机载武器发射系统刚柔耦合动力学仿真

为了研究某空空导弹内埋弹射发射系统结构参数对其发射分离参数的影响,针对多刚体模型不能准确仿真发射过程中发射俯仰角速度存在强烈柔性波动效应的问题,基于刚柔耦合多体动力学理论,建立了某空空导弹发射系统刚柔耦合动力学仿真模型;采用该模型对发射系统的导弹发射分离参数进行仿真,详细讨论了导弹重心、弹射发射行程、结构刚度等设计参数对导弹发射分离角速度的影响;发现导弹重心位于垂直作动筒作用点后,4根同步杆和4个转动臂需保证较好的刚度,且发射行程不超过350 mm时,导弹弹射分离角速度不会产生抬头效应,发射安全性较好。     

无人机机载导弹分离轨迹的数值仿真

载机发射导弹时,对导弹流场有复杂干扰,进而影响导弹在发射初始阶段的姿态和运动轨迹.为模拟导弹从载机分离后的气动特性和相对运动,文中应用CFD商用软件CFD-FASTRAN,采用动态嵌套网格技术,基于Euler方程并耦合该软件的刚体六自由度(6-DOF)运动模块求解导弹发射时的非定常流场及运动轨迹.分析挂架弹射力和载机迎角变化对分离过程运动参数的影响,发现挂架弹射力仅是加快了导弹的运动,而迎角的变化对导弹运动参数有较大影响,研究结果对飞机上如何布置外挂导弹具有参考价值.     

弹射发射反坦克导弹发射动力学分析

通过理论分析和测试，建立了包括导弹，发射筒和发射支架的弹射反坦克导弹发射动力学分析随机模型，设计了分析计算程序，用于分析计算发射过程红外光轴振动，导弹的初始扰动和无控飞行段的散布，预估导弹射入可控域的概率和发射支架的稳定性。该模型和计算程序适用于多种发射方式和制导方式的反坦克导弹发射动力学分析。     

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.     

近距格斗导弹发射分离安全分析

载机在大机动条件下发射近距格斗导弹的安全性是导弹发射系统研制中的重要问题。基于近距离格斗导弹发射系统,分析了导弹发射时影响载机安全的主要因素;建立了导弹在轨上运动和自主飞行2个阶段的运动学、动力学模型;通过对导弹气动特性、轨上运动、自主飞行和起控时间的仿真分析,提出了载机机动发射近距离格斗导弹的基本条件,以及载机安全发射近距格斗导弹应采取的措施。     

导弹冷弹射过程建模及动力学仿真研究

利用数值模拟方法研究导弹冷弹射过程的动力学特性及技术可行性。基于地面气源向发射筒供气推动导弹出筒的冷弹射原理,并借助于虚拟样机技术及有限元方法,在Adams/View中建立单发防空导弹弹射过程刚柔耦合动力学模型。以导轨和滑块配合间隙及风速为变量进行仿真,得到了发射筒振动和导弹扰动情况的动态数据以及不同间隙和风速对导弹离筒姿态的影响。结果表明,风速对导弹冷弹射有较大的影响,合理的配合间隙有利于导弹冷弹射出筒。     

机载内埋武器弹射发射多柔体动力学分析

为深入研究载机在全包线发射条件下的导弹分离安全性,针对一种新型的双平行四边形弹射构型,采用基于ABAQUS和ADAMS的联合多柔体发射动力学仿真方法,得到导弹分离速度、角速度、过载、关键部件的动态载荷及弹架系统横向变形量.仿真结果表明,横向过载对弹架分离安全性、武器与载机的结构相容性有重大影响,并在此基础上提出一种优化...     

无人机导弹滑弹一体式发射对机翼的气动干扰

无人机机载导弹发射产生的尾喷流对机翼的气动干扰影响载机飞行安全。本研究以Fluent软件为基础,采用二维非结构动网格技术并选择标准k-ω二方程湍流模型,对导弹沿导轨弹射滑行后点火和直接点火的发射过程分别进行数值模拟,并对两组结果进行对比。结果表明：滑弹一体式发射装置在一定程度上降低导弹尾喷流对机翼的气动影响。该研究为无人机导弹滑弹一体式发射装置的研究提供一定参考。     

导弹弹射发射分离轨迹的数值研究

采用弹射方式发射空空导弹会提高对导弹姿态控制的要求。将基于N-S方程求解的流动数值模拟与控制律和求解导弹运动方程相结合,进行机载导弹弹射发射分离轨迹的计算研究。结果表明无控条件下静不稳定导弹在载机干扰流场中姿态发散较快,不利于导弹与载机的安全分离,引入姿态控制后导弹离开载机过程中的姿态变化得到有效控制,提高了导弹弹射发射安全性。     

氮气弹射系统动特性实时动态仿真

建立了描述高压氮气驱动下导弹发射架弹射导弹的数理模型 ,求得氮气弹射系统的动特性参数随时间的变化规律 ,对导弹俯仰角的控制原理和方法进行了研究 .还分析了气源压力、导弹重量、弹射机构几何尺寸和物理性质对导弹分离参数的影响 ,并应用混合编程技巧 ,实现氮气弹射系统运动学和动力学的实时仿真 ,将导弹的分离过程可视化 ,以便判断氮气弹射系统的运动规律、运动特性是否满足给定战技要求 .     

潜航飞行体深水超音速气体射流的流动稳定性研究

深水固体火箭推进系统的可靠性和稳定性决定了整个潜航飞行体的弹道精度和飞行稳定性,其工作过程为典型的水下超音速气体射流流动过程。通过建立二维平面垂直射流几何模型,采用分离涡湍流模型仿真分析了深水条件下超音速气体射流的形貌拟序特征以及流场参数的不稳定振荡特性,对水下推进系统推力振荡现象产生的基本流动机理进行了分析。结果表明：水下超音速气体射流尾流存在高频小幅振荡,同时伴随间歇大幅振荡,这种现象与气体和水湍流混合以及中心气路激波系的不稳定运动有关;中心气路激波系的不稳定运动以及失稳重建过程会导致尾部空间压强的剧烈振荡,最终造成推力的不稳定振荡。通过对推力振荡特性的分析发现：水深越深,推力振荡幅值越大、振荡频率越高;喷管出口壁面直径越大,推力振荡幅值越大、振荡频率越高。     

内埋式航炮膛口流场特性数值模拟研究

为研究飞行速度对内埋式航炮膛口流场特性的影响,基于Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型,采用Roe格式分别对4种飞行速度条件下的菱形机翼中内埋航炮膛口流场发展过程进行了数值模拟,对比分析了静止条件和超音速飞行状态下膛口流场的基本特征以及冲击波强度变化关系。结果表明：超音速飞行时形成由火药燃气冲击波、分离激波、滑移面等波系构成的膛口流场结构;在一定飞行速度范围内分离激波尺寸与来流马赫数正相关;膛口附近冲击波超压峰值变化与飞行马赫数有关。     

潜载导弹垂直发射横向振动特性仿真分析

潜射导弹在出筒上升过程中是个复杂的动力学过程,直接决定了导弹出筒后的弹道变化特征。在分析了导弹的流体动力特性、弹性密封环的变形应力特征及其与弹体耦合作用的情况下,建立了潜射导弹垂直发射横向动力学模型。重点对出筒过程弹体横向振动及其特性进行了仿真研究,提出了抑制弹体横向振动的解决方法。结果表明,密封环抗压刚度和尺寸对导弹横向振动特性均有较大影响。研究结果可以为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。     

高超声速炮弹气动数值模拟

针对高超声速弹丸飞行阶段的计算研究中,除了对其进行气动热模拟之外,另一项重要任务就是气动力的计算问题,采用SST k-ω湍流模型,运用AUSM+格式对非定常三维可压缩流体进行了数值模拟,再现了高超声速条件下炮弹周围复杂的流动现象,得到了流场的分布规律.计算结果表明,在研究范围内,高超声速弹翼组合体数值计算结果与工程计算结果吻合较好,为进一步高超声速炮弹研究提供了技术参考.     

水下航行体超声速射流与尾空泡耦合作用初期的流场特性

针对航行体水下垂直发射过程,利用固体火箭发动机在尾空泡内点火实现有控运动,是保证复杂因素干扰下航行体弹道稳定的重要手段。基于流体体积模型、标准k-ε湍流模型和动网格技术,通过求解雷诺时均Navier-Stokes方程,获得超声速射流与尾空泡耦合作用初期的流场特性及其演化规律。结果表明：航行体出筒后形成的半椭球状附体尾空泡,在超声速射流作用下逐渐演变成葫芦状,其内部流动受到破坏后进行重构,没有形成回射流现象;超声速射流完全受限在尾空泡内发展,射流流动主要位于径向尺寸和喷管出口直径相当的核心区内,在射流卷吸作用和空泡界面影响下,尾空泡内相继出现了一次涡环和二次涡环结构;航行体尾部与筒口中心位置压力呈现宽幅振荡特征,最大振幅约为发射水深压力的1.2倍,致使射流结构和航行体受到的实际总推力出现大幅度振荡变化。     

超音速单轨火箭滑橇气动特性数值模拟

基于三维粘性可压缩N-S方程以及k-ω湍流模型方程,分析了单火箭滑橇在超音速近地飞行时的气动特性.计算网格为三角形非结构网格和四边形结构网格组成的混合网格,采用有限体积法对微分方程进行离散,应用隐式耦合算法求解离散方程.数值模拟了速度及攻角变化对火箭滑橇气动特性的影响.结果表明,随着马赫数的增加,火箭弹头部表面压力升高;超音速飞行时,火箭弹头部产生激波;火箭滑橇阻力系数随着马赫数的增加,先增加后降低;在小的气动攻角条件下气动阻力和升力变化不大,而侧向力载荷随着气动功角的增加而增大.数值模拟结果为超音速单轨火箭滑橇设计提供了参考.     

旋翼机构在超音速条件下的动力特性分析

以航弹引信旋翼机构为研究对象，着重分析了其在超音速流场中的机构动力特性，建立了该机构在超音速条件下的数学模型。并针对某型旋翼机构进行了计算机仿真，为该机械能在超音速条件下继续使用提供了理论参考依据。     

冲压发动机增程榴弹绕流流场数值分析

数值模拟的控制方程为雷诺平均的可压缩纳维尔ー斯托克斯(Navier-Stokes)方程,湍流模型釆用k-t两方程模型,数值格式为ニ阶迎风格式。得到了冲压发动机增程炮弹的流场结构,结果表明：冲压发动机增程炮弹在高超音速下阻力系数无明显变化,而在亚音速和低超音速下,阻力系数提高。     

高超音速动カ系统用单斜面膨胀喷管内流场的数值模拟

针对设计的高超音速动力系统用单斜面膨胀喷管流动特点，采用三维质量平均Navier-Stokes方程，空间三阶精度高分辨率NND差分格式及可实现k一ε湍流模型，对喷管内流场进行了数值模拟，获得了喷管的流场参数分布。计算结果表明：喷管扩散段长度及出口斜切角变化对喷管出口流场会产生影响；Ⅱ型喷管的设计较为合理。     

圆盘空化器超空化绕流流场结构及动カ特性的数值分析

应用均质平衡流模型对圆盘空化器超空化非定常绕流流场进行数值计算研究。为了更准确地捕捉流场的非定常特性,通过对ANSYS_ CFX10.0软件的二次开发引入了基于滤波器的湍流模型,空化模拟则采用基于Rayleigh-Plesset方程的质量传输模型。在此基础上,计算了绕圆盘空化器超空化形态及升力和阻力随时间的变化曲线。计算结果显示：绕圆盘空化器的超空化流场可分为上游的高含汽率区和下游的汽液交混区,前者形成稳定的驻涡而具有稳定的空泡形态,后者则随着尾部涡团的交替发展而逐渐向下游扩展,最后稳定为拟圆锥状空化带;在超空化形戍过程中,圆盘空化器可迅速获得稳定的升阻力。