二级抛撒火箭子母弹散布场及弹道特性分析

针对子母弹的散布场及子弹飞散过程,使用Gurney公式的修正公式计算中心药管式二级抛撒机构的径向抛撒速度。对二级子弹进行受力及运动分析,建立无旋子弹的3D弹道方程组。使用二级子弹等比例模型风洞实验测量值计算二级子弹气动力参数,为弹道及落点散布计算提供数据支持。使用VC++编写子弹弹道及落点散布程序;得出亚音速抛撒时,随着一级子弹弹道倾角的减小,单枚一级子弹的散布场向正圆变化且二级子弹的横向及射向速度迅速衰减至零,纵向速度衰减至某一值后趋于稳定,二级子弹进入稳定的垂直下降阶段。     

子弹药抛撒随机外弹道模型及其蒙特卡洛解法

为解决基于经典外弹道理论的子弹药抛撒外弹道模型计算准确性较差的问题,针对带伞及带飘带无控子弹药,并考虑各种随机因素对其落点的影响,建立了随机外弹道模型. 该模型中的随机微分方程组难以精确求解,采用蒙特卡洛方法进行近似求解. 将该模型用于实际子母弹研制中,对子弹药落点进行预测,并与应用经典外弹道模型计算进行比较. 结果表明,本模型的计算结果与实验结果吻合得更好.     

高速旋转子母弹开舱高度自适应技术研究

针对高速旋转子母弹定时开舱后子弹药落点散布精度低的问题,提出一种修正开舱高度的自适应技术. 建立了高速旋转子母弹子弹药全弹道模型,针对母弹发射时的初速误差、射角误差及抛撒高度误差,利用计算机对子弹药落点精度进行了仿真分析. 结合分析结果提出一种基于开舱高度修正的母弹自适应技术以提高子弹药落点精度,并推导出适合高速旋转子母弹的开舱高度修正公式.      

导电纤维丝团在严酷弹道环境下的性能研究

为研究强冲击过载、高速旋转及高抛撒速度等严酷弹道环境对导电纤维丝团的工作性能影响,对两种典型结构丝团进行了理论分析与试验研究. 结果表明,高过载对丝束强度影响较大,丝轴两端具有挡轮结构的丝团抗过载性能要远远高于无挡轮结构的丝团,使得丝团能够适应各种强过载冲击. 通过理论分析得到了母弹或子弹旋转运动条件下丝团与子弹发生相对转动时的判据及丝束的损伤判据,还得到了子弹抛撒丝团时的丝束损伤判据. 研究结果可为丝团适应严酷弹道环境的结构设计提供依据.     

影响子母弹终端效应的关键参数及其搜索方法

为解决航空子母弹抛撒点抛撒高度、速度等参数设定问题,基于一种子弹单圈多段排布的航空子母弹模型,通过建立子弹的外弹道方程,研究它的地面散布并且寻找其散布规律；然后根据在实战中要求的所要摧毁的目标形状、面积,从子母弹作战效能角度出发,提出一种搜索算法,用该算法能搜索出覆盖目标范围所要求的子母弹的几种抛撒参数.仿真验证表明:该算法能够使子弹有效地覆盖目标,最大误差2.5％,提高了航空子母弹的作战效能.     

波纹管式抛撒机构抛撒过程建模及仿真

建立了子母战斗部波纹管式抛撒机构抛撒过程的系统内弹道理论模型并进行了数值计算,分析了该机构的结构和工作原理。根据波纹管膨胀做功过程的特点建立了波纹管运动模型、容积及有效推力面积变化模型。编制程序并进行模拟计算,获得了抛撒过程的弹道性能曲线。仿真结果说明了模型的可行性。该文研究可为波纹管式抛撒机构的结构设计和优化以及装药结构的设计提供理论指导。     

远程火箭弹简易控制方法

通过数值仿真分析了弹道风、质量偏心、推力偏心、初始扰动等各种扰动因素引起远程火箭弹落点技术散布的机理,指出火箭弹落点散布主要来源于主动段,且主动段终点速度矢量的方向散布是造成落点散布的关键.在此基础上,提出了一种简易控制方法.该方法通过稳定火箭弹主动段姿态,减小了火箭弹主动段终点速度矢量的方向散布,抑制了各种扰动因素引起的技术散布,提高了远程火箭弹的射击密集度. 该方法具有控制效果好、系统简单、易于实现等一系列优点.     

丝团抛撒驱动技术研究

为深入研究在膛内最大压力作用下,活塞式驱动机构驱动丝团抛撒的运动特性,以及丝团在膛内运动规律,推导建立了丝团膛内运动的弹道模型。以MATLAB数值计算软件为基础,基于四阶龙格库塔算法编写相应的计算程序对模型进行数值求解。进一步通过靶场试验对丝团出膛口速度进行测量,获得的试验结果与数值计算结果吻合程度较好。结果表明计算模型的合理性,可以为深入设计驱动结构及优化丝团散布特性提供参考。     

高低压燃烧室活塞抛撒动力学模型及影响因素研究

基于经典内弹道理论建立了高低压燃烧室活塞抛撒过程的动力学模型,利用4阶龙格-库塔方法编写了数值计算程序,以某子母战斗部为例进行计算,获得了抛撒过程中高低压室压力、子弹速度、加速度随时间的变化曲线.在此基础上计算分析了喷孔面积、药量和高低压室容积等因素对抛撒参数的影响,获得了压力、速度、加速度随上述因素的变化规律,计算结果符合实际变化规律,对子母战斗部活塞式抛撒机构设计具有借鉴和指导意义.     

航空炸弹风扰动脉冲修正

根据非平静大气下弹箭运动方程组，针对航弹在风影响作用下产生的落点散布，采用脉冲修正方式对航弹落点偏差进行风校正。根据同一冲量在不同时刻作用所产生的不同修正能力，分析了修正时机的选取，并对常值风弹道进行了二维修正。     

Prediction of Final Velocity of Aramid Fabric-Resin Composite Laminates Subjected to Ballistic Impact

The strain rate effects of aramid fiber material, quasi-static and ballistic impact perforation of composite laminates made of aramid fabric and phenolic resin/PVB are investigated respectively by means of MTS, split Hopkinson tension bars and ballistic impact apparatus. The tensile impact experiments on aramid fiber material are performed in strain rate range from 0.01/s to 1000/s. Experimental results show that the mechanical properties of aramid fiber material are insensitive to strain rate in the range from 0. 01/s to 1 000/s. An energy model to predict final velocity of composite laminates subjected to ballistic impact is proposed on the basis of experimental data of quasi-static perforation through the targets. The predicted final velocities show good agreement with the experimental final velocity.     

玻璃钢-聚氨酯泡沫夹层板抗破片侵彻贯穿研究

为研究环氧树脂玻璃钢-聚氨酯泡沫夹层复合材料靶的抗弹性能,利用弹道枪发射钨合金球形破片撞击不同厚度的单层板及不同组合方式的夹层靶板.获得了不同入射速度下靶板的破坏形貌,通过高速摄影测得破片初速与余速,并利用上下调整速度法估算出靶板弹道极限速度,分析了结构特征对复合材料靶比吸收能的影响,在此基础上,对常用理论模型进行计算对比分析.结果表明:玻璃纤维抽拔、拉伸断裂是靶板吸收能量的主要方式;聚氨酯泡沫抗弹性能较差,作为夹层材料主要作用是防护冲击波;靶板的比吸能与面密度之间呈二次函数抛物线关系,而在相同面密度下,夹层板的吸能总体上是随着玻璃钢占比的增加而增强;THOR公式更加适用于这种材料夹层板的弹道极限计算.      

基于修正质点弹道模型的双旋弹控制效果分析

针对一类固定鸭舵双旋弹,提出基于修正质点弹道模型的控制效果分析方法.将前体鸭舵滚转角作为控制量,在地面坐标系中建立了固定鸭舵双旋弹的6自由度外弹道模型.在鸭舵滚转角保持常值的条件下推导了动力平衡角计算公式,并得到修正质点弹道模型.给出了射程方向修正加速度和侧偏方向修正加速度的计算公式,并提出主导修正系数的定义.分析了主导修正系数对修正方向和修正距离的影响,说明该系数是决定固定鸭舵双旋弹控制效果的关键因素之一.仿真示例表明,用动力平衡角可以近似估算弹丸的攻角而且修正质点外弹道模型与6自由度外弹道模型的位置计算结果接近.      

MBWK织物在警用防弹头盔中的应用研究

分析了MBWK织物的结构特点与警用复合材料防弹头盔的弹道性能和成型性能之间的关系,指出MBWK织物组织点较少,衬纱处于伸直状态,弹击应变波传播速度快,剪切应力小;织物结构整体性好,层间分裂阻抗性高;捆绑系统采用罗纹组织,具有一定的弹性,可以不经折叠或缝接而模压成复杂的曲面形状。讨论了UHMWPE纤维的物理、机械等性质,指出该纤维密度低,比强度高,比模量大,在复合材料防弹头盔领域具有极大的应用潜力。     

Strain Rate Effect on the Tensile Behavior of Fibers and Its Application to Ballistic Perforation of Multi-layered Fabrics

Rate-dependent property of material is very important in analysis of ballistic impact. The tensile property of Twaron ?filaments at strain rate range from 0.01/s to 1000/s was obtained by MTS materials testing and split Hopkinson tension bar. Rate sensitivity of Twaron ?filaments is discussed. Application of high strain rate property to ballistic perforation of multi-layered fabrics conforms to the actual situation than that of quasi-static property. The revised analytical model can be used to calculate the process of ballistic penetration and perforation on soft armour, such as fabric target plate, at intuitive approach and simple algorithm with a little computer process time. Predictions of the residual velocities and energy absorbed by the multi-layered fabric show good agreement with experimental data.     

外弹道优化设计的随机模型

该文给出了供弹箭弹道优化的随机弹道模型。模型包括弹箭飞行动力学方程、各干扰因素有相关函数。外弹道方程以为量形式表示。采用协方差分析描述函数法，对我、推力偏心、不劝不平稳和起始扰动所引起的散中作为弹道系统的动态响应加以分析研究，其中风场随机过程采用ＰＲＥＳＳ模型；推力偏心作用过程被视为弱平稳随机过程，对其实验曲线的统计分析表明，其自协方差函数为指数衰减型，基于干扰函数与状态变量间的协方关训给出了该轩     

破片侵彻纤维复合材料板的有限元数值模拟

采用有限元方法对几种不同外形和材料的破片模拟弹垂直侵彻玻璃纤维增强复合材料层合板的动态响应过程进行了模拟分析,研究了靶板有限元模型网格尺度对抗破片侵彻特性模拟计算结果的影响,分析了靶板直径和边界约束条件等因素对复合材料板的抗破片特性的影响。对于厚度为4.0mm以上的较厚靶板,几种常用的13.4g钢质破片模拟弹的外形和材料的差异对侵彻能力影响较小。与已有文献中的实验结果的比较表明:当有限元网格尺度接近复合材料单层厚度时,计算结果的精度较好;当靶板直径大于一个与靶板材料波速相关的临界直径时,靶板直径、边界约束条件对破片模拟弹剩余速度的影响可忽略;完全固支条件的计算结果比简支或自由边界条件更接近于大尺寸靶板的计算结果。