常规弹超高速发射的结构设计

目的论证常规弹丸在超高速武器中的发射可行性.方法对比分析弹丸的膛内负载、电磁环境以及超高速飞行时的气动加热等影响因素.结果常规弹丸在超高速发射时,弹底压力、引信所处的电磁环境以及在飞行过程中弹体表面及尾翼烧蚀的影响尤为明显.结论对常规弹丸进行适当的改进设计后进行超高速发射是可行的.     

超高速制导弹丸研究综述

超高速弹丸是一种可用于电磁轨道炮和不同口径传统火炮的通用化、低阻和多任务制导弹丸,其具有初速高、射程远以及威力大等优势。但在实际研发过程中存在诸多技术难题,仍未能形成装备,值得深入研究。本文从发射方式、总体技术、制导技术以及毁伤模式等方面介绍了国外多型制导弹丸的研究现状和技术特点,指出了当前制约超高速弹丸发展的关键技术。通过对现有技术状态的分析,归纳总结了超高速制导弹丸的发展趋势。     

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

超高速撞击加速技术及其应用研究

给出了二级轻气炮、三级轻气炮、静电加速器、等离子体加速器和聚能加速器等现代加速技术的原理,讨论了它们的弹丸质量和速度范围以及在超高速撞击实验中的应用．作为应用的例子给出了超高速撞击条件下航天器空间碎片防护结构以及压力容器损伤特性实验研究的结果．     

超高速破片发射系统内弹道参数设计及验证

为了解决超高速破片发射系统内弹道设计和弹丸设计问题,文中利用经典内弹道模型开发了超高速破片内弹道计算程序,分析了卡瓣分离不彻底对超高速破片杀伤能力的干扰,采用大药室、小口径火炮身管的发射方式提高破片初速。研究结果表明:仿真软件计算初速与实测值误差在10%以内,为后续超高速破片发射系统设计提供了依据;解决了由于常规小口径火炮药室容积限制带来的破片发射初速不高的问题;给出了速度在2 000 m·s~(-1)～2 400 m·s~(-1)的超高速破片发射系统的内弹道设计参数。     

超高速撞击下球形弹丸破碎特性仿真研究

以球形铝合金弹丸为研究对象，应用AUTODYN-3D软件，采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对球形弹丸撞击薄板后弹丸的破碎状态进行了研究。针对弹丸速度、直径及薄板厚度对弹丸破碎状态的影响进行了分析，根据仿真数据，拟合了弹丸破碎状态特性曲线，获得了弹丸发生破碎及发生完全破碎时的临界撞击条件。     

超高速撞击网状防护结构仿真模型的建立与验证

为了系统研究网状防护结构的超高速撞击特性,在现有实验研究成果的基础上,应用数值仿真手段对网状防护结构在超高速冲击载荷下的防护性能进行定量研究.应用SPH法离散2种网状几何模型,采用ls-dyna有限元软件对弹丸超高速撞击单层、多层网状防护结构进行了数值模拟,并与相应实验数据比对.结果验证了网状防护结构仿真模型的有效性和准确性;研究表明2种几何模型的仿真结果不存在明显差别;同时随着撞击点的不同,碎片云的形态及能量分布变化较大.     

压缩空气发射球形焰火弹仿真分析

为改善传统焰火的燃烧随机性和提高发射稳定性,尝试利用压缩空气驱动焰火弹丸来代替传统的火药燃烧驱动发射过程。建立了压缩空气发射球形焰火弹丸的仿真模型和C++计算程序,模拟了高压气体驱动下球形弹丸在发射管内加速和在空气中自由飞行的过程。研究结果表明,建立的模型能够有效反映高压气体驱动球形弹丸的运动特征和规律,针对直径50 mm,质量105 g的球形焰火弹,可以采用50 mL初始体积,弹丸行程1 m的发射管,设置发射角度为65°,初始气体压力分别为2.65 MPa和3.85 MPa时,焰火弹丸可达150 m和200 m预定高度。研究结果可为压缩空气驱动球形焰火弹丸发射系统的研发提供有效的理论支撑。     

基于物质点法的超高速碰撞问题研究

传统的网格算法在处理材料大变形问题时,会遇到拉格朗日算法中网格畸变严重以及欧拉算法中无法清晰描述各物质分界面,处理耦合作用困难等问题.物质点法(MPM)是一种无网格算法,它继承了拉格朗日法和欧拉法两者的优点,克服了两者的缺点.介绍了物质点法的离散形式、人工粘性和时间步,引入von-Mises强度模型和shock状态方程,用FORTRAN90编制了相应的计算程序MPM-EXPLICIT.利用此程序对超高速冲击碰撞问题进行了数值计算,将计算结果和试验结果进行了比较,两者吻合较好,这也验证了自编程序的正确性.最后讨论了弹丸不同材料,不同冲击速度对碎片云形状的影响.     

浅谈超高速磨削技术在机械制造实践中的应用

随着社会发展对于机械制造产品的质量以及精度的要求在不断地提升,同时国际竞争以及顾客对复杂机械需求的逐步增加,从而使机械制造也对于提升产品质量的方面进行不断地创新与研究.在此基础上使得超高速磨削受到了前所未有的重视,并将其不断地应用于机械制造中.本文就我国目前对于超高速磨削的应用情况加以深入的研究,同时对超高速磨削加以一定的概述,同时对其原理与特点进行进行简要的介绍.     

超高速磨削实验台主轴系统的精密调整

简述了超高速磨削的概况。对自行研制的超高速实验磨床的主轴径向间隙与轴向间隙、主轴加工精度和表面粗糙度以及轴承供油系统进行了合理的调整。适当加大轴向间隙和径向间隙,且后轴承径向间隙略大于前轴承径向间隙,可保证主轴在超高速运转时正常工作,减少振动,防止抱轴。采用工艺轴刮研轴承获得均匀的径向间隙。超高速磨床主轴与动静压轴承之间相对滑动速度较高,选用粘度较小的L-FD2主轴油,可使主轴得到良好的润滑,减少发热量。提高主轴的加工精度和降低表面粗糙度,可提高主轴的旋转精度和减少主轴的磨损。试验证明合理的选择主轴径向间隙和轴向间隙是改装超高速磨床的关键技术之一。     

电磁脉冲对舱内架空线缆感应电流的仿真分析

航天发射时,周围的电磁环境很大程度上制约着飞行任务的成败。为了确保舱体内电子系统及电气设备免受电磁脉冲的干扰和破坏,抗电磁脉冲毁伤研究已成为当前防护与加固研究的一项重要内容。对舱内架空电缆在电磁脉冲环境下产生的感应电流进行仿真,分析了多种离舱高度下,不同类型线缆的感应电流,得到了感应电流和阻尼时间仿真数据。仿真结果可作为制定电磁脉冲防护措施的依据,以保障航天发射顺利进行。     

"充能,发射!" 走近高能电磁轨道炮

看过《变形金刚2》的朋友们一定对剧中的一款神秘武器记忆犹新,它从基德号驱逐舰上发射,一炮摧毁了正在破坏金字塔的组合机器人"大力神".这款神秘武器叫作电磁轨道炮,能够在极短时间内将弹丸加速至每秒几千米的速度,甚至可以追上高速飞行的导弹.电磁炮为什么能有如此大的威力呢?让我们一探究竟吧!     

高速超高速磨削加工技术的发展及现状

综述了高速超高速磨削加工技术的起源,概述了德国、美国以及日本等国的发展历程和目前的现状,并分析了国内近年来高速超高速磨削的发展。介绍了高速超高速磨削的机理,简单总结了高速超高速磨削的优越性和特点。高速超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术。高速超高速磨削具有巨大的经济效益。阐述了高速超高速磨削目前的发展趋势。     

多管火炮武器发射膛口流场数值模拟

针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知,多管火炮发射时各身管产生的膛口流场会相互影响和叠加,形成的流场中激波系更为复杂,气流对弹丸产生的非对称作用对弹丸飞行姿态的影响也更为显著.计算结果可为多管发射武器系统结构设计与射击精度预测提供必要的参考.     

一种高精度弹丸全弹道飞行时间测量方法

为解决兵器试验中弹丸全弹道飞行时间测量时地形地貌复杂、弹道线长、首落区地域时差、传输信号弱等因素对测试结果影响的问题,提出一种以卫星授时为基础的高精度弹丸全弹道飞行时间测量方法。简介试验测试系统的组成、工作原理及测试操作流程,并通过某型号火箭弹外场试验测试及数据分析验证该系统的布局合理性、操作可行性及测试高效性。试验结果表明,该测试系统设计简单可靠、性能稳定、测量数据准确,弹丸飞行时间的测量精度约为1ms。     

超高速角接触球轴承—轴系统动态分析

在综合有限元法和滚道控制理论的基础上,给出了角接触球轴承－轴系统在超高速工况下运转时各阶临界转速的计算方法,并讨论了预紧力和转速对轴系临界转速的影响。     

125mm杆式穿甲弹膛内发射和飞行时振动响应计算

杆式穿甲弹在膛内发射过程中受膛内火药气体压力及弹带挤进压力和加速度过载的作用.火药气体是高温,高压和瞬态作用,这将引起弹丸在瞬态响应条件下的振动.除了求解125mm尾翼稳定脱壳穿甲弹在膛内发射时的振动响应,还计算了穿甲弹在飞行时由于尾翼斜置角引起旋转产生的振动响应,这些计算结果对工程应用有一定参考价值.     

新一代超高速直升机

西科斯基飞机制造公司将开始研制新一代的超高速直升机。据悉，由于运用了专为“科曼奇”武装直升机开发的X2技术，这种新型直升机即使在高速飞行状态下仍能保持良好的技战术性能。     

加滑动式塑料弹带的弹丸炮口转速的影响因素和确定原则

本文在加滑动式塑料弹带弹丸转速计算公式的基础上,分析了影响弹丸炮口转速的各种因素,提出改变这些因素的设计方法,并且进行了实验验证.本文还从弹丸的威力、飞行稳定性、射击密集度诸方面,探讨了确定加滑动式塑料弹带的弹丸炮口转速的原则.