国外绿色火工药剂研究进展

梳理了近年来国外绿色起爆药和延期药的研发进展。在起爆药领域,国外重点研究了高氮化合物、高氮金属盐、含能配合物/聚合物,以及基于二硝酰胺铵、氢化钛/高氯酸钾和铝热剂的起爆药。其中,5-硝基四唑铜是最具吸引力的成果之一。美国陆军已在多种引信和雷管平台上验证其取代叠氮化铅、斯蒂芬酸铅的前景,并寻求放大生产途径。在延期药方面,国外的研究重点是寻求可取代Sb/KMnO_(4)中Sb的燃料,以及新型氧化剂,如氧化铋、过氧化钡等。相关研究为现有弹药、引信装备中采用的雷管等火工品绿色化奠定了良好基础。

鸭舵转速对双旋弹追随稳定性影响研究

发展了适合双旋弹虚拟飞行仿真的高保真计算流体力学和刚体动力学耦合平台,以此为基础研究了旋转鸭舵对双旋弹弹道追随稳定性的影响。为了准确刻画双旋弹前后体的差动旋转效应,将滑移网格算法引入自研非结构混合网格流场数值模拟程序HUND3D。通过对双旋弹进行定轴转动非定常模拟,考察了不同鸭舵转速下双旋弹的流动特征与气动特性。通过耦合求解非定常雷诺平均NS方程和七自由度刚体动力学方程,实现了双旋弹不同弯度弹道的虚拟飞行仿真,分析了弹道追随过程的动力学机理,并结合气动特性分析结果研究了控制鸭舵转速改善弹道追随稳定性的策略。研究结果表明:鸭舵旋转所产生的气动干扰,能够显著影响弹体的侧向力与偏航力矩。通过控制前体鸭舵转速以产生有利于弹道追随的偏航力矩,能够在一定程度上改善弹道追随稳定性。

国外星箭连接解锁装置技术与应用研究

总结了国外星箭连接解锁装置的技术和产品应用,包括可控柔性包带解锁装置、缓释刚性包带解锁装置、可检测机电包带解锁装置等。国内解锁装置技术仍局限于传统柔性包带,国外已成功开发和应用多类新型连接解锁装置,大大改善了解锁冲击环境。为此,文章提出缓释刚性包带是国内星箭连接解锁装置技术发展的重要突破口,给出了缓释刚性包带的构型、捕获、降冲击及预紧力加载的相关建议,可为国内该领域技术发展提供参考。

地球重力场定位导航方法研究

本文针对当前惯性导航系统(inertial navigation system,INS)存在的定位误差随运行时间增长而积累的问题,利用重力辅助导航技术进行位置校正,研究了动基座重力传感器、动基座海洋重力实时测量、重力场图匹配理论与匹配算法以及与之相关的INS误差模型等问题,分析了基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的重力/捷联式惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)组合导航方法,为进一步研究重力辅助导航匹配算法和提高导航定位精度提供技术支撑.

光纤时间频率同步技术及应用

时间是人类目前测量和复现不确定度指标最高的物理量,代表了人类科技发展的最高水平。光纤时频同步技术经过几十年的发展,目前已广泛应用于量子计量、射电干涉测量、定位导航、现代通信、电力电网、高能物理、大地测量等诸多领域,成为人类社会高效运行的重要支撑。得益于光纤时频同步技术的高可靠性和高稳定度,综合原子时“分布式”和“实时性”这一长期存在的矛盾得到了解决。文章介绍了光纤时频同步技术的发展历史、各技术路径的研究现状,以及基于北京地区光纤时频同步网生成的分布式实时综合原子时。在此基础上,指出光纤时频同步的发展重点正从技术研究转为大规模网络化应用,开展基于光网络的多功能、多应用融合研究,实现一体化通信、感知、计算、测量、控制,将是未来的重要发展趋势。

含不同直径微脉管层合板拉伸性能研究

针对微脉管对层合板力学性能的影响,对含不同直径微脉管层合板的拉伸性能进行研究。通过试验测量了含不同直径微脉管层合板的拉伸性能,得到拉伸强度与刚度。建立了含微脉管层合板的精细化有限元模型,综合考虑了微脉管引起的富树脂区、纤维局部弯曲和铺层局部纤维体积分数变化的影响,对含微脉管层合板的拉伸性能进行了分析,并得到了试验结果的验证。在此基础上,分别就微脉管方向和直径对层合板拉伸性能的影响进行了研究。结果表明:当微脉管垂直铺层方向时,使单向层合板纵向拉伸强度降低,但刚度基本不受影响;微脉管直径越大,拉伸强度降低幅度越大;与不含微脉管层合板相比,含直径为0.255 mm和0.4 mm微脉管的层合板拉伸强度分别下降了21.9%和39.9%,但刚度变化不超过1.4%;当微脉管直径变化时,层合板拉伸损伤与破坏过程也发生变化。

螺纹紧固件拆装过程理论模型边界条件影响研究

对于螺纹紧固件装配与拆卸过程的研究,扭拉关系和螺纹副轴向承载分布是两个重要的指标。二者均基于螺纹几何模型和受力平衡关系,发展出成熟的理论。在调研仿真或试验研究文献后,发现所获二者结果经常与理论解偏差较大,甚至不与理论解进行对比验证。通过改变参数计算后发现,一方面螺母施拧位置将影响螺母支承面接触压力分布,最终影响扭拉关系;另一方面螺母径向约束将影响螺纹副啮合状态,最终螺纹副轴向承载分布。为了节省此类研究在理论验证阶段的成本,本文借助ANSYS建立出两类螺母的精细化螺纹三维有限元模型,通过对比数值结果讨论这两方面的影响规律,给出建模边界条件的建议。

垂发冷弹射导弹四推冲器转弯动力学研究

针对四推冲器转弯控制技术与其他垂发冷弹射导弹转弯控制技术存在较大差异的问题,建立了导弹的转弯段线运动方程、姿态运动方程和待转信息方程;设计了转弯时序,通过引入预估模型及相应判据设计了转弯控制策略;并基于上述策略开展了参数匹配研究;通过简易装置实现了弹体轴线的大范围调节。通过仿真算例验证了所提出参数匹配关系以及转弯控制策略的有效性。

激光平台型导引头跟踪控制技术与炮兵火箭应用研究

基于激光平台型导引头的工作机理和控制原理,分析了导引头视线角速度噪声和隔离度的影响因素并提出提高隔离度的措施;构建了基于力矩干扰的激光平台型导引头模型、频带模型和隔离度模型,搭建测试平台,通过对比分析仿真、测试和某火箭弹飞行试验结果,验证了上述因素对频带和隔离度的影响,经测试和飞行试验验证,提高隔离度和频带的措施合理可行,达到了降低视线角速度噪声的目的,可满足野战火箭环境下工程应用的要求。

基于表面织构的高超声速飞行器舵翼热防护技术研究

针对舵翼的气动加热现象,探究了沟槽型表面织构在某型号高超声速火箭弹舵翼上的热防护效果。建立了某型号高超声速火箭弹舵翼的三维模型,在表面添加不同种类的三角形沟槽表面织构,对一定高度和速度下飞行的舵翼进行数值仿真。仿真结果表明,舵翼前缘是气动热现象最严重的部位,对比不同尺寸的三角形沟槽表面织构,在舵翼表面添加贯通的三角形沟槽表面织构表现较好,降温2.57%。

液体发射药迫击炮低压发射性能的数值及实验研究

针对精确制导炮弹低过载发射需求,研究液体发射药迫击炮低膛压发射性能,建立了液体药再生喷雾燃烧内弹道模型并进行数值计算,基于60 mm口径液体发射药迫击炮实验系统,测试了燃烧室和贮液室压力及弹丸初速,验证了内弹道模型的正确性。分析了液体发射药质量、弹丸质量对内弹道特性的影响规律。结果表明,当液体药装药量为40 g时,燃烧室达到最大压力40 MPa,随着装药量进一步增加,最大膛压保持不变,而膛压充满度逐渐升高,初速增加,最大膛压只决定于再生喷射机构,说明液体发射药迫击炮具有突出的低膛压、高初速发射性能。与传统固体发射药迫击炮相比,液体发射药迫击炮对弹丸质量具有较低的敏感性,在弹丸质量增加130%的情况下,膛压仅增加40%,而弹丸最大过载降低了39%,使其发射过载远低于常规火炮,对发射制导弹药具有明显优势。

带反馈控制的基本带翼外形的耦合气动/运动数值模拟研究（英文）

介绍了一种先进的、时间精度的多学科数值模拟平台的开发和应用,该平台可用于预测飞行器机动过程中的非定常气动特性和飞行力学特性。通过耦合求解非定常Navier-Stokes方程、刚体动力学方程及控制律,对基本带翼外形进行了虚拟飞行数值模拟研究。求解器采用基于结构网格的有限体积法,时间方法采用双时间步方法。使用反馈控制器获得舵偏控制指令,重叠网格方法用来模拟物体间的相对运动。模拟结果显示控制器的增益必须正确选择才能获得正确的响应。仿真结果表明本文发展的虚拟飞行数值模拟方法能够预测包含动边界的复杂非定常流动,具有较强的工程适用性。

海上间瞄射击控制技术分析和仿真

针对自行火炮海上自动间瞄瞄准问题,分析了海浪对火炮身管扰动的规律,建立了相应的数学模型,对火炮随动系统进行了功率需求分析和优化设计,并在特定海况条件下进行了仿真。分析和仿真结果表明,在现有火炮的基础上,针对海浪扰动适当增加随动系统的输出功率,对随动系统进行改进设计,根据火炮位置变化实时更新射击诸元,可以使火炮在海浪扰动条件下达到间瞄射击所要求的瞄准精度。

自行火炮自动直瞄控制方法研究

针对自行间瞄火炮现状,提出在不增加火控系统硬件配置的前提下实现对固定目标和运动目标的自动直瞄控制方法,研究了控制模型和弹道快速解算方法,分析了瞄准误差和系统反应时间。结果表明,此方法可显著提高火炮直瞄时的快速反应能力和射击精度以及武器系统的自动化操作水平。

不依赖剩余飞行时间的数据驱动攻击时间控制导引律

针对导弹的攻击时间控制问题,基于比例导引法和数据驱动方法设计出一种不依赖剩余飞行时间信息的两阶段攻击时间控制导引律。第1阶段为攻击时间控制阶段,在比例导引法框架下仿真构建弹道倾角与导弹飞行状态之间的关系数据集,利用神经网络方法离线训练出相应的映射网络模型,根据该映射网络可在导弹飞行过程中实时解算攻击时间对应的理想弹道倾角,导引指令将控制实际弹道倾角收敛至该理想弹道倾角;第2阶段则直接采用比例导引法,最终实现导弹攻击时间控制。不同条件下的仿真结果验证了该导引律的可行性和有效性,与现有同类导引律相比,所设计导引律对攻击时间的控制精度更高、所需控制能量更少。理论分析表明,该导引律可通过更换映射网络推广至攻击角度控制。

扎根导航控制逐梦国防科技

导控所意识到了武器装备转型发展的良好机遇,克服技术人员少、工程基础薄弱的困难,坚持立足科技创新,不断突破核心关键技术,从无到有、从弱到强,快速发展成为国防领域重要的弹药总体技术研究所和惯性导航研制基地。

通信技术在电子信息工程中的应用研究

电子信息通信技术作为一种将设备终端作为依托,进行信息传输和数据交换的技术,不但能够将人们的生活和交流沟通方式创新,同时在能够实现远程控制和自动化技术的实现。在现阶段社会发展中,相关先进性的计算机电子信息技术的应用,将其良好的即时通信效果呈现出来,对社会发展中相关方面的客观需求很好的满足,因此,针对计算机电子信息技术在即时通信当中的应用分析有着很重要的作用。

有限视场下的攻击时间和角度多约束制导律

针对精确打击任务存在导引头视场受限这一过程约束的制导问题,提出了一种考虑视场限制以及攻击角度和时间多种约束的制导律.首先,在以比例导引项实现精确命中的基础上,利用最优控制理论,采用弹目距离加权控制能耗形式的指标函数,设计了攻击角度控制项,并推导了相应的剩余飞行时间解析预测表达式.其次,基于最优误差动力学方法,设计了攻击时间相关的控制项,保证了攻击时间误差的有限时间收敛.同时,针对导引头视场有限的问题,分析了各控制项对前置角收敛性的影响,利用特定的限制函数确保前置角在整个制导过程中始终处于有效视场内,并给出了前置角的有界性及收敛性证明.数学仿真结果验证了所提出制导律对多约束制导问题的有效性.

一种摆式谐振加速度计的微杠杆结构设计与分析

为提升摆式谐振式加速度计性能,设计了一种将质量块与微杠杆结构一体化的摆式微杠杆结构,实现惯性力的敏感与放大,提升结构的鲁棒性。首先建立了微杠杆结构力学模型,并进行了关键参数计算。其次,根据微杠杆结构放大倍数影响机理,分析了质量块、支撑梁及微杠杆结构尺寸参数对放大倍数的影响;理论分析与有限元仿真结果均表明,支点梁与输出梁的宽度应作为该类微杠杆的关键优化参数。最后,根据上述结论对现有结构尺寸进行优化,优化后的微杠杆放大倍数为15.68,系统放大倍数为12.88,标度因数为70.52 Hz/g,较优化前分别提升了36.94%、36.87%和36.88%,验证了优化方法的有效性。

全视角高精度三维测量仪光学系统误差分析研究

大视角、高分辨率、低畸变光学成像系统是全视角高精度三维测量仪中最为关键的核心器件。现有三维测量仪实际使用过程中不可避免会产生各种误差,因此科学合理地评估和降低全视角高精度三维测量仪的测量误差具有十分重要的科学及工程应用意义。通过多角度、全方面分析定量研究了相机内方位元素标定误差对几何定位误差的影响,以及相机光学系统MTF分析、点扩散函数分析、波像差分析和公差分析对匹配误差产生的影响。研究结果表明,在各种影响三维测量仪光学成像系统测量误差的因素当中,相机的传递函数是影响系统三维定位误差最主要的因素,当系统MTFN值大于0.4lp/mm、系统几何畸变小于1个像素,PSF能量集中在以3μm为半径的圆环内(小于1个像素),且PSF峰值达到了0.9时,三维测量仪的定位误差可达到秒级精度。