大跨度抛索火箭发动机总体设计与计算

针对抛索火箭质量小、射程近的特点,重点对发动机的装药、喷管进行了设计,提出单根药柱和三根药柱两种装药参数设计方案。针对不同方案,采用四阶龙格．库塔法对发动机的内弹道进行了计算,通过冲量对比,选用装填三根药柱的设计方案。通过试验,对发动机的膛压、推力进行了测试。结果表明,数值计算结果与试验数据较为一致,发动机设计方案满足抛索火箭的技术指标要求。     

基于Kane方法的火箭抛绳系统飞行动力学模型

为了研究抛绳火箭系统的弹道特性,通过对抛绳火箭飞行的运动学描述,根据有限段方法将绳索离散为n个有限段,并进行了分析,考虑火箭和绳索上的作用力:重力、火箭所受推力、空气阻力、绳索末端所受拉力等,建立了基于Kane方法的抛绳火箭系统的动力学模型。数值实例表明:该动力学模型能够有效地实现抛绳火箭飞行过程的数值仿真,揭示了射角从25°到65°变化时,系统弹道轨迹、速度、弹道倾角、绳索状态等变化规律。该动力学模型的建立为下一步研究绳子对抛绳火箭飞行的扰动以及抛绳火箭的制导、飞行控制提供了重要理论支撑。     

复合结构防爆罐抗爆特性的数值模拟

采用LS-DYNA显式非线动力有限元程序,数值模拟了内置柱壳/组簧和泡沫铝夹层的防爆罐在3 kg TNT爆炸载荷作用下的抗爆性能。结果表明:该防爆罐内壁面压力载荷呈现多次脉动特征。比冲量载荷经历数次阶跃上升。柱壳/组簧结构可以将爆炸能量更加均匀地传递给泡沫铝吸能夹层,在保证防爆罐内筒不发生塑性变形的前提下,可使泡沫铝的吸能效率显著提高。定量分析防爆罐内部各物质、各结构间的能量转化与吸收,表明泡沫铝夹层可通过卸载动能和透射应力波的形式较好吸收、转移内层钢板所获得的冲击能量。