火箭弹自力弹射内弹道特性

为消除火箭弹发射尾焰对发射装置周围人员及设备的威胁,提出了一种火箭弹自力弹射技术方案,将发射尾焰限制在发射筒内直至弹尾离筒。基于经典内弹道学推导得到火箭弹自力弹射的内弹道数学模型,并进行了低压室初始长度300 mm、低压室初始长度300 mm与低压室开有2个孔径为15 mm的孔、低压室初始长度150 mm 3种工况共5发实弹的验证试验。对比仿真数据与试验数据发现：二者低压室压强随时间变化曲线的一致性较好;低压室压强峰值的最大相对误差为9.29%,弹体出筒瞬间速度的最大相对误差为5.24%,模型的有效性得到验证。以自力弹射内弹道模型为基础,分析低压室开孔、低压室初始长度、发射筒长度、发动机流量对其内弹道特性的影响,为火箭弹自力弹射的内弹道研究提供了理论参考。     

压缩空气弹射系统内弹道特性

为分析压缩空气弹射系统内弹道特性,以压缩空气弹射装置为研究对象建立弹射过程内弹道数学模型。通过数值计算,分析发射阀全开时间、发射阀最大流通面积和低压室初始容积对内弹道特性的影响规律。结果表明：发射阀全开时间越短,弹射总时间越短,弹体出筒初始速度越高,弹体过载也越大;在一定范围内,随着发射阀最大流通面积增大,弹射总时间变短,弹体初速度增高,弹体过载变化越平缓,但发射阀最大流通面积对弹体最大过载影响较弱;低压室初始容积对弹射行程和弹体出筒初始速度影响较弱,对弹射初期弹体过载影响较大。     

高低压室发射弹丸内弹道仿真与试验研究

为了研究高低压室发射弹丸过程中内弹道的参数设计问题,采用经典内弹道理论,结合高低压室发射特点,建立了高低压室发射弹丸内弹道仿真计算模型,设计了一种高低压室发射系统试验装置,对不同喷口大小情况下的高低压室发射弹丸内弹道进行了试验研究,将仿真计算结果与试验结果进行了对比分析,验证了仿真计算模型的合理性。应用该仿真模型分析了高低压室内弹道工程设计中的发射药弧厚、破孔压力、弹丸启动拉力等因素对内弹道性能的影响。研究表明:高压室喷口大小对高压室压力和弹丸初速影响较大,减小喷口半径在一定程度上可以降低火药的能量损失; 发射药弧厚对高低压室内弹道性能影响较大,随着弧厚的增加,高低压室压力降低,弹丸出炮口速度降低; 破孔压力对高低压室内弹道性能影响较小,但应满足高压室内发射药的点火压力要求; 弹丸启动拉力主要影响低压室内压力和弹丸初速,与高压室的压力基本无关。研究结果可为高低压室内弹道结构设计和装药设计提供参考。     

小型物体冷气发射系统内弹道过程分析

为了研究小型物体冷气发射系统发射过程的内弹道特性,根据小型物体冷气发射系统的结构及工作原理,利用热力学理论建立了发射过程的内弹道模型,模型中考虑了发射筒间隙漏气及被发射物旋转.根据模型编制了计算程序,计算分析了发射过程内弹道性能参量的变化规律.被发射物接口与储气罐出气口未脱离前,被发射物所受的作用力较小,速度增加缓慢,发射筒开始充气后,被发射物所受压力迅速增大.开展了不同充气压力条件下的发射试验,并测试了被发射物出发射筒时的速度.计算结果与试验结果符合较好,试验结果验证了模型的合理性,为小型物体冷气发射系统结构设计提供了理论研究方法.     

导弹垂直发射系统柔性多体动力学建模与仿真

基于有限元素法和修正的固定界面子结构模态综合法-Craig-Bampton法,在虚拟样机技术(VPT)仿真平台上建立舰载导弹垂直发射系统(VLS)的柔性多体动力学模型,进行了发射过程的动力学仿真,并和刚体模型的计算结果进行了对比。获取导弹发射阶段的弹道和姿态参量偏差,进行了弹体柔性变形对初始弹道特性和发射安全性影响的分析。     

子母催泪弹内弹道仿真研究

介绍了子母催泪弹的发射机构，根据经典内弹道理论，建立了采用高低压室发射方式的内弹道数学模型，并进行仿真研究，为子母催泪弹的弹体结构设计和装药设计提供了理论依据。     

身管烧蚀磨损条件下弹体发射强度数值模拟

为研究身管烧蚀磨损对弹体发射强度的影响规律,建立了烧蚀磨损身管与弹丸的弹炮耦合有限元模型和内弹道数学模型。采用内弹道方程与弹炮耦合有限元模型双向求解算法对内弹道方程进行求解,试验与算例的对比结果验证了模型的正确性。以弹丸挤进时刻、最大膛压时刻、弹体与身管碰撞时刻的临界状态应力为表征量,分析了弹体发射强度随身管烧蚀磨损量的变化规律。结果表明,严重磨损工况相对于正常身管工况,前2个临界状态应力值分别降低了19.4%、12.5%,第3个临界状态应力增大了149.2%。由此可知,随着烧蚀磨损量增大,弹丸挤进时刻、最大膛压时刻的临界状态应力对发射强度影响度在降低,而弹丸与身管碰撞临界状态应力成为影响弹体结构发射强度的主要因素。     

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。     

小口径高低压发射系统内弹道数值模拟及试验

针对小口径高低压室发射系统结构特点,采用数值模拟与试验相结合的方法对其内弹道特性进行了研究。利用经典内弹道理论建立了高低压室发射系统内弹道数学模型并进行了数值模拟和试验验证。结果表明,数值模拟结果与试验结果较为接近,证明所建立的内弹道模型合理可靠。     

导弹发射系统发射内弹道热-流耦合仿真研究

为了研究导弹发射系统发射内弹道特性,采用Fluent软件建立了内置式发射动力系统发射过程仿真模型,使用动网格技术模拟了导弹在发射筒内的运动过程,通过发射系统流场及固体壁面间的热-流耦合计算,得到了导弹发射出筒过程中的能量利用系数.仿真所得的内弹道结果能较好地与试验结果吻合,发射动力系统耗散的热量约为发射筒耗散热量的1/...     

潜射导弹发射内弹道仿真研究

为保证导弹平稳出筒,对以燃气-蒸汽为发射动力的发射内弹道计算模型进行了改进,并以某型潜射导弹为例对计算模型进行了仿真计算.结果表明,改进后的模型能够有效降低导弹出筒时刻筒内气体工质的压力,从而实现导弹平稳出筒.这对燃气-蒸汽发射动力系统的设计具有一定的参考价值.     

导弹垂直发射系统压力室结构完整性分析

为了准确预示压力室在发射状态下的结构完整性,对导弹垂直发射系统中的压力室进行结构完整性分析.介绍导弹垂直发射系统,利用数值计算的方法对导弹燃气射流流场进行仿真模拟,将得到的压强分布导入ANSYS结构分析软件得出计算结果,并从应力、应变、形变3个方面对压力室结构进行力学分析.仿真结果表明:压力室在承受8次发射工况后仍具有良好的结构完整性,压力室的应力和形变主要集中在导流板顶端.该仿真结果可为压力室寿命评估工作提供参考.     

大行程低过载抛放弹弹射系统建模与仿真

针对现有抛放弹弹射系统的问题和不足,提出了抛放弹燃气驱动下的大行程低过载弹射系统的3种降压方案,以经典内弹道学和气体动力学为理论基础,建立了相应的数学物理模型.仿真结果表明,3种方案能有效地降低导弹的过载,克服载机流场干扰和发射环境的有害影响.     

燃烧轻气炮发射过程数值模拟与优化

针对常规火炮理论初速极限较低的问题,基于氢氧燃烧特性建立燃烧轻气炮的内弹道内模型。根据燃烧轻气炮原理得到影响燃烧轻气炮內弹道性能的参数,采用粒子群优化算法对发射装置结构和内弹道参数进行优化,使用Fluent耦合Chemkin的方法进一步验证了内弹道数值仿真优化结果。结果表明：优化后装置的初速略微下降,燃烧室的初始压力和最大膛压大幅度下降,研究结果在燃烧轻气炮初期研究阶段具有较高的参考价值。     

基于高斯投影的发射方位角精确计算方法

针对导弹试验,在进行弹道参数解算时,需要提供精确的发射方位角的问题,采用高斯投影的方法,详细推导了一种不同于传统的发射方位角计算方法,并提供了具体算法和模型.在理论分析的基础上,采用新方法对算例数据进行计算和分析.结果表明,用新方法计算得到的发射方位角精度达到秒级.该方法已在靶场发射方位角的计算中得到成功应用.     

导弹发射条件对初段飞行性能的影响分析

以导弹箱式发射方式为例,推导出了四段运动方程式,求出了对应于不同情况下导弹运动参数的变化规律，研究了导弹从助推器点火到导弹加速到给定飞行速度这一过程的飞行特性，分析了导弹出箱初始条件的变化和对导弹飞行性能的影响。仿真结果表明，该理论模型和发射条件对初段飞行性能影响的分析是合理的。     

反无人机捕网装置发射过程的数值模拟与优化

针对日益严重的“低慢小”无人机“黑飞”问题,基于高低压发射原理设计了一种反无人机捕网装置,建立了捕网装置发射过程的内弹道和外弹道耦合计算模型,数值模拟了不同装药量、高压室容积对于发射装置捕获无人机性能的影响,将装置初速、装置体积与质量、高压室压力峰值归一化后分别表征装置的捕获性能、便携性以及安全性,分析了不同发射条件下装置捕获性能、便携性以及安全性之间的内在联系。通过粒子群优化算法对发射结构参数及发射条件进行优化后,捕网装置的捕获性能、便携性以及安全性等综合性能得到大幅提升,为反无人机捕网装置的深入研究提供理论指导。