-50 and AP. The interaction energies of TKX-50-AP 1, TKX-50-AP 2 and TKX-50-AP 3 are 39.743 kJ/mol, 61.206 kJ/mol and 27.702 kJ/mol, respectively. The interaction between TKX-50 molecules and AP molecules in TKX-50-AP mixed crystals both depends on hydrogen bonds and van der Waals force, and the number and strength of hydrogen bonds are significantly greater than that of van der Waals force. The composition of AP and TKX-50 makes the absorption peak of the five-membered rings and NH₃OH⁺ of TKX-50 shift to low wavenumber in the infrared spectroscopy. In general, TKX-50 interacts with AP via hydrogen bonds and van der Waals force, and the calculated results are in good agreement with the experimental results. The composition of TKX-50 and AP can also prolong the decomposition process.     

对接组合体初始姿态影响的建模研究

建立了对接过程对组合体初始姿态影响的解析与数值模型。解析模型采用相对于整体质心的动量矩定理,给出了对接完成后组合体姿态角速度计算的解析表达式。结合追踪器的绝对运动方程和目标器的相对运动方程,建立了基于对接动力学的数值模型。通过单一偏差和组合偏差两种算例,对解析和数值模型得到的组合体初始姿态角速度进行了对比分析。计算结果表明,两种模型绝对偏差在0.07°/s以内,相对偏差在10%以内,另外给出了两种模型在工程任务中各自的适用阶段。     

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。     

基于SD方法的作战指挥决策系统效能分析模型

指挥决策系统是一个非线性的复杂系统,用一般的解析方法难以对其进行效能评估。在分析指挥决策系统构成的基础上,根据指挥决策的4个要素,建立了指挥决策系统的评估指标体系;综合考虑战术和技术指标,从指挥员影响度,指挥机关影响度,指挥信息系统影响度和决策信息影响度4个方面建立了指挥决策系统效能分析模型,前两项指标可以采用层次分析法等方法确定其效能值,后两项指标利用系统动力学方法,结合实际作战的具体战术指标建模,实现了效能值的动态评估分析。     

基于SD的信息化防御作战中兰彻斯特方程

在对信息化条件下的防御作战进程分析的基础上,增加信息因素和兵力补充速度对经典的兰彻斯特方程进行改进。通过引入系统动力学方法,构建了信息化条件下的防御作战进程的系统动力学模型,利用系统动力学方法来对改进的兰彻斯特方程进行求解。仿真结果证明了系统动力学在解决复杂兰彻斯特方程中的优越性。     

基于改进粒子群算法的自动机性能评估

由于自行高炮自动机状态监测中缺乏行之有效的机构性能评估手段,引入了改进粒子群算法。建立了自动机动力学模型,对后坐过程进行了动力学仿真,确定了反映机构性能的浮动曲线特征量。针对粒子群算法收敛速度慢、精度低等缺陷,对其进行改进,并结合曲线特征量对自动机性能参数进行了评估。结果表明:改进后粒子群算法的算法收敛性和结果精度都有明显的改善,有效实现了自动机的性能参数评估。     

高速履带车辆在坚实地面转向机理研究

运用系统分析的方法,研究坚实地面条件下高速履带车辆转向过程理论及其计算机仿真。以履带滑动转向理论为基础,考虑影响履带车辆转向的诸多因素(质心位置、负荷分布等),建立了履带车辆转向过程动力学模型。并为求解模型中的微分一代数混合方程,编写相应程序进行了仿真计算,对高低速2种情况下高速履带车辆的转向过程进行了计算机仿真实验,仿真计算的结果与实车野外实验的结果呈现一致性。特别在分析履带车辆高速转向过程中研究了离心力通过履带接地压力而对履带车辆转向过程的影响。     

计算流体动力学在液体火箭发动机中的应用

对计算流体动力学（ＣＦＤ）在液体火箭发动机中的应用情况进行了全面的回顾与分析,提出了今后的发展趋势与方向。     

模态综合法在求解自行火炮动态特性中的应用

运用自由界面模态综合法将自行地地分为炮身、摇架、高低机、平衡机、炮框、炮塔、车体等子结构.依据频率准则,由有限元法求得各个子结构的分支模态,由整体自由度缩减的动力方程求得全地的动态特性.运用该方法使整体动力方程的阶数大为降低,且保证了求解结果的精度.     

基于神经网络的四轮转向车辆辨识和控制

车辆的动力学受各种非线性因素(如轮胎特性和路面状况)的影响,因此,利用两自由度线性车辆模型很难描述车辆的动力学.本文提出了一个新的基于神经网络非线性建校和控制能力的4WS控制系统.首先将车辆动力学辩识为一个RBF冈给车辆模型,然后利用该RBF网络车辆模型设计RBF网络控制器.通过计算机仿真说明了所提方法的有效性.