基于动网格技术的垂直发射燃气流效应自排导仿真

为了研究垂直发射燃气流自排导装置结构的排导特性,建立了垂直发射自排导装置实体与三维湍流模型,设计了燃气流排导数值仿真流程,用正四面体动网格更新方法实现了燃气流自排导“非定常”精细化数值仿真。该方法的变量残差值均较快收敛(<10^(-3)),满足工程数值计算要求。研究发现:燃气流对筒底压力瞬时温度近3000 K、冲击达2.5 MPa,内外筒间隙对排导效率有直接影响,导流锥形状对燃气流折返效率的影响不规则,但0.2 s后随收缩角增大而增强。这些排导特性为垂直发射燃气流自排导优化研究提供了参考借鉴。

美国MK41导弹垂直发射系统技术发展状况分析

从研究舰艇抵御全方位饱和攻击的需要出发,详尽介绍了美国MK41导弹垂直发射系统的结构特点,重点分析了该系统多用途技术应用特性和目前在美国及其盟国各型舰艇上的装备应用情况及改进发展状况。

新形势下舰载垂直发射装置发展趋势

分析了国内外舰载发射装置发展的基本概况,得到了国内在舰载垂直发射装置发展过程中存在的问题。垂直发射装置通用化、系列化程度低;对舰艇的适装性,安全性不能满足多弹种、大载弹量的需求;不能满足对中远程导弹发射的需要;协同作战能力不足;电磁弹射型垂直发射装置在舰艇上的应用还是空白;贮弹量小,远洋作战补给能力不足。针对上述问题,提出了外围化、通用化、系列化、小型化、模块化、并型化垂直发射装置,并对电磁弹射型和中远程垂直发射装置作了阐述。指出了新形势下多型舰载垂直发射装置适装新型舰艇的发展概况,适应了舰艇在未来作战新需求的需要。

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。

新型“引射同心筒”垂直发射装置理论及试验研究

通过同心筒发射导弹过程的理论分析以及验证试验,证明了热环境是同心筒发射方式存在的最主要问题,创造性地提出了引射同心筒的概念,为彻底解决同心筒发射导弹时导弹周围高温环境问题提供了一种全新的、可靠的技术途径,并且通过求解定常/非定常、三维Navier-stokes方程的方法,从理论上证明了引射同心筒可以大大降低发射过程中导弹周围的气体温度,同时,通过试验证明了引射同心筒现象的存在。

同心筒垂直发射装置排导燃气流的改进

研究在发射过程中导弹周围高温燃气环境对导弹产生的影响.通过同心筒内筒尾部收缩段的尺寸设计,减少高温燃气的反射,在发射筒口采用导流装置,将从内外筒间排出的燃气流导向发射筒周围,从而减少高温燃气对导弹出筒部分的烧蚀.采用数值仿真方法对两种改进措施进行计算模拟和试验研究.结果表明,两种改进对改善导弹发射过程中的热环境有一定效果.

垂直发射快速转弯气动力/推力矢量控制研究

研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制技术。针对气动力/推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹的气动力/推力矢量复合控制数学模型;通过设计线性组合的舵复合策略,将系统由多输入-单输出,转变为单入-单出系统;设计了复合控制回路并进行了回路分析,纵向回路频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性和动态特性;最后通过弹道的六自由度仿真,验证了所设计的复合控制策略的可行性。

基于虚拟样机技术的导弹垂直发射过程仿真

利用虚拟样机技术(VPT)建立了导弹垂直发射过程的动力学仿真模型。详细论述了垂直发射系统的组成、模型的简化和动力学仿真的研究方法。对不同工况下的发射过程进行动力学分析,获取了导弹发射阶段的弹道和姿态参数,分析了各部件的配合协调性和干涉情况,验证了导弹垂直发射的安全性。

垂直发射转弯复合控制分配策略研究

研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制分配策略。针对气动力与推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹复合控制数学模型,设计了复合控制回路;提出了三种复合控制分配策略:常比例系数线性分配策略、角误差的非线性函数分配策略和最小控制能量分配策略。纵向回路频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性;通过弹道的六自由度仿真,验证了复合控制策略的可行性,给出了三种复合控制分配策略的特性比较分析结果。

车载导弹垂直发射系统双面导流器

为研究车载导弹垂直发射过程中燃气射流对双面导流器和周围地面的热冲击和动力冲击效应,采用燃气射流动力学方法,使用网格弹性变形方法和网格再生方法相结合的动网格技术,对导弹发射过程中双面导流器周围的流场进行了数值计算,得到了发射过程中导流器周围流场的温度和压强分布情况。将计算结果与相关实验结果进行对比表明:所用的计算方法是正确可行的,且能够有效保证导弹发射过程中的计算精度及计算效率。

水下大深度垂直发射内流场的数值研究

伴随一些新型水下武器的出现,水下大深度发射在工程应用中提出了大量的基础研究课题,如雷弹发射离开平台口时运动参数的控制、内弹道的设计等。这些问题很大程度依赖于内弹道流场计算问题的解决。为此本文采用 TVD有限体积法,对雷弹水下大深度发射内流场进行了数值模拟,给出了点火后0.035s、0.2s、0.5s时,流场的波系结构、沿轴线和发射平台底部反射板的压力、温度分布曲线以及 (0.005,0.05) 点处压力随时间变化规律。对照实验与计算结果,两者一致良好,这些结果表明本文的方法是有效的,同时也获得了一些对发射平台内部装置设计、反射板结构强度和刚度设计极有价值的结论。

垂直发射舰空导弹弹道仿真研究

中远程舰空导弹的弹道模拟仿真是中远程舰空导弹战术使用研究的基础,以某型中远程垂直发射舰空导弹为研究背景建立垂直发射舰空导弹模拟理论弹道数学模型,并采用M atlab语言对所建立的模拟理论弹道模型进行了三维数据仿真验证,验证结果证明弹道特征基本符合实际弹道形状,符合进一步的战术使用研究要求,并可为舰空导弹作战仿真提供一定的参考。

舰载导弹电磁线圈垂直发射方案设计

目前和未来一段时期内,国内外的导弹发射基本方式仍然是倾斜热发射和垂直"热"、"冷"发射,这些发射方式在不同程度上存在反应时间长、性价比不高、容易暴露等不足。为了适应未来战争需要,提出了一种新型舰载导弹电磁线圈垂直发射器,阐述了该发射器的结构组成和发射机理,建立了其物理模型和数学模型。分析了发射器系统参数的设计流程,提出了系统参数设计方案;以某型舰载导弹的发射要求为指标,利用建立的动态仿真模型计算确定了该发射器的结构和电路参数,实现了导弹电磁发射方案的设计。

模拟弹水下垂直发射载荷分析

采用有限段法构建了考虑弹体弹性的导弹模型,在设置导弹有限段与发射筒刚体接触的条件下,假设流体载荷按周向余弦分布,将横向流对导弹的影响等效简化为各有限段上下端的集中力载荷,对导弹的水下垂直发射过程进行了动力学分析,结果表明,导弹关键截面的受载特性以及姿态特征与试验结果基本一致。这验证了所建模型合理可信,同时也为导弹刚强度设计的载荷预测和弹道规划的姿态估算提供了有效的方法。

导弹水下动机座垂直发射载荷建模与仿真

导弹在水下动机座垂直发射过程中,受到横向流与弹性减震环对弹体的耦合作用,造成弹体出筒过程的受力状态的复合特征,对弹体出筒安全有很大影响。为解决上述问题,基于流体力学和动力学理论,针对潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹的运动特征、流体动力特性、弹体与弹性减震环的相互作用进行研究,建立了水下动机座垂直发射导弹的横向载荷计算模型和耦合算法,并给出了载荷仿真算例。结果表明:所建立的模型与计算方法可行,可为导弹结构设计和发射系统参数设计提供研究参考和依据。

水下航行体垂直发射过程气幕形态特性研究

采用VOF多相流混合模型和标准k-ε湍流模型对水下航行体气幕垂直发射过程中气幕形态特性进行了深入研究.研究了气幕的形态、长度和夹断点距离随马赫数的变化规律,与实验结果进行了对比分析,分析结果说明了本数值方法的正确性和可靠性.得到了气幕垂直发射过程中的气幕的长度和夹断点距离在Ma<1.1时随马赫增大逐渐增加,而Ma≥1.1时,介于21～22之间的气幕夹断点距离随马赫数的增加而基本不再变化.获得的气幕形态轮廓随马赫数的增大而增大.

导弹垂直发射转弯规律优化设计

防空导弹垂直发射转弯控制是一非线性最优控制问题。在优化设计垂直发射转弯规律时,粒子群算法存在易早熟而陷入停滞问题,而变尺度法对俯仰角规律初值敏感容易发散,且计算量大。利用粒子群算法无需手动设定初始值、速度快的特点,将其优化结果作为后者的初始值,然后利用变尺度法较强的局部搜索能力逼近最优解。采用这2种算法简单串联的方法优化得出的垂直发射转弯控制规律,经仿真验证可满足速度、攻角、过载等约束条件,俯仰角速度和攻角变化规律与工程经验一致。

导弹垂直发射中二次流流场计算

本文应用Ｇｏｄｕｎｏｖ方法对导弹垂直发射系统的内流场进行了数值模拟，详细描述了导弹点火后二次流的形成及其对弹体的影响，为导弹的设计和发射系统的热防护提供参考。本文通过解轴对称坐标系下的无粘欧拉方程组，得到了较为满意的解，捕获了压力箱内的激波，使激波展开在２个网格。计算结果表明：Ｇｕｄｕｎｏｖ方法用于解超音速内流场问题是很成功的，其结果是稳定的、可靠的。该计算所得的结果与实验结果相当吻合，与Ｊ．Ｊ．Ｙａｇｌａ和Ｌ．Ｐ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ等人的计算一致。

基于垂直发射武器的火力交叉判断模型

文章就如何建立垂直发射武器的火力散布体模型及如何判断火力交叉的发生进行了研究。采用四元数方法建立了垂直发射武器的弹道仿真模型,通过仿真定性分析了不同误差因素对于弹道散布的影响;分析了初始扰动对弹道散布的影响,得到了散布半径随时间变化的函数;建立了以理想弹道为轴线的垂直发射武器火力散布体模型,模型中考虑了时间上的控制因素,减小了导弹武器空间散布体的范围,并提出了模型的解算方法。所建立的模型能够较为准确地描述不同武器火力散布的情况,并能对火力交叉做出判断。

导弹动基座垂直发射出筒过程仿真分析

研究导弹潜载发射技术问题,水下垂直发射导弹的出筒姿态是影响其技战术性能的重要因素。为了确保发射率,提高姿态的稳定性,通过建立动基座水下垂射导弹的动力学模型,用数值仿真的方法研究了减震环抗压刚度、占空比和附加质量等发射条件对导弹在横向流作用下的受力和出筒姿态的影响。随着减震环抗压刚度和占空比的增大,导弹的出筒姿态渐优,但整个弹体和减震环的压缩振动的振幅和频率明显增大,导致弹体的工作环境恶化;弹体附加质量对整个发射过程的动力学参数影响较大。在上述条件下进行仿真的结果,对弹道出筒姿态影响因素的量化研究和对导弹发射系统的优化设计提供了参考依据。