湿式同心筒自力垂直热发射技术降温效果研究

为解决同心筒垂直热发射装置的导弹在发射过程中承受温度过高的问题,提出一种在同心筒底部设置水室的湿式发射方式,在发射时或发射前一段时间往水室注入液态水,发射时通过水室中的液态水汽化吸热来降低导弹表面的温度.计算中考虑了水的汽化效应,采用Mixture两相流计算模型求解气液两相流场,网格更新方法采用域动分层法,对不同加水量的湿式发射装置的导弹发射过程进行了数值计算.将15 kg加水量的计算结果与标准和引射同心筒进行了对比.结果表明,加水量为15 kg时,在整个运动过程中导弹表面温度均较低,湿式同心筒能明显降低发射时导弹及发射装置表面的温度.     

同心筒发射装置导弹燃气流热效应数值模拟

针对某型舰载导弹同心筒发射装置,采用动态网格技术。建立了导弹发射过程中燃气流与发射筒之间的流固耦合换热模型。模型中考虑了导弹在发射筒内运动引起的燃气流场边界的变化。通过对燃气流非稳态传热的数值模拟,得到了发射筒内燃气流及筒壁的温度分布规律,为发射筒的热强度设计提供依据。     

基于正交试验法的同心筒导流锥设计

同心筒发射装置(Concentric Canister Launcher,CCL)是一种新型舰载导弹垂直发射系统,导流锥是同心筒发射装置中重要的组成部分,用于发射过程中对燃气流进行导流。基于正交试验方法,对影响导流锥底部压力的高度、角度、底部半径进行优化设计,按照设计参数生产加工导流锥产品,在同心筒发射试验过程中对其进行底部压力值测量。结果表明压力值满足设计要求。     

车载同心筒发射筒口流场影响因素数值研究

为了研究车载同心筒结构对导弹点火时筒口流场的影响,采用11组分12步H2/CO化学反应动力学模型,对导弹自力发射点火阶段燃气流场进行数值研究。研究了燃气组分发生化学反应对同心筒筒口流场的影响,结果表明研究筒口流场时需要考虑燃气射流组分的二次燃烧,研究了外筒高度和内筒尾部收敛角对筒口流场的影响,结果表明降低外筒高度、增加内筒尾部收敛角均能够减小燃气流对导弹顶部的热冲击。     

同心筒发射燃气流二次燃烧数值研究及导流板结构改进

针对同心筒热发射燃气射流二次燃烧冲击效应问题,采用3阶精度的MUSCL格式求解11组分12步基元化学反应动力学模型,弹体运动运用域动分层网格更新方法,数值模拟了同心筒发射H₂/CO混合燃气流场。在燃气自由射流二次燃烧数值模拟结果与文献实验数据对比验证的基础上,分析了同心筒发射燃气流含化学反应的流动特点,以及在导弹出筒时筒口导流板结构对弹体的影响。数值结果表明：在筒外燃气与空气混合区域出现明显的二次燃烧,而在筒内二次燃烧几乎可以忽略;当弹底出筒后,从内外筒间隙排除的燃气、导弹尾部燃气射流和弹底之间相互干扰,形成反溅激波;反应流流场轴线温度高于冻结流和单一组分流流场轴线温度;导流板结构能明显降低弹体表面温度,其高度最优值在1.5倍内外筒间隙附近。研究结果对同心筒发射装置结构优化设计具有一定理论参考意义。     

考虑适配器弹性的潜射导弹出筒载荷特性研究

同心筒水下垂直发射导弹时潜艇是具备一定艇速的,相当于给弹体增加了侧向横流,其影响在弹体出筒阶段尤为显著,带来发射安全性和弹体结构载荷相关的诸多问题。为获得在时间和空间维度上置信度更高的导弹出筒载荷特性,并采用较少的假设,首次提出并建立了考虑适配器弹性约束和弹体三自由度的耦合求解流场和弹体运动的非定常数值模型。阐述了筒口气泡弹性对弹体载荷特性的影响,同时获得了出筒过程中的弹体运动、受载及适配器变形情况。仿真结果表明：由艇速产生的横流造成的振荡特性对导弹发射产生不利影响。结果可为同心筒水下垂直发射安全性评估和弹性结构设计提供研究方法。     

导弹水下垂直发射过程数值仿真分析

潜载导弹发射时处于深水环境,导弹运动过程中所承受的载荷及发射装置承受的载荷等都与陆基发射有很大差别。利用Fluent动网格技术结合多相流模型对发射时导弹筒内运动过程的非定常流场进行仿真,重点分析不同发射水深、不同内外筒排导间隙情况下导弹出筒速度以及弹体、发射筒受力等。     

导弹热发射方式增推效能研究

为研究导弹热发射增推效能,设计了3种不同方式的排导空间。建立导弹热发射过程的控制方程和导弹全区域结构化网格模型,使用计算流体力学方法进行仿真,分别采用2阶迎风格式和全隐式方法进行空间离散和时间离散;计算了3种不同排导空间条件下导弹的出筒过程、出筒速度,分析导弹发射时筒内气动特征和导弹在发射筒内运动时增推力随导弹位移的变化过程。数值计算结果与原理验证试验结果符合较好。对不同条件下导弹出筒速度的仿真计算结果表明,采用筒式热发射,可以通过改变排导空间的方法实现燃气能量的再利用,将筒内燃气的气动力转换为推动导弹运动的推力,形成额外的增推力,提升导弹筒内运动速度,降低导弹出筒消耗的能量。     

同心筒自力发射燃气排导优化设计

文中采用数值模拟的方法，对影响同心筒自力发射排气效果的几个主要因素进行分析．并提出优化设计方案。研究结果表明：合适的内外筒间隙是燃气流排导的关键；利用发射筒底部的内筒收缩段可以有效改善燃气排导效果；采用发射筒头部导流结构可以有效改善抽吸作用对导弹发射环境的影响。     

导弹水下发射装置的发射动力学环境

利用同心筒发射装置可以在无需对导弹进行改进的情况下实现潜艇水下发射导弹。利用火箭燃气射流可以使导弹在飞出海水期间处于干燥的通道中。这种水下导弹发射装置方案最初通过计算机模拟验证,建造了一个小比例发射装置并在水池里进行了试验,对射流轨迹和发射环境进行了研究。     

基于能量调节动力系统的变深度冷发射技术

能量调节动力系统的变深度冷发射技术是指通过对输入发射筒的燃气量进行调节,实现导弹在水下的变深度发射。首先研究了能量调节动力系统的设计及仿真计算方法;针对某变深度发射条件,进行两种调节流量特性下的弹射内弹道设计、计算与分析。通过以上研究表明,动力系统及调节动力装置点火时间通过合理设计,能够实现变深度发射对内弹道的需求,且点火时间越滞后,出筒速度越低。     

新型舰载同心筒发射过程流场研究

采用同心筒垂直发射装置,内外筒要保证足够的间隙尺寸用来排导燃气,目前舰载发射均采用通垂方式,势必使得内筒尺寸较小,从而导弹的直径也就较小,不利于发挥弹道导弹的优势.在此基础上提出将传统的外筒设计为一方形结构,在与相同尺寸的通垂架相连接的前提下,增加了内外筒之间燃气排导空间,降低发射过程中导弹表面的温度.计算中使用三维动...     

箱式发射导弹适配器

介绍了箱式发射技术中导弹适配器的作用、适配器的材料和结构以及三者之间的关系．重点介绍了国内外箱式发射导弹适配器的结构，并对适配器的两种不同安装方式即安装在发射箱内表面和安装在导弹外表面进行了比较．最后指出了性能优良的适配器设计是由适配器的材料和结构以及导弹发射平台等多种因素所共同决定的．     

导弹发射车起竖工况力学特性分析

利用微机有限元ＳＡＰ６软件，对某导弹发射车使用中的一个重要工况－起竖工况的整体力学特性进行分析，建立了导弹发射车起竖工况整体有限元模型，利用欧拉角确定了发射筒起回转轴转动时的相对坐标系。     

潜载导弹水下弹射筒口气泡数理模型

潜载导弹水下弹射产生的筒口气泡载荷对水下发射安全有着重要影响.围绕潜载导弹水下弹射筒口气泡膨胀降压和收缩增压的物理机制,建立筒口气泡载荷发展变化的数理模型,为气泡载荷特性分析提供有效途径.数理模型利用不可压缩势流模型描述水环境在气泡作用下的流动状态,采用包含筒内外工质气体的均压模型描述气泡压强变化,并采用直接边界元法进...     

导弹发射过程数值模拟

为研究导弹发射过程中的燃气流场和导弹运动规律,采用计算流体力学方法和动网格技术,对导弹发射过程进行数值模拟．将安置在发射筒中的导弹作为运动实体,随着导弹运动,相应的流场计算边界发生变化．计算过程根据当前时刻喷管内流场及燃气流场计算导弹受力,确定导弹在任意计算时刻的运动速度,并由相应的运动边界更新网格,计算新网格下的流场参数分布．计算结果与实验结果相符,表明采用计算流体力学方法和动网格技术可为研究导弹发射过程提供参考和依据．     

舰面环境下发射箱贮存失效模式研究

分析了发射箱在航行过程中的贮存失效模式，指出辐射传热是造成发射箱在强辐射和湿热环境中贮存失效的主要原因；建立了舰面环境中发射箱的传热和泄露的数学模型，计算了发射箱内温度-时间及压力-时间变化规律，模拟结果与现场测试结果基本吻合；提出了改进发射箱环境适应能力设计的具体措施和建议．     

导弹发射筒超声自动探伤系统设计

发射筒是某型导弹发射车实施导弹发射的核心部件,对安全性具有很高的要求,每次发射后必须进行探伤检查。为提高探伤的效率和准确性,并使探伤结果的显示更加清晰直观,设计了一种具有三自由度超声扫描驱动装置的自动探伤系统,并在软件设计中提出了基于空域相关滤波的超声信号处理方法和探伤结果的B扫描成像方法。目前,该系统已在某型导弹发射设备的装备保障任务中得到了实际应用,并取得了良好的使用效果。     

上浮式水面发射筒弹射内弹道特性

为研究新型上浮式水面发射筒弹射内弹道特性及其影响因素,采用Realizable k-ε湍流模型、Mixture多相流模型以及动态分层技术,建立考虑上浮速度影响的弹、筒弹射模型。对弹筒模型在水面与地面上的弹射过程分别进行数值模拟,对比分析二者的内弹道性能与筒内流动变化规律,并研究发射筒出水速度对水面发射内弹道性能的影响。对比结果表明,水面发射的弹、筒相对运动快于地面发射的相对运动,使得水面发射的燃气做功用时比地面发射的用时少14%,水面发射弹体受到的最大载荷比地面发射小20%;由于水面发射中发射筒具有相对较高的设定出水速度,水面发射弹体的出筒速度大于地面发射的出筒速度。流动分析表明：在设定的出水速度条件下,水面发射过程中燃气不会直接与水面发生作用,无相变耗能过程。影响因素分析表明,在安全发射条件下,出水速度主要通过改变水对筒的作用力来影响弹、筒的相对运动速度,但燃气对筒的作用力远远大于水对筒的作用力,使得出水速度对弹、筒相对运动的非线性影响几乎可以忽略,出水速度的改变几乎不会影响弹体的出筒速度增量。     

导弹水下发射筒口气泡特性研究

潜射导弹通常采用燃气—蒸汽弹射装置发射,弹尾离筒阶段筒口发生强烈的水-气交互作用,形成筒口气泡,该气泡的发展过程对发射平台会造成不利影响.采用CFD软件FLUENT对导弹离筒过程筒口气泡的发展及其对发射平台的影响进行了数值模拟.然后,给出了艇体不同位置压力脉动规律及其受发射深度的影响规律.仿真结果表明,压力监测数据与实...