一种杆式周向多爆炸成型弹丸战斗部仿真及实验研究

为提高周向多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部的侵彻能力,设计了1种杆式MEFP战斗部。采用工程计算方法和数值模拟方法对1种新型MEFP进行了成型速度研究。进行了战斗部原理样机的静爆实验。根据实验结果对工程计算方法进行了修正。直径为127 mm的杆式MEFP战斗部样机的杆式弹丸可以穿透距爆心3 m处40 mm厚的Q235钢靶板,杆式弹丸长径比可达到4∶1,可以满足毁伤元穿甲威力要求。     

钨合金弹丸超高速撞击的分子动力学研究

针对高速穿甲与空间碎片超高速撞击航天器材的防护性能以及损伤破坏模式的问题,采用分子动力学方法,运用EAM势对钨合金弹丸超高速撞击靶板的动力学行为进行了数值模拟,定性研究了弹丸尺度、弹丸速度、靶板厚度以及材料模型对靶板穿孔、靶板破坏与碎片云形成的影响以及相应规律. 研究结果表明:同一时刻空筒蘑菇形碎片云的径向与轴向距离随弹丸直径、撞击速度的提高而增加. 反溅粒子与粒子堆积高度随弹丸直径、撞击速度提高而增加. 将分子动力学模拟结果与高质量试验结果进行了相应对比,模拟的碎片云形状、反溅粒子以及粒子堆积等特征与试验基本吻合,验证了利用分子动力学方法的有效性.     

高速弹丸侵彻靶板能力及影响因素的数值研究

为改进和提高穿甲弹的侵彻性能，给弹丸设计过程中的参数优化提供理论依据，利用非线性动力有限元分析程序，对高速弹丸侵彻均质靶板进行了数值模拟。通过对弹丸侵彻靶板各种影响因素的数值模拟以及对计算结果的分析表明，弹丸对靶板的侵彻能力不是取决于它的整体功能，而是当靶板参数和弹材固定时，可用弹丸初始横截面积比动能来标志，数值模拟结果与现有的经验公式符合很好。     

金属圆锥体阵列对弹丸的导偏特性试验

为了提高防护目标抗高速弹丸的侵彻能力,研究了一种新的防护导偏结构。将金属圆锥体阵列作为导偏层基本结构,利用直径为37 mm的半穿甲弹进行打击试验,考察导偏层对高速弹丸的导偏特性。分析了导偏的基本过程及影响导偏效果的主要因素,并对弹丸偏转前后侵彻混凝土靶板深度进行了对比研究。试验结果表明:金属圆锥体阵列导偏层对高速弹丸具有良好的导偏效果和减缓速度的作用,可大大降低高速弹丸的侵彻威力。提出了该类导偏层在工程应用中应注意的问题。     

高速脱壳穿甲弹三维图象的识别与处理

该文提出了一种新的高速脱壳穿甲弹三维图象的识别与处理方法，通过对ＩＢ－１２中间弹道靶道拍摄的照片进行处理，获得了脱壳过程的三维立体图形。它实现了从不同位置、不同角度来观察、分析和研究弹托的分离过程和干扰因素；实现了用计算机模拟高速脱壳穿甲弹的飞行姿态和脱壳全过程；解决了目前数值模拟技术尚未能解决的问题。该方法形象、直观，能全面、动态、连续地重现高速脱壳穿甲弹的空间飞行姿态及脱壳全过程。     

MCA方法模拟穿甲弹芯的侵彻破坏

装甲、反装甲等武器设计研究必须要穿甲侵彻机理。本文用MCA算法模拟穿甲侵彻过程,直观地描述了高速侵彻时弹靶的破坏变形状态,并在微细观层面上分析了侵彻过程穿甲弹芯的损伤发展及破坏规律。     

靶板强度对极限穿透速度的影响

本文分析了国内、外杆式穿甲弹穿甲经验公式的优缺点,通过试验和计算提出了一个新的考虑了靶板强度影响的修正计算公式,扩大了原杆式弹穿甲经验公式的应用范围,并提高了对弹—靶系统权限穿透速度预报和符合的精度。     

弹托风洞测力试验及其分离规律计算

该文研究了脱壳穿甲弹弹托分离干扰的分布规律，利用自行设计的一套天平和一套专门用于支撑弹托分离的气动干扰设备，进行了脱壳穿甲弹弹托风洞测力试验，得出了相关的气动力数据。根据此数据及脱壳穿甲弹弹托的特点，建立了微分方程，进行了脱壳穿甲弹弹托分离轨迹的计算，计算结果表明其分离轨迹符合实际情况。     

穿甲弹侵彻铝合金靶板数值模拟研究

在非线性显示动力分析有限元程序LS-DYNA中,采用Lagrange算法,靶板材料选择适合金属侵彻问题的Johnson-Cook模型和Gruneisen状态方程,建立了穿甲弹侵彻2519A-T87铝合金靶板的四分之一有限元模型.通过穿甲弹侵彻靶板的模拟结果,分析靶板在穿甲过程中的温度和剪切应力的分布及变化规律,为揭示铝合金的绝热剪切带的形成机理提供依据.     

钢模拟爆炸成形弹丸(EFP)飞行特性及对大间隔靶的侵彻实验

为考察现有设计水平下，爆炸成形弹丸EFP（Explosively Formed Projectiles)的飞行特性及侵彻威力，用37火炮发射长径比为1．5的钢EFP的模拟弹丸，其着靶速度在1．3km左右，对大间隔的多层A3薄钢靶板进行侵彻，弹丸贯穿了5层靶，质量损失较小。利用高速摄影考察了EFP在靶间的飞行姿态变化，分析了EFP对多层大间隔靶侵彻的作用过程及其机理。实验结果和分析表明，所设计的EFP具有较为理想的飞行稳定性，对多层间隔侵彻能力强 ，为设计攻击舰艇等装甲目标的战斗部装药结构提供了较重要的参数。     

反舰导弹战斗部动能穿甲花瓣型破坏模型

为预测半穿甲反舰导弹战斗部穿透船体防护结构外板进入内部爆炸的位置,以进一步对防护结构进行优化设计.根据尖头反舰导弹战斗部动能穿透薄靶板过程的特点,提出了一种简单有效的薄板花瓣型破坏模型,并根据能量守恒原理推导了靶板吸能、弹道极限以及弹体剩余速度公式.由于考虑了靶板材料应变率效应,使得计算结果比现有的花瓣穿甲公式更合理,与实验数据更吻合.     

EFP侵彻圆柱形带壳装药的数值模拟

将导弹战斗部简化成圆柱形带壳装药,利用有限元分析软件对不同弹目交汇情况下,对装药口径65 mm的EFP侵彻圆柱形带壳装药的过程进行数值模拟。模拟结果表明:EFP弹轴和圆柱形带壳装药的轴线在同一个平面上的情况下,当EFP着角为0°和30°时EFP能引爆圆柱壳内的B炸药;EFP弹轴垂直圆柱形带壳装药的轴线的情况下,接触点在装药半径1/2处时,EFP能引爆圆柱壳内的B炸药。EFP撞击圆柱形带壳装药的角度和位置,影响EFP对圆柱形带壳装药的引爆情况;研究结果对于设计新型防空反导武器战斗部具有参考意义。     

弹丸角运动物理仿真高速陀螺模拟装置

该文利用三自由度高速陀螺模拟装置来模拟弹丸的角运动，开发了基于虚拟仪器技术的测控系统，建立了弹丸角运动仿真系统，能够同时对高速陀螺模拟装置3个转轴转速进行实时测量和控制，自转角速度最高可达24000r／min，实现了对弹丸角运动的实时物理仿真，为再现弹载机构运动规律，研究弹道环境对弹载机构的受力和运动规律的影响提供了重要的实验手段，并已在多种引信系统设计和故障分析中得到了成功应用。     

弹载飞参高速测试系统关键技术分析与设计验证

针对某型制导炮弹发射与飞行过程中部分参数存在脉宽极窄的现象,弹载测试系统对采样率要求更高,而选用高采样率的模数转化器(ADC)存在设计成本高且难以满足实际所需的通道数量、采样率及采样精度等综合问题。基于低成本、小型化、可靠性高的原则,课题组提出了一种基于多ADC菊花链式设计的方法,解决了单ADC采样率局限的难题,高速数据流经过FPGA乒乓操作处理以减小缓存空间及速度的压力,实现了总体采样率成倍提高,设计了一种采样率高、采集精度高、通道多、体积小、成本低的弹载测试系统。该系统能够广泛适用于弹体空间狭小的环境,在不影响弹体自身装药量与打击效果的前提下,可靠地完成弹载试验测试任务。通过试验充分验证了该系统的功能有效性及测试准确性,具有一定的工程应用价值。     

截锥形动能弹低速侵彻装甲靶过载研究

 基于空穴膨胀理论,建立了截锥形动能弹低速侵彻靶板过载计算模型,获得了着速、弹头锥度及靶板材料强度等因素对过载的影响特性。计算结果表明,在截锥形动能弹低速侵彻条件下,着速对侵彻过载影响显著,但对过载作用时间影响不大;弹头锥度和靶板材料强度对侵彻过载及过载作用时间有重要影响,侵彻过载和作用时间随弹头锥度及靶板材料强度减小而降低。最后,通过实验验证了计算结果的正确性。     

2-3km/s初速下圆形破片对金属薄靶的侵彻效应分析

针对2 ～3 km/s初速条件下破片对金属薄靶的侵彻开展了实验和数值模拟研究,用LS-DYNA软件对该速度段下弹丸侵彻金属靶板的过程进行数值模拟,采用爆轰驱动装置发射钢质球形弹丸进行试验研究.分析了不同工况下靶板的毁伤模式,并与600 ～ 800 m/s这一低速段下靶板的毁伤模式进行对比分析.结果表明:数值模拟跟实验吻合较好,在该速度段下,球形钢质弹丸对靶板的毁伤模式主要为穿孔;垂直撞击时在靶板上形成延性扩孔,而在低速度段下,靶板上形成的穿孔直径几乎跟弹丸直径一样,没有形成延性扩孔;垂直侵彻时在钢靶上形成的扩孔直径比在铝靶上形成的扩孔直径大.     

不同头部形状弹体高速侵彻混凝土试验研究

为研究高速撞击条件下弹体侵彻能力、弹体侵彻极限速度、弹体质量损失等问题,在高速弹道炮上开展了不同头部形状弹体对混凝土靶体高速正侵彻的模型试验,试验最高弹速达到了1 420 m/s,获得了侵彻深度与侵彻速度之间的关系. 结果表明,随着弹体速度的增加,弹道的稳定性逐渐变差,弹体头部侵蚀加重,当弹体初速度大于弹体极限速度时,弹体出现弯曲破坏,侵彻深度下降;不同的头部形状对弹体弯曲变形、弹体头部侵蚀、弹体侵彻深度有着很明显的影响.     

基于推广卡尔曼滤波的目标高度识别方法

目的 研究现役红外制导反舰导弹对舰船目标高度的识别方法,从而为此类导弹的最佳命中点选择奠定基础。方法 根据实际使用的导引头的技术条件,建立识别目标高度所需的数学模型,然后利用推广卡尔曼滤波理论识别目标高度。结果 根据导引头的技术数据进行了大量的仿真试验,得到了目标高度的识别误差小于０．９ｍ的仿真结果。结论 推广卡尔曼滤波识别目标高度的方法是选择最佳回调规律及确定最佳命中点的一种新方法。     

反导任务规划的重叠模式分析

针对反导任务规划的高时效性难题,建立重叠模式的时间收益模型,并探讨了其优化规律。首先,界定重叠模式的概念和机理;其次,应用信息累积函数,度量信息累积的进展情况,利用返工函数量化返工率的动态变化,综合权衡有效工作时间和返工时间,建立时间收益模型;最后,以提高时间收益为切入点,揭示关键参数与时间收益的关系,讨论重叠模式的优化规律。重叠模式谋求信息与火力整体作战效能最大化,对提高反导体系作战能力具有一定的指导意义。     

导引搜索下不对称现象的研究

对于图像制导导弹,采用导引搜索可提高目标的进场概率,但在某些情况下会引起监视器画面移动的不对称现象.找出了引起不对称现象的两个主要原因--视线旋转角速度和导弹的前置速度.在导引搜索条件下,通过仿真研究了攻击具有不同横向速度的目标时的不对称特性,采用不对称因子和等效搜索速度极值对不对称性进行了定量描述.仿真结果显示,在相同初始条件下,目标的横向速度越大,不对称现象越明显.研究结果对图像制导导弹的中制导律和搜索规律设计提供了一些设计依据.