新型内能源转管武器驱动技术研究

本文提出了一种内能源转管武器实现高射频的新型驱动技术--喷管气流反推驱动技术.该技术的提出和应用为内能源转管武器的发展提供了一条新思路.建立了喷管气流反推驱动模拟实验装置的数值计算模型,给出了不同结构参数对转管转速的影响规律,为该武器系统的进一步优化设计提供理论依据.计算结果表明喷管反推驱动是一种切实可行的新原理、新方法.     

内能源转管武器喷管气流数值计算

提出了一种内能源转管武器实现高射频低后坐的新型驱动技术--喷管气流反推驱动技术.建立了喷管气流反推驱动模拟实验装置的喷管数值计算模型,考虑导气管火药气体对身管流出流进,数值计算取得的结果与实验基本一致.     

身管武器时延式喷管减后坐动力学建模仿真

为了大幅度降低身管武器发射时的后坐力并使弹丸的初速基本保持不变,提出并设计了新型时延式喷管气流反推减后坐装置。通过适当延迟打开身管导气孔的时间,使膛内压力延时下降,从而使弹丸的初速近似保持不变;推导了新的变质量内弹道方程和变质量后效期气体运动方程,该组方程考虑了膛内火药气体与导气装置以及喷管气流反推装置的质量和能量输送;建立了时延式喷管气流反推减后坐装置数学模型并进行了仿真分析,得出了时延式喷管气流反推减后坐装置的某些结构参数对武器减后坐性能的影响规律。仿真结果表明：时延式喷管气流反推减后坐装置能够提供足够大的反后坐冲量,在有效降低身管武器发射后坐力的同时对初速的影响较小。     

喷管气流反推技术在改善机枪射击精度中的应用

为了改善机枪系统射击精度,将喷管气流反推技术应用于某12.7 mm重机枪系统,在枪管不同位置设计喷管,并设计了3种喷管工作方案进行比较。根据相关实验数据,建立了准确的机枪系统刚柔耦合动力学模型并进行计算,获得了弹头出膛口瞬时膛口响应。根据外弹道理论,对射击距离100 m弹头散布进行计算,对比了不同喷管作用形式对机枪系统射击精度的改善情况。研究结果表明：喷管以力矩形式作用于枪管时,弹头出膛口瞬时高低方向位移、射角、速度扰动波动小,射向一致性高,对应的散布圆半径R₅₀改善72.3%左右,可有效改善机枪系统射击精度。     

12.7 mm 转管机枪枪口助旋制退器流场数值仿真分析

转管机枪枪口助旋制退装置,是有效提高转管机枪射速(或减小驱动电机功率)和降低武器后坐力的技术途径。提出了一种新型助旋制退器,建立了助旋制退器的三维模型,对结构进行了分析。建立了助旋制退器流场计算模型与控制方程组,使用Matlab软件对内弹道以及后效期进行计算,利用icem-cfd软件进行网格的划分,用Fluent软件完成流场的仿真,并对助旋力矩进行了计算。结果表明,该枪口助旋制退装置可以为武器提供旋转力矩和制退力。     

喷管气推式转管驱动装置模拟试验研究

介绍喷管气推式转管驱动装置及其模拟试验研究，采用Lab VIEW图形化语言给出了实际实验结果和处理结果。实验结果表明了拉瓦尔管转管驱动方式不仅原理可行，而且技术上也是切实可行和有效的，这对转管武器的设计具有指导意义。     

弹道学报第16卷总目次

20 0 4年第 1期 (总第 59期 )水面舰艇鱼雷发射装置内弹道数学模型与仿真陈宜辉　王树宗　练永庆　 1∶ 1 ………转管机枪喷管气流反推驱动技术研究何大平　廖振强　王　涛　 1∶ 6 ………………舰载火箭炮弹道风确定探讨王建明　潘红华　许　涛　 1 ∶ 1 1 …………………………弹道一致性试验准则中的问题徐明友　 1∶ 1 6 ………………………………………………某自动迫击炮动力学参数影响规律研究杨国来　杨军荣　陈运生　 1∶ 1 9……………路面条件对自行火炮动力学特性影响的研究王良明　钱明伟　陈　熙　 1∶ 2 4 ………兰切斯特平…     

转管机枪在三脚架上不同方位射角发射动力学分析

为研究大口径转管机枪在轻型三脚架上射击时的射击密集度随方位射角的变化规律,建立了具有不同方位射角的转管机枪系统刚柔耦合发射动力学模型,对机枪系统的射击动力学特性进行了仿真计算,分析了机枪系统不同方位射角射击时三脚架中柔性部件的弹性变形情况。利用动力学仿真得到膛口响应,计算了转管机枪以5个不同方位射角射击时的射击密集度。结果对比表明,转管机枪在轻型三脚架上射击时,随着方位射角的增大,射击稳定性变差,方位射角超过一定范围射击密集度下降明显,且左右射击时转管机枪系统振动具有不对称性。分析结果为转管机枪系统改进三脚枪架提供了参考。     

带膛口助旋制退器的转管机枪动力学建模与仿真

基于气体动力学理论,建立了转管机枪膛口助旋制退器的气体动力学数值模型,以此计算了助旋制退器的助旋力和制退力。通过改变助旋制退器沿枪管轴线的纵向尺寸,分析了助旋力和制退力随管道腔长度的变化规律。结合内能源转管机枪发射动力学模型,分别对未安装和安装有不同长度的膛口助旋制退装置的转管机枪系统进行了动力学仿真。仿真结果表明,在一定范围内增大助旋器管道腔沿枪管轴线长度可以有效地增加助旋力和制退力。安装膛口助旋制退器,能够实现对内能源转管机枪射频的有效提升。     

某转管机枪活塞组件驱动轮磨损状态下的可靠性分析

活塞组件驱动轮的磨损会影响自动机的可靠性,从而影响转管机枪的性能。通过对活塞组件进行受力分析以及可靠性分析,利用有限元软件建立了活塞组件的动力学模型,研究了驱动滚轮在前曲线槽内运动时的应力和应变状况,通过修改滚轮外径,仿真模拟了不同磨损量对机枪可靠性的影响。结果表明:通过对驱动滚轮发生不同程度磨损现象的仿真分析,磨损量较大时,驱动滚轮更容易发生应力集中现象,塑性应变也就越大。该仿真研究可为转管机枪的设计改进提供参考。     

气体发生剂高压燃气驱动液体高速喷雾的试验研究

介绍一种气体发生剂高压燃气驱动的高速液体喷洒装置,利用高速摄影和压力测试系统,研究了安装螺旋喷嘴的喷洒装置在不同装药量下的喷射初始速度和液体雾化射流的扩展过程。实验结果表明,气体发生剂装药量大于50 g时,喷洒装置可快速形成稳定的喷雾锥,随着药量的加大,喷嘴的雾化效果也显著提高。并发现气/液界面的Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性会对喷嘴的正常工作带来不良影响。     

旋转驱动装置流场数值模拟

为了让悬浮子弹能在空中达到一段滞空悬浮时间,设计了一种旋转驱动装置.首先介绍旋转驱动装置的工作原理,建立计算模型,然后对驱动装置进行流场仿真,改变驱动装置的出口直径及出口数,分析结构参数对驱动性能的影响.仿真结果表明:出口压力和出口速度相互制约,当气体通过驱动装置弯管区域时,气体压力和速度变化不大;其他条件不变,当驱动装置出口直径为2 mm,出口数为3时,提供的驱动力矩最大.     

截顶装药结构的成型特性研究

截顶结构超聚能装药较常规聚能装药具有更加优异的综合毁伤能力,即侵彻深度和侵彻口径可以大幅度提升.为了提高大锥角聚能装药结构的侵彻深度和侵彻口径,对大锥角聚能装药进行了截顶结构设计,通过调整附加装置结构及材料,并对药型罩的结构进行调整,初步设计了6组方案,利用AUTODYN-2D软件对不同聚能装药结构的成型特性进行数值仿...     

淹没和非淹没下前混合磨料射流切割混凝土

本文介绍了前混合磨料射流淹没和非淹没状态下切割实验系统,研究了两种状态下前混合磨料射流影响切割诸因素对混凝土试件切割深度的影响.结果表明,靶距对切割深度有显著影响,即随着靶距增大,在淹没状态下切割深度下降比非淹没状态更大,而压力、磨料浓度和横移速度对切割深度影响在两种状态下基本一致.     

与燃气射流耦合的易裂后盖开启过程数值分析

对于采用易裂盖的箱式发射系统,后盖开启过程与燃气射流流场相互影响。为了研究易裂后盖的开启过程,使用基于光滑方法和重构方法的动网格技术,将后盖裂片运动过程与燃气射流流场耦合,对整个开盖过程进行了仿真计算。得到了起始冲击波的作用过程以及发射箱内各监测点的压强曲线,并分析了燃气射流对后盖裂片的冲击作用以及对其运动过程产生的影响。结果表明,与非耦合工况的计算结果进行对比,耦合工况的结果更接近于实验数据。随着后盖裂片转动角度的不断增大,旋转力矩逐渐减小,裂片的转动速度经历了先快速上升、后缓慢下降的过程。     

RLPG拟射流破碎雾化特性实验与数值模拟

利用一种高速液体喷射装置，采用阴影和脉冲X射线成像技术，研究高压环境中高速液体射流的破碎雾化特性。建立了喷雾的颗粒轨道模型，进行了数值模拟计算，得到了喷雾的空间分布和气相流场的速度分布。在模型中，气相流场在欧拉坐标系中接单元控制体将方程积分，构造差分方程；液滴在拉格朗日坐标系中考虑其动量、质量的变化。     

发射箱易碎后盖开启过程的数值计算

易碎盖技术在箱式或筒式发射中具有明显的优势,其开启过程涉及冲击波传播及射流运动等复杂的物理现象。利用动网格技术,以固体火箭发动机为研究对象,研究了易碎后盖开启过程,得到了后盖开启过程中流场压强和温度分布,并对开盖过程中燃气射流流场情况进行了分析。结果表明：冲击波在发动机射流径向一定范围内有较高的超压峰值,会对发射装置和周边设备产生破坏作用;后盖运动对燃气射流流动产生了影响,表现为燃气射流随着后盖向下运动而向下方传播的同时,由于受到后盖的阻挡发生反射回流现象;运动过程燃气流冲击作用逐渐变小,除核心区外后盖上的温度和压强也逐渐变小;后盖运动的仿真实验结果与实际试验数据一致,获得了较好相似性。     

含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型及数值模拟

为了研究整装式液体发射药火炮燃烧稳定性的控制方法,针对渐扩型药室结构,建立了含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型,应用FLUENT应用软件对非稳态气体射流与液体工质相互作用的过程进行了模拟.探讨了渐扩型结构尺寸、喷气压力和喷口直径参数变化对射流扩展形态的影响,获得了射流场等温线、等压线和等密度线图.结果表明:当渐扩尺寸比为0.8、喷气压力大于30 MPa、喷孔直径大于2 mm时,气体射流发展不稳定,气液湍流掺混强烈.模拟出的射流轴向扩展速度和实验结果基本吻合.