尾翼稳定脱壳穿甲弹初始分离弹道仿真计算

基于动网格技术和六自由度方程,通过求解三维N-S方程,针对某尾翼稳定脱壳穿甲弹,重点计算了来流马赫数为3.015条件下弹芯与弹托连续脱壳的全过程,得到了在动边界影响下的流场结构图。该模拟清晰地反映了弹芯、弹托二者相互作用下流场变化过程,结果表明:该弹对应的脱壳时间为4.5 ms左右。该仿真为了解脱壳穿甲弹的连续脱壳过程及新一代高效弹托设计打下了基础。     

尾翼稳定脱壳穿甲弹发射过程振动分析

根据尾翼稳定脱壳穿甲弹的几何形状特点 ,建立了尾翼稳定脱壳穿甲弹三维振动分析有限元计算模型 .计算分析了某工程尾翼稳定脱壳穿甲弹的振动固有频率特性 ,得到了各阶振动的固有频率及相应振型 ;数值模拟了弹丸系统在共振条件下的振动响应 ;讨论分析了尾翼稳定脱壳穿甲弹振动特性对弹丸系统发射安全性的影响 ,为尾翼稳定脱壳穿甲弹的设计和事故分析提供一种工程方法     

不同攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳过程影响分析

为了研究攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳过程的影响,基于CFD的动网格技术和外弹道六自由度方程相结合,采用非结构网格和TVD有限体积格式,对不同攻角时脱壳过程进行数值仿真.得出了分离过程的流场激波云图,不同攻角下弹托质心的位置变化曲线、脱壳时间以及不同分离阶段弹芯表面压力分布曲线.对比分析各参数,得到脱壳弹在正负攻角飞行时,弹托分离时间增加,不利于弹托的分离.     

尾翼稳定脱壳穿甲弹的发射扰动

本文综述了国外APFSDS弹的发射扰动的实验研究成果.指出影响APFSDS弹精度的重要误差源是膛内效应、中间弹道效应的机械接触和气动力干扰.设想了两种脱壳方式V档米4罐氖翘拍谛BX驭lmax的贡献一般约为50%.改变弹的结构时应分别考虑这些误差源对δlmax的贡献的变化,从而才能得出正确的评价。给出了与实验较符合的误差源矢量合成并考虑相关的散布模型。     

基于UG 的尾翼稳定脱壳穿甲弹虚拟装配技术

为了缩短尾翼稳定脱壳穿甲弹的开发周期,提出一种采用UG三维实体建模软件的虚拟装配技术。以UG三维建模软件为基础,选择自底向上的设计模式,通过分析尾翼稳定脱壳穿甲弹零部件的结构特点,分别以弹托和尾翼为例说明了对旋成体及非旋成体零部件的建模方法,对已建好的零部件通过它们之间的约束关系对弹丸进行了装配,同时实现了对弹丸爆炸图的创建;采用UG自带的分析功能对装配模型进行了干涉分析,分析结果表明:设计模型合理,并根据弹丸的装配顺序实现了在虚拟装配环境中对装配顺序的仿真及仿真视频文件的制作,采用此技术可以在尾翼稳定脱壳穿甲弹的设计和研发过程中起到很好的帮助作用,从而提高了产品设计质量,缩短了产品开发周期。     

多目标优化技术在尾翼稳定脱壳穿甲弹系统设计中的应用

就尾翼稳定脱壳弹系统的装药结构参数和弹形结构参数对弹道性能的影响作了分析，建立了全弹道一体化设计的数学模型，得出了较满意的结果。     

尾翼脱壳穿甲弹的网格生成方法

尾翼脱壳穿甲弹的几何外形十分复杂，给研究弹托和弹体之间的气动干扰工作常带来很大困难．运用Ｔｈｏｍｐｓｏｎ方法和计算域先分块生成网格，然后拼结，获得可用来数值模拟弹托从弹体上分离时干扰流场的合理网格系统．该方法简单方便，网格生成收敛速度快     

基于ANSYS/LS_DYNA软件的脱壳穿甲弹膛内发射过程仿真方法

反导用脱壳穿甲弹由于口径较小,在发射过程中膛压较高,容易出现弹托变形损坏等故障.为了研究其在膛内的动态力学特性,基于ANSYS/LS_DYNA软件,采用有限元方法分别建立了静、动力学仿真模型,针对不同的网格尺寸、约束方式等进行了仿真研究,利用试验结果对所得静、动力学仿真计算结果进行了验证.结果表明:网格尺寸在0.15 cm时仿真结果已经开始收敛,设置合理的约束方式将提高仿真结果的准确性,为后续设计研究提供参考.     

大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹全弹道优化设计

研究了应用现代最优化理论对弹炮系统进行多目标优化设计的基本方法和步骤。选用了约束变尺度法对高膛压滑炮配备尾翼稳定脱壳穿甲弹的装药结构和弹形结构参数进行多目标优化设计，得出了较满意的结果。     

脱壳穿甲弹弹托分离干扰的实验研究

介绍了尾翼稳定脱壳穿甲弹（ＡＰＦＳＤＳ）在Ｍ＝４．５时，弹托与弹身分离过程中的超音速流场气动特性，给出沿弹托，弹身母线上压力分布，分析了弹托对弹身的机械干扰和气动干扰。     

尾翼脱壳穿甲弹对称脱壳的风洞实验

首次对不同的弹芯与卡瓣的相对位置,采用风洞实验的方法.得到了对称脱壳的相应纹影照片.分析照片表明,在弹芯与卡瓣之间的流场内存在十分复杂的气动力相互作用,其中包括激波的多次反射,激波引起的边界层分离现象及壅塞引起的激波.工程计算对称脱壳干扰而建立的物理模型应反映这样的激波反射、分离和壅塞现象.本文为计算卡瓣相对弹芯的翻转和分离过程,以及分析弹芯所受的脱壳干扰作了大量的准备.     

弹托前端结构对脱壳性能的影响

该文用四种弹托前端结构的25 mm APFSDS弹,在中间弹道靶道中进行了射击试验,利用正交多站火花阴影照相系统,得到了不同弹托脱壳过程的时序阴影照片.对照片的定量分析表明,弹托前端结构对弹托脱壳性能及弹体扰动有重要影响.     

炮口阻拦装置设计与脱壳过程数值模拟

为了实现弹托与弹丸在炮口处的快速分离,设计了一种平衡炮炮口阻拦装置,该装置采用了剪切螺栓和阻拦环的方式,有效避免弹托冲击对阻拦装置和炮管造成的损坏。应用该装置进行了320 mm平衡炮低速加载试验,并利用Autodyn软件对脱壳过程进行数值模拟研究。数值模拟与试验结果的对比分析,验证了数值模拟的准确性。探讨了该炮口阻拦装置用于弹托分离试验的可行性,采用该软件模拟了不同初始速度下炮口阻拦装置的工作性能。结果表明:当速度为100～150 m/s时,弹托分离效果较好; 该炮口阻拦装置设计合理,弹托分离效果理想; 可根据初速设计合理的阻拦装置,为相关研究提供理论参考。     

非零攻角和侧滑角条件下弹托不同步飞离的数值模拟

对弹药在不同条件下的发射过程进行研究是研制弹药的重要一环,它有助于弹药适应现代战场复杂多变的发射环境。为了提高尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的射击精度和飞行稳定性,通过非结构化动网格技术和用户自定义函数耦合计算流体力学和六自由度外弹道程序,对非零攻角和侧滑角条件下APFSDS弹托相对弹体动态分离过程进行了数值模拟,获得了非零攻角和侧滑角条件下弹托分离流场、六自由度运动参数以及弹体气动参数的变化情况。结果表明：在非对称来流的影响下,弹托分离流场呈现非对称性,引起弹托受力不均匀,从而导致弹托非对称、不同步地飞离弹体,加大弹体受到的扰动,最终降低弹丸的射击精度和飞行稳定性。     

基于动网格技术的膛口流场数值模拟

膛口冲击流场作用时间短,且有炮口焰和炮口烟的存在而对记录仪器有一定的不可见性.因此要通过试验手段获得该流场的发展规律较为困难.数值模拟是获得流场发展规律的有效途径.采用二维轴对称Navier-Stokes方程结合标准k-ε湍流模型建立了膛口流场模型.应用分层动网格技术对弹丸运动情况进行描述.通过数值仿真得到了清晰的膛口初始流场和膛口流场的数值分布,并对初始膛口流场和膛口流场的变化规律进行了讨论和分析,对膛口气流流动研究具有指导意义.     

潜射导弹垂直发射过程流体动力特性数值模拟

采用数值模拟的方法研究了潜射导弹垂直发射上升过程空泡多相流和流体动力演化规律。基于连续性方程、空化质量输运方程、混合介质RANS方程和标准k-ε湍流模型,结合动网格技术,实现了弹体边界运动与汽水流场的流体—固体耦合问题求解。以此为基础,数值模拟了重力影响下的潜射导弹垂直发射水下运动过程,对比分析了潜射导弹头型对肩空泡和流体动力的影响,并给出了3组重推比下潜射导弹的水下航行弹道。模拟和分析结果表明,局部肩空泡将增加潜射导弹流体动力,通过改变导弹头部线型可以抑制肩部空化、改善导弹的流体动力。     

导弹发射过程三维非定常数值模拟

针对计算流体力学中的各种动网格更新技术进行了综合分析,对域动分层法动网格更新技术的原理进行了阐述。应用该方法对同心筒发射装置内导弹发射过程的三维流场分布进行了非定常数值模拟,得到全流场参数在三维空间上的时间分布,并与试验结果进行对比分析,得到了该方法正确可行、可有效保证导弹发射过程模拟的计算精度及计算效率的结论。     

入射激波强度对抛物形凹腔内激波聚焦影响的数值研究

为得到入射激波强度对抛物形凹腔内激波反射聚焦过程的影响,采用结构自适应加密网格和波传播算法,计算马赫数分别为1.1、1.3、1.5、2.0、3.0和4.0的平面入射激波在二维抛物形凹腔内的反射和聚焦过程。计算结果表明：入射激波在凹腔壁面上的反射依次为直接马赫反射、反转马赫反射和过渡规则反射;三波点及马赫干在对称面上的碰撞是形成高能区域的原因;随激波强度增加,在凹腔壁面反射的激波由在聚焦前后都在对称面上反射变为只在聚焦后反射,再到最后不会反射;三波点在壁面上的反射和在对称面上的反射随入射激波马赫数增大,其距离和时间间隔缩小。