埋头弹内弹道过程数值分析

为了给埋头弹火炮可燃导向管的材料选择和结构尺寸设计提供依据,该文研究了埋头弹在膛内的运动过程和药室中的流场变化规律.考虑到埋头弹火炮药室内具有显著的两维流动特性,该文应用两相流体力学理论和计算流体动力学技术,建立了药室内的非稳态轴对称两维多相流和身管内非稳态一维两相流相结合的模型,并进行了数值模拟.计算结果表明要使弹丸嵌入膛线之前导向管不发生破裂,导向管的强度应达到5 MPa以上.     

新型埋头弹火炮自动机结构设计与仿真

设计了一种新型埋头弹火炮自动机结构,能够实现输弹、击发和排弹筒整个火炮发射过程,与传统火炮自动机相比省去了推弹和抽壳两个动作,可大大提高射频。介绍了该新型自动机的工作原理,利用UG软件建立了三维模型,通过ADAMS软件对该机构进行了运动学仿真分析。分析表明,该结构能够实现自动机的整个工作过程,为今后埋头弹火炮的探索研究提供了一种方案。     

固体工质电热化学炮膛内两相流模型与计算

该文建立了固体工质电热化学炮（SPETCG）内弹道一维两相流模型。对常规火炮两相流模型的主要改进包括：在初期点火阶段,建立了描述等离子体射流分布的积分近似数学模型;在燃烧阶段,引入了描述等离子体射流的混合长度模型和燃烧增强因子。并且考虑了高温等离子体环境对相间换热的强化效应。根据SPETCG环境中等离子体射流注入特点,在计算网格设计中引入了自适应方法。通过与常规弹道作比较,指出了SPETCG内弹道过程与常规弹道不同的特点,为SPETCG的弹道设计提供了理论依据。     

一种基于过程噪声控制的弹道滤波方案

弹道滤波是精确获取弹箭飞行弹道参数的关键技术之一.当采用卡尔曼滤波进行弹道滤波时,系统模型偏差可能导致滤波精度的降低.以某低旋尾翼弹为对象,对此问题进行了研究.提出一个较精确且便于工程应用的扩展质点弹道模型,由此建立了弹箭飞行状态方程;在坐标雷达体制下建立了量测方程;仿真分析了系统模型偏差对弹道滤波性能的影响,并提出一个基于过程噪声控制的弹道滤波方案.仿真结果表明:该方案可有效克服模型偏差的不利影响,弹箭侧偏的估计误差可减小50%以上,且系统计算量增加较少.研究结果可为弹道滤波的工程应用提供一定的参考.     

一种新型点火系统的膛内射击过程预测

该文根据一种新型点火系统的装药结构特点，建立两相流内弹道数理模型。通过数值模拟，预测该炮的内弹道性能。计算结果与试验结果的一致性较好，并且符合膛内射击过程的变化规律。数值模拟结果为深入分析该炮的内弹道循环过程提供了理论依据。     

基于侧装药结构的金属风暴武器内弹道机理分析

描述了侧装药金属风暴武器系统内弹道的物理过程,建立了内弹道数学模型,并以发射五发某枪弹为例进行了计算。计算结果表明：射击频率越高,相邻两发弹间的内弹道过程耦合现象越明显,用于克服弹前阻力做功和侧药室分流火药燃气所消耗的能量越多,在装药条件相同的情况下各发弹之间的内弹道一致性也越差。因此,必须对这种新结构金属风暴武器系统的内弹道进行优化设计,才能达到所需的战术指标。     

飞行弹丸头部温度场研究

针对弹丸滞留受热身管影响其外弹道初始温度的问题,分别建立了弹丸内弹道和外弹道瞬态受热模型。结合身管传热方程与两相流内弹道模型,采用四阶龙格-库塔法求解热平衡方程和弹道微分方程组,得出飞行弹丸头部温度场分布。该方法考虑了发射前弹丸滞留受热身管的可能性,使其外弹道初始温度的设定更合理,温度场计算结果更精确,符合实际战场环境,为弹丸红外辐射特性研究提供一定的参考价值。     

基于脉冲控制的末段修正弹道研究

针对迫弹的末段弹道修正问题,建立了基于脉冲控制的飞行动力学模型.结合弹道模型,分析了脉冲个数、脉冲力大小、布置位置、弹丸转速、脉冲作用时间等脉冲参数和弹道参数对末段修正能力和弹道特性的影响规律.以某迫弹和给定的脉冲控制修正方案为例,进行了末段弹道仿真计算,得到了关于修正能力的定量仿真结果和末段修正过程中迫弹攻角变化曲线.研究结果表明了末段脉冲控制修正弹道偏差的有效性,也为末段修正迫弹的脉冲控制方案设计提供了一定的理论基础.     

膛内高温燃气对底排药剂点火过程影响的数值分析

为研究底排药剂在火炮内弹道过程中的点火特性,根据膛内火药燃气高温高压的特点及底排药剂加热点火的主要热交换方式,建立了点火过程的物理模型。基于含能材料固相点火理论模型,仅考虑热对流和热辐射换热的边界条件,构建了点火过程的数学模型。弹底环境通过联立求解内弹道模型和膛内气体状态方程来确定。针对某155 mm火炮及所装备的底排弹,计算分析了底排药剂的点火过程及影响因素。数值计算结果表明:膛内弹底燃气温度随时间变化逐渐减小;着火点位于距底排药柱内表面约120μm厚的薄层内;点火延迟时间约为1.672 ms;点火延迟时间随火药燃气速度和辐射热通量的增大分别近似呈三阶多项式递减关系。     

某加农炮膛炸事故原因的探讨

该文给出了某加农炮管状发射药两相流内弹道模型及其计算机编码。通过对该炮膛炸事故分析,说明本模型及编码能较好地模拟这类装药的点火燃烧过程,并能预测不同点火燃烧条件下,特别是变异装药点火燃烧条件下的内弹道性能,从而有助于解释和探讨装药事故的原因,为这类装药设计提供指导。     

短管炮模块装药两相流内弹道模拟

大口径火炮模块发射装药通常由多个模块组成,流场结构复杂。该文对燃烧场进行分区模化,并在此基础上给出两相流内弹道理论模型和计算步骤,编制程序对短管试验炮膛内发射过程进行了数值模拟。结果表明,膛内的压力、压差及弹丸速度等参量的理论计算结果与实验吻合得较好,模拟结果有较高的置信度。该模型和计算程序可用于模块装药结构火炮内弹道模拟、装药设计和安全性能分析     

爆燃动力装置内弹道多相流数值模拟

为揭示爆燃动力装置内弹道特征量在空间和时间上的变化规律,在考虑主装药和辅助装药共同作用的基础上,应用内弹道多相流数值模拟和内弹道测试试验相结合的方法开展研究。在建立爆燃动力装置物理模型的前提下,构建了爆燃动力装置混合装药内弹道多相流守恒方程及其辅助方程;采用CE/SE差分方法,对爆燃动力装置内弹道多相流数学模型进行求解,获得了爆燃动力装置起爆过程中内弹道特征量随时间的变化规律及其典型时刻的空间分布规律。开展的爆燃动力装置内弹道测试试验表明,数值模拟结果与试验结果吻合,验证了爆燃动力装置内弹道多相流数学模型的合理性和CE/SE差分解法的有效性。     

大口径高速平衡炮发射安全性分析

203mm口径的平衡炮要求将90kg的弹丸发射至960m/s以上的初速,这对装药结构提出了很高的要求,其安全性是影响大口径高速平衡炮研制成功与否的根本性问题.建立了平衡炮管状药一维两相流内弹道数学物理模型,并针对平衡炮大药量、长装药、厚弧厚的装药要求或特点,进行了几种不同点火、传火和分段装药条件下膛内发射流场的状态分布特征模拟,分析结果表明,由于装药结构合理,使得整个药床点火比较均匀,减缓了火药床的挤压和堆积,满足了安全性能设计要求.文中建立的内弹道模型适用于其他口径的平衡炮,可以指导大药室、管状药特别是分段装填情况下的装药设计.     

结构参数耦合特性下的燃气弹射内弹道性能预示

现有文献分析结构参数对内弹道性能影响主要基于单一变量法,未从全局考虑参数的耦合特性。建立了从内弹道反向设计方程到正向计算方程的一体化模型,考虑结构参数耦合关系,提出了内弹道设计方程的修正方法,分析了以空间尺寸和时间2个维度为基准的内弹道性能变化规律。仿真结果表明:设计方程推导中的简化造成了较大的截断误差,对理想喉部截面积具有放大作用,且随着低压室直径的增加,放大作用越明显;在设计的出筒速度、高压室工作压强下,低压室直径和高度越小,喉部截面积越小,导弹受到的冲击荷载越大,出筒时间越短;通过选择合理的低压室尺寸能使低压室最大压强和导弹最大加速度任意可调。     

活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验

为了优化活塞式高低压发射系统的结构,基于经典内弹道方程和计算流体动力学方程建立内弹道耦合方程,利用Fluent软件建立活塞式高低压发射系统膛内空间的三维气流模型,对发射过程中的膛内流场进行仿真分析,并进行发射实验验证仿真分析结果. 仿真与实验结果表明,基于发射筒内气流的三维模型可以得到高低压内部火药气体流场的细节,为高低压发射系统的设计提供理论依据.      

两相流内弹道应用软件系统的改进扩充和应用

该文介绍两相流内弹适应用软件系统的改进扩充和应用。改进和扩充后的软件系统，包含有由于火药颗粒挤压破碎引起的增燃作用和两截装药之间自由空间对内弹道过程的影响。给出的应用例子是４００ｍｍ短管坦克炮上发生的事故装药。数值计算与试验比较表明，理论与实验之间有较好的一致性。     

单兵火箭平衡发射系统内弹道数值模拟

为分析单兵火箭平衡发射系统内弹道过程,给出了该系统的结构设计。分时段分析了内弹道过程,运用经典内弹道理论建立了单兵火箭平衡发射系统内弹道过程的数学模型并运用龙格-库塔法进行数值计算。给出了完整的内弹道曲线与分析计算结果,得到燃烧室和低压室内的p-t曲线及弹丸和平衡体的v-t曲线。