抛撒装药截面形状对爆炸抛撒过程的影响

针对抛撒装药能量输出方式决定爆炸驱动能力大小,传统的圆截面抛撒装药结构存在爆轰能量周向输出方式单一等问题,通过改变抛撒装药截面形状控制爆轰能量输出方式,研究了圆形、五角星形和花瓣形3种抛撒装药结构对被抛撒介质的爆炸驱动作用大小,抛撒装药结构的比药量均为2%,研究发现:装药爆炸驱动被抛撒介质的能力由其截面积大小决定,受抛撒装药截面形状的影响很小,分析原因主要是非圆截面抛撒装药爆炸产生的冲击波在传播过程中波阵面能量迅速匀化,无法对被抛撒介质产生定向加载效果;在壳体外壁有刻槽的情况下,主射流结构数量与刻槽数量相同,受抛撒装药结构截面形状影响不大。

起爆方式对圆台型云爆弹装置燃料抛撒初期运动规律的数值模拟

为提高燃料空气炸弹(Fuel Air Explosive,FAE)装置爆炸抛撒燃料的极限速度并使速度更加平均,在不改变现有装置整体结构的情况下,采用数值模拟的方法研究起爆方式对FAE装置燃料抛撒径向极限速度的影响。使用有限元分析软件的任意拉格朗日-欧拉算法对圆台型FAE装置抛撒燃料进行数值模拟,对比单点起爆、多点起爆和近似线起爆情况下相同位置节点的径向抛撒速度变化情况。研究结果表明,对于燃料上的单元而言,距离较近的起爆点设置会对这个单元上燃料的抛撒运动产生抑制效果,近似线起爆的方式可以使云雾抛撒得更加均匀,为FAE爆炸燃料抛撒数值模拟的进一步细化研究奠定了基础。

基于SPH-FEM算法的森林灭火弹爆炸抛撒灭火剂初速的数模拟研究

针对森林灭火弹爆炸抛撒问题,应用LS-DYNA软件对森林灭火弹爆炸抛撒灭火剂初速进行数值模拟研究。依据森林灭火弹爆炸抛撒实验的数据,对Gurney公式进行修正;建立森林灭火弹的仿真模型,将仿真模型所得灭火剂初速与修正后Gurney公式所得灭火剂初速进行对比,验证SPH-FEM耦合算法研究此类问题的可行性;对森林灭火弹装药结构进行优化,分析阶梯装药结构对灭火剂初速的影响。结果表明,修正后Gurney公式能够更好地适用于灭火剂初速的计算;采用SPH-FEM耦合算法模拟所得灭火剂初速与修正后Gurney公式所得灭火剂初速的吻合度高,表明采用SPH-FEM耦合算法研究此类问题是可行的;对森林灭火弹装药结构进行阶梯化改进可以增大灭火剂抛撒面积与提升灭火剂抛撒均匀性,提高森林灭火弹灭火效率。

一种中心管式子母弹药抛撒技术

针对一种中心管式子母弹药技术需求,提出泡沫架材料对子弹抛撒初速有影响的论述。对以抛撒装药驱动能源的子弹梯度抛撒结构进行仿真计算、理论分析,提出大质量子弹抛撒初速的理论计算公式;设计中心管式子母弹的梯度抛撒方案,进行地面2组实验,实验测得的子弹抛撒初速与理论计算结果相比,相对误差为4.79%。结果表明:以抛撒装药方式和高密度泡沫架能很好地实现中心管式子母弹药均匀抛撒的功能,相比传统子母弹药抛撒更为合理,对子弹的抛撒过载防护更有利。

基于知识的抛撒地雷目标检测算法

抛撒地雷是现代战争中非常重要的武器之一,高光谱图像因其可以提供大量丰富的空间及光谱信息,适用于抛撒地雷的检测任务。利用抛撒地雷的分布、尺寸和密度知识对传统的高光谱异常检测算法作出了改进,设计了一个基于知识的抛撒地雷目标检测算法。该算法与传统的RXD算法相比,在保证较高的召回率的情况下,准确率提高了约66%,同时虚警率也低于传统算法70%以上。

超声速流场中子母弹囊式抛撒数值分析

为研究超声速下子母弹囊式抛撒分离流场和子弹的分离运动特性,采用非结构自适应动网格技术,同时建立6自由度刚体的运动学方程与动力学方程。将6自由度刚体运动与计算流体力学耦合,数值仿真计算子弹通过囊式抛撒与母弹分离后到运动过程,并分析抛撒后形成的母弹弹槽对刚分离出去的子弹气动特性和运动姿态的影响。结果表明:子弹以一定的分离姿态角抛撒时,抛撒分离速度越大,子弹穿越母弹激波的响应过程越快,子弹分离效率越高,子弹与母弹之间越能够安全快速地分离。

强冲击波作用下液体抛撒的实验研究

通过强冲击波作用下液体抛撒的系列实验,总结分析了抛撒液体尺寸、爆炸装药量、抛撒液体性质等对液体抛撒运动过程、抛撒半径及液体抛撒作用时间的影响,发现强冲击波作用下液体抛撒速度随时间呈指数衰减,不同的实验参数对衰减系数将产生一定影响。

非等径爆炸抛洒装置燃料抛撒特性影响规律研究

研究非等径异形抛撒装置的燃料抛洒特性,利用LS-DYNA软件模拟锥柱状扇形抛洒装置中心药起爆至壳体破裂过程,得到燃料抛洒速度在壳体表面的分布和抛撒速率随时间的变化规律,将其结果和实验进行对比验证。同时通过改变中心药柱点火位置,壳体厚度和壳体材料,研究这些因素变化对燃料抛撒初速度的影响规律。分析结果得出如下结论:①点火位置在壳体粗端,即中心抛撒药从粗端起爆时,能弥补非等经结构内燃料装药不均匀带来的抛撒不均匀问题,同时能使燃料抛撒初速度比细端起爆条件下高出7%。②壳体厚度对燃料抛洒出速度分布规律无明显影响,壳体厚度增大一倍,燃料抛撒初速度减小约12.5%。③壳体材料对燃料抛撒初速度和分布规律均有影响,韧性材料对燃料抛洒初速度分布规律影响不大,但是对初速率大小有影响,陶瓷等脆性材料导致初速度分布得更均匀。

阻燃隔层对云爆战斗部抛撒性能的影响

为解决液固型云爆战斗部抛撒窜火问题,进行了阻燃隔层的设计,并开展了60 kg级装药燃料抛撒实验验证。结果表明,一定厚度的阻燃隔层可抑制窜火的发生。针对60 kg级装药云爆战斗部,当阻燃隔层厚度不小于10 mm时,抛撒过程不再发生窜火;燃料径向抛撒初速及云雾直径随阻燃隔层厚度的增加而减小,阻燃隔层厚度由10 mm增加至20 mm,燃料径向抛撒初速及云雾直径分别减小了20%和13%;随着阻燃隔层厚度的增加,燃料轴向抛撒初速及云雾厚度无明显变化。

高光谱抛撒地雷图像仿真与异常检测应用

抛撒地雷是一种布设于地表的杀伤性武器,如何精准地检测出抛撒地雷具有重要的军事意义。考虑到高光谱图像具有丰富的空谱信息,因此基于高光谱图像进行地雷检测能够很大程度上提高检测的准确性。然而高光谱数据往往存在采集困难、成本高以及抛撒地雷真实数据少等特点,严重制约了基于高光谱抛撒地雷检测的研究。因此,提出了一种高光谱抛撒地雷的图像仿真方法并将其应用到异常检测任务中:首先,通过仿真软件选择的抛撒地雷型号确定仿真数据的尺寸、布设范围以及插雷的个数,并人工设定光谱融合系数;其次,分别从空间维度和光谱维度出发对仿真数据进行数据增强,并将其融合到不同背景的高光谱图像中,获得抛撒地雷仿真数据集;最后,采用RXD异常检测算法分别对仿真数据集和真实数据图像进行异常点检测,验证仿真的准确性和真实性。实验表明,仿真数据集异常检测的准确率约为82.67%,真实数据图像的准确率约为90.28%。

火箭橇抛撒物轨迹的异面交汇最短距离测量法

针对火箭橇试验中采用光电经纬仪测试分离对象、抛撒物等运行轨迹,存在轨迹图像清晰度无法有效保证和高速摄像接力拍摄法忽略视觉影响造成运行轨迹测量误差较大等问题,提出一种基于异面交汇最短距离的高速摄像测试方法,构建了测量模型,推导了测量公式。用实际试验进行了验证,试验结果表明,该方法能够测量抛撒物的三维运行轨迹。

一种估算中心爆管式子母弹子弹抛撒最大加速度的方法

通过对子母弹抛撒作用过程和子弹抛撒加速度理论分析,开展中心爆管式子母弹子弹抛撒加速度估算模型研究,利用有限元仿真模拟和子母弹静态抛撒试验对模型进行验证,结果表明该模型的估算精度能够满足工程要求。该方法可以利用较少的典型工况试验数据,获得适用于一般工况的中心爆管式子母弹子弹抛撒最大加速度,对提高中心爆管式子母弹设计效率,降低研究费效比具有重要意义。

肥料抛撒机抛撒系统幅宽控制技术

基于PWM技术设计了一种闭环控制肥料抛撒幅宽调控系统。设计并确定了系统电路、传感器安装和PWM闭环反馈方法以及阀门开启最小占空比等参数。通过试验建立了幅宽与圆盘转速的关系,该系统可根据作业需要直接输入幅宽,使圆盘能够按照指定的转速进行抛撒作业,进一步提高了机具的可操作性和智能性。试验表明:在不同作业速度和不同抛撒幅宽试验下,实际抛撒幅宽与目标抛撒幅宽之间误差最大值为5.50%,最小值为2.86%,能够较好地满足实际生产要求。

基于近场动力学的爆炸抛撒研究

有限元方法在处理复杂裂纹问题时存在固有缺陷,基于非局部理论的近场动力学弥补了这一短板。为了将近场动力学方法应用于爆炸抛撒研究,针对固体燃料爆炸抛撒问题,采用近场动力学键理论,在合理假设的基础上提出了基于近场动力学的二维爆炸抛撒模型。进一步基于MATLAB平台开发了数值计算程序,并验证了程序在预测抛撒药云雾分布方面的有效性。最后研究了圆形、方形中心装药结构对爆炸抛撒结果的影响。仿真结果表明:程序所得16 ms内云雾分布形状及2 ms内云雾扩散速率较为准确;不同装药结构会影响云雾扩散速度及云雾分布形状;圆形装药更有利于抛撒药的分散。

子母弹活塞式抛撒机构空中抛撒模型及仿真研究

对有活塞最大行程限制的子母弹活塞式抛撒机构空中抛撒内弹道过程及子弹外弹道初始条件计算方法进行了探讨,建立了抛撒弹道模型,并进行了数值仿真。内弹道模型首次对活塞有最大行程限制问题以及动态抛撒过程中反作用力对母弹系统造成的影响进行了研究;子弹初始外弹道模型分析了带导向管、母弹旋转及子弹装配问题等。仿真结果符合实际过程,说明模型合理。可为活塞式抛撒机构结构设计、结构优化及空中抛撒散布效果分析提供理论指导。

液体灭火弹动态抛撒区域工程计算方法

针对液体灭火弹引战配合设计,研究液态灭火剂动态抛撒面积与炸高的关系。基于液体灭火弹引战配合优化中的工程需求,进行战斗部静态作用和模拟样弹动态抛撒试验,根据试验现象分析灭火剂静、动态作用及抛撒过程,在物理简化基础上,提出液体灭火弹动态抛撒区域工程计算的数学方法,通过不同炸高条件下液体抛撒面积的计算获得灭火剂动态抛撒面积与炸高的关系曲线,计算结果与实验吻合良好。

采用氮气发生剂的子弹药气囊抛撒实验研究

对以氮气发生剂为抛撒药的子弹药气囊抛撒装置进行实验。研究子弹抛撒速度、气囊压力与药量之间的关系以及母弹舱体结构强度与气囊强度对子弹抛撒速度的影响,获得相关的规律。同时,也对多舱定时、定序抛撒过程进行研究。实验结果表明,采用氮气发生剂为抛撒药的技术方案是可行的,且具有峰值压力低和抛撒过载小的优点。

稻秸秆对行抛撒装置的结构设计与试验

针对南方土壤黏重板结、前作留茬高、易造成油菜机播前作业缠草和壅泥的难题,研制了一款多功能油菜覆草直播机,可实现将稻秸秆收集切碎绕过土壤作业部件后条铺于油菜种植行间。为该播种机设计了一种搅龙双向输送稻秸秆对行抛撒装置,主要由双向输送搅龙、搅龙槽组成。以稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数为评价指标,对影响抛撒均匀性的因素(搅龙轴转速、秸秆喂入量、可调抛撒口宽度)进行二次回归正交旋转组合试验,对试验结果进行方差分析和响应曲面分析。结果表明:搅龙轴转速、秸秆喂入量、可调抛撒口宽度3个因素对稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数的影响显著;当搅龙轴转速为218 r/min、秸秆喂入量为1.55 kg/s、可调抛撒口宽度为146 mm时,稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数为10.4%。

农家肥抛撒机抛撒性能分析与试验

为研究究牵引式农家肥抛撒机性能,以自行研制新型抛撒机为对象,通过分析抛撒机工作原理和结构,建立农家肥抛撒过程运动方程。选取抛撒转速、行走速度和刮板间距为试验因素,以均匀度变异系数为试验指标作单因素和正交试验及响应曲面。结果表明,抛撒转速和行走速度对均匀度变异系数和撒肥幅宽影响较大,刮板间距在合理范围内对均匀度变异系数影响不显著,刮板间距合理范围为150~300 mm;当抛撒转速为365 r·min-1,行走速度为4.6 km·h-1,刮板间距为150 mm时,均匀度变异系数为22.6%,撒肥幅宽为2.26 m,此时撒肥幅宽满足设计要求且变异系数最小,研究结果可为农家肥抛撒机性能完善提供参考。

波纹管式抛撒机构抛撒过程建模及仿真

建立了子母战斗部波纹管式抛撒机构抛撒过程的系统内弹道理论模型并进行了数值计算,分析了该机构的结构和工作原理。根据波纹管膨胀做功过程的特点建立了波纹管运动模型、容积及有效推力面积变化模型。编制程序并进行模拟计算,获得了抛撒过程的弹道性能曲线。仿真结果说明了模型的可行性。该文研究可为波纹管式抛撒机构的结构设计和优化以及装药结构的设计提供理论指导。