气动不平衡式鱼雷发射器内弹道流场仿真研究

为详细、准确并直观地描述气动不平衡式鱼雷发射器内膛压及鱼雷出管速度分布,建立了鱼雷发射器内部流场的数学模型,基于Fluent软件的动网格技术对其进行了数值仿真,为精确描述水下鱼雷发射的管内过程提供了一种新方法.仿真结果表明,鱼雷在发射器内运动的整个过程中,发射器内的压强在空间上的分布不同:在发射开始阶段,由于鱼雷与发射器环形间隙的节流,压强从入口开始逐渐减小;随着鱼雷运动,环形间隙逐渐增大,发射器后部的压强与单向阀入口处压强逐渐趋于一致,而鱼雷尾部的压强始终小于入口压强.     

一种鱼雷俯仰角出现±900°时的姿态仿真方法

摘要：随着鱼雷发射平台的多样化,火箭助飞鱼雷、空投鱼雷、自导水雷以及高空反潜鱼雷在发射和运动过程中会出现俯仰角在±900°附近的情况。当鱼雷俯仰角为±900°时,立式三轴转台的内环轴与外环轴重合,无法提供3个自由度的运动,致使鱼雷姿态仿真无法进行。通过改变敏感元件安装方式,建立在该种安装方式下三轴转台的驱动方程以及转台转角与鱼雷姿态角的转换表达式,解决了鱼雷俯仰角出现±±900°时的姿态仿真。数学仿真和半实物仿真结果表明,该方法正确可行,适用于鱼雷垂直发射、垂直入水以及俯仰角出现±900°时的半实物仿真试验。     

舰艇运动对鱼雷发射入水参数影响

舰艇运动对舰载鱼雷发射有较大影响。为了分析舰载鱼雷发射的入水参数,对舰载鱼雷发射入水参数的影响因素进行了研究,综合考虑了舰摇、舰速、发射管转角及鱼雷发射时舰艇姿态对鱼雷入水参数的影响,建立了鱼雷发射入水参数的数学模型,并分别对舰艇运动发射过程与静水中发射过程进行了仿真计算。仿真结果表明,舰艇运动下的鱼雷发射模型能更真实的反映鱼雷发射情况,为舰载鱼雷发射的研究提供参考。     

外置蓄能式鱼雷发射装置发射过程流场仿真

为了研究外置蓄能式鱼雷发射装置在发射过程中的内部流场特性,建立了该鱼雷发射装置的二维轴对称流场模型,基于一维数值仿真和流场仿真联合求解的方法数值研究了该鱼雷发射装置的内部瞬态流场,对发射装置内部流体的压力场和速度场、蓄能系统内部与发射管内部流体压力变化进行了仿真,并对仿真过程中鱼雷表面的受力情况进行了监测。分析了仿真结果,结果表明,由发射过程流场仿真获得的鱼雷内弹道结果与内弹道数学模型计算结果基本相同,所建立的发射过程流场模型基本正确。     

火箭助飞鱼雷水下水平发射弹道设计

为了实现火箭助飞鱼雷采用潜艇鱼雷发射管发射，对火箭助飞鱼雷的水下水平发射的有关问题进行了探索性研究，设计了火箭助飞鱼雷运载器的总体方案并进行了弹道规划，提出了火箭助飞鱼雷倾斜出水并偏航避艇的水下弹道运动方式。运用动量和动量矩定理，在运载器体坐标系下建立了运载器的6自由度弹道数学模型，提出了相应的弹道控制规律，并在MATLAB／Simulink环境下对火箭助飞鱼雷运载器的水下弹道进行了数值仿真，结果表明，火箭助飞鱼雷的总体方案及弹道规划方案可行，通过操舵控制可以实现运载器倾斜出水并偏航避艇的设计要求。     

基于模糊综合评判方法评估鱼雷攻击的命中概率

发射鱼雷时必须考虑鱼雷攻击的命中概率，影响鱼雷攻击命中概率的因素有我情、敌情、海况和鱼雷参数。本文采用模糊综合评判的方法对鱼雷攻击的命中概率进行了评估，建立了相应的数学模型，并进行了算例仿真，结果表明，应用该方法可以更准确地对鱼雷攻击的命中概率进行估计，同时可提高鱼雷发射决策的科学性。     

水面舰艇发射线导鱼雷的安全性分析探讨

线导鱼雷是一种先进的智能型鱼雷。它主要装备潜艇及水面舰艇，也可由海岸发射台发射。在发射线导鱼雷的过程中，对发射舰、艇的机动有一定的限制，以确保发射舰、艇自身以及鱼雷武器系统的安全运行，本文着重对水面舰艇发射线导鱼雷在鱼雷入水以后的安全性问题进行分析探讨，提出了确定危险区域的方法，从而为艇上放线装置金属软管长度的确定提供了依据。     

UUV自航发射鱼雷过程仿真

无人水下航行器(UUV)外挂鱼雷具有重要的战术价值.由于UUV体积小、质量轻,自航发射鱼雷时运动状态会发生改变.为了定量分析这种变化以验证发射的可靠性,建立了UUV自航发射鱼雷的运动模型,根据此模型利用FLUENT对发射过程进行了仿真.仿真结果表明,UUV发射鱼雷时运动状态会发生一定的变化,但采用自航发射仍然具有可行性.同时得出鱼雷脱离发射导轨时的运动参数,为精确计算鱼雷的外弹道提供了依据.     

弹性发射水舱对潜艇鱼雷发射内弹道的影响

为了研究弹性发射水舱对鱼雷发射内弹道的影响,建立了等效弹性发射水舱数学模型,结合发射系统数学模型进行了仿真计算并计算了弹性水舱的等效刚度,对弹性发射水舱对发射过程中鱼雷内弹道的影响进行了定量分析。计算结果表明:弹性水舱对发射过程产生的脉冲水压可起到缓冲的作用,可在一定范围内降低发射水舱及发射管内海水压力;同时也降低了鱼雷的出管速度,影响鱼雷离艇安全及鱼雷初始弹道;所建立的弹性发射水舱模型可为该型鱼雷发射装置的新型发射水舱的设计论证及低噪声发射技术的研究提供参考。     

反鱼雷鱼雷作战模式及拦截弹道初步研究

讨论了舰艇发射反鱼雷鱼雷直接拦截鱼雷弹道的问题，在典型理想工况条件下，建立了反鱼雷鱼雷武器的发射角与舰艇观测方位角的函数关系式，探讨了在某些限制条件下对于给定鱼雷的攻击能否被拦截的问题，同时给出了反鱼雷鱼雷所需的最小速度，为舰艇发射反鱼雷对抗鱼雷攻击提供了参考。     

轻型舰载鱼雷发射装置漏泄空气能量计算

轻型舰载鱼雷发射装置发射鱼雷过程中，鱼雷在管内运动参数的变化是一个大漏泄量的内弹道设计问题。本文研究分析了漏泄空气量的定义，建立了漏泄空气量的数学模型。在发射鱼雷内弹道设计中，首交按照异型等截面，变长度的摩擦管流计算流量系数，结合某型鱼雷发射装置，计算了发射鱼雷过程中的泄漏空气能量，为发射装置的能量储备和内弹道设计提供了依据。     

航行体水下高膛压与高速发射载荷特性

水下高膛压高速发射航行体后形成的多相流场复杂多变，产生的载荷影响尚未明确。针对某小口径水下航行体高膛压、高初速冷发射过程，开展发射载荷特性研究，分析航行体发射过程中内弹道阶段、溢出燃气与水相互作用阶段、水锤效应阶段的流场特性与力学特点。基于多相流模型和动网格方法，建立航行体水下高速冷发射过程数值模型，进行气-汽-液多组分数值仿真，对不同时期发射筒的载荷特性及其成因进行分析。研究结果表明：水下航行体高速发射载荷主要来源于内弹道过程与水锤效应，航行体出膛后筒内燃气溢出造成的低压区产生载荷较小；与低膛压、低初速发射工况不同，高膛压发射工况下筒内气体高速大量溢出，水锤效应压力峰值的幅度衰减明显。     

热动力线导鱼雷初始弹道的数学仿真方法研究

本文就热动力线导鱼雷在初始弹道的特点和复杂性，提出了开展数学仿真方法研究的必要性，对鱼雷－线导软管－发射艇组成的系统进行了分析，并初步给出了数学描述方法。该方法已应用于热动力自导鱼雷，线导鱼雷的初始弹道数学仿真方法还有待进一步完善。     

无人水下航行器发射鱼雷初始弹道分析

为分析鱼雷从无人水下航行器发射后的航行安全性,建立了鱼雷发射后的初始弹道模型并进行了仿真,分析了鱼雷发射参数对初始弹道的影响,确定无人水下航行器发射某型鱼雷的合理参数,并进一步分析了初始弹道中鱼雷的航行姿态以确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷从无人航行器发射后初始弹道符合战场环境的要求,无人水下航行器发射鱼雷是完全可行的.     

无人水下航行器外挂鱼雷武器运动矢量建模与仿真

为建立外挂鱼雷武器的无人水下航行器(UUV)的空间运动矢量模型，本文首先根据稳性计算和流体动力仿真计算，确定外挂鱼雷的最佳位置。接着基于经典的动量和动量矩定理，推导外挂鱼雷武器的UUV运动矢量模型，同时重点分析了作用在无人航行器上的流体动力和力矩，以及鱼雷对无人航行器的反作用力和力矩。并在建立的外挂鱼雷武器的UUV六自由度空间运动模型的基础上进行了仿真计算，并对仿真结果进行了分析。     

提拉缸式鱼雷发射装置内弹道建模与试验

为解决水面舰艇鱼雷发射作战准备时间长,载弹保障能力差的问题,提出了一种水面舰艇提拉缸式鱼雷发射装置方案。采用Simulink和Adams联合仿真的方式,建立发射装置高压空气发射过程的动力学模型,进行仿真分析,并基于小型原理样机对仿真结果进行了试验验证。仿真和试验结果表明：在气瓶压力为25 MPa时,发射过程中提拉缸峰值压力为9.3 MPa,整个装置零部件间最大接触力为66.6 kN,鱼雷出管速度达到14.7 m/s,最大加速度为236 m/s²,发射时间为0.14 s;研究结果验证了以提拉缸为动力组件的轻型鱼雷发射方案是可行的。     

弹丸膛内运动姿态动力学仿真

在Solidworks中建立了较精确的线膛炮身管模型及其他部分的实体模型,导入机械系统动力学分析软件ADAMS中进行了装配和约束,形成了弹丸发射的动力学模型。利用ADAMS软件进行了二次开发,建立了内弹道解算的模块,应用ADAMS软件中的位移、速度等函数,以状态变量的形式建立了反后坐装置的力元,模拟了弹丸在膛内的运动过程,得出了弹丸膛内的运动姿态,在该模型的基础上可以进一步对全炮的发射过程进行动力学仿真。     

改进气体流量计算方法的迫榴炮内弹道模型

内弹道计算对炮弹发射有重要意义.文中研究了迫榴炮发射迫弹时的内弹道模型,将膛内气体流出过程类比喷管气体流动过程,针对气体流出量的计算进行了详细的讨论.然后在Matlab软件中运用四阶Runge-Kutta法对某型120 mm自行迫榴炮发射迫击炮弹内弹道过程进行插值求解,并用CFD++软件对发射过程进行仿真.利用该模型计算所得膛压及出炮口速度与实验所测基本一致,火药气体流动状态与仿真结果相符,仿真与实验结果均证明了该模型的正确性、可靠性.     

欧洲反鱼雷鱼雷研发展望

介绍了德国研发中的“梭鱼”轻型超空泡反鱼雷鱼雷以及法国提出的重型反鱼雷鱼雷的总体概念、技术特点和部分试验结果，分析了它们产生的背景和意义。“梭鱼”鱼雷采用开式超空泡，头部锥形空化器、控制舵和自导头集成为一体，在已进行的单项试验中，速度达到240kn，可进行机动，自导发现重型鱼雷距离大于200m。仿真结果表明，“梭鱼”鱼雷可为舰艇提供效果显著的近程拦截能力。法国DCN公司基于增加战斗部威力的目的，将研究重点放在了重型反鱼雷鱼雷上。设计了3种威胁想定：反潜机在0．5—3km距离内空投轻型鱼雷，水面舰艇在3—6km距离内发射轻型鱼雷，潜艇在4—10km距离内发射重型线导鱼雷，并对其进行了仿真试验。对DCN通过仿真所得出的不同报警距离的拦截成功率、鱼雷空间交汇时间概率分布、最小交汇距离概率分布以及拦截距离概率分布等仿真结果进行了综合分析。     

发射平台丢失目标跟踪情况下线导鱼雷的攻击使用

本文借助“目标方位的解算”探讨了因鱼雷噪声遮盖目标噪声而使发射平台丢失目标跟踪情况下的线导鱼雷的攻击方法，仿真结果表明，其攻击效果良好，具有实用价值。