某枪械的连发改进仿真

为研究在某型18.4 mm功能多防暴枪结构的基础上将半自动发射方式改为全自动发射的可行性,结合3维作图软件和仿真软件建立其动力学仿真模型。通过单发射击仿真结果和试验结果对比验证模型的有效性,并在此基础上进行连发射击仿真,对该型半自动防暴枪连发功能改进后的自动循环、抛壳、供弹等工况进行仿真分析。结果表明:防暴枪现有自动循环、供弹、抛壳等结构满足连发射击的要求,仅需对其发射机部分进行细微改动即可实现全自动射击。

车站防暴恐单向自动通行装置的设计

目前,大多数火车站候车厅出口仍在使用不锈钢旋转梳状单向门,此类单向门存在梳齿间隙大,无法阻止违禁物品传递等问题。针对该问题,设计单向通行的旋转门体,采用电动旋转机构,具有防夹感应和人物识别自动旋转功能,可杜绝人员逆向进入或将违禁物品向内传递,满足车站防暴恐安全管理要求,同时隔绝室内外空气流通,降低了厅内空调使用成本。

警用防暴盾牌材料的研究

总结警用防暴盾牌的发展概况。介绍了金属防暴盾牌、聚碳酸酯防暴盾牌、复合材料盾牌的发展现状以及防暴盾牌成形工艺。重点总结了5种复合材料防暴盾牌的性能特点。对比了国内外防暴盾牌相关标准的内容。认为:随着技术和材料的进步,防暴盾牌将向着高效、舒适和轻量化方向发展。

船用碳纤维复合材料层合板的水下抗爆性能研究

本文对碳纤维复合材料层合板技术进行分析,着重探讨了其数学模型,并研究了该材料的构造,给出了PVC材料的特性曲线。对水下爆炸过程进行分析,得到了不同爆距下的数值试验、经验公式以及冲击波压力误差,并对距离爆炸点1500 mm处的压力进行分析。最后,探究了船舶水下抗爆性能。

监狱特警防暴战术队形模块化训练探索

监狱特警防暴战术队形模块化训练的研究对于维护监狱稳定具有重要意义。监狱现有的传统防暴战术线性训练模式存在训练内容单一、应对能力局限等问题。综合分析现有的监狱特警防暴战术训练模式,结合实际情况,提出以职能组划分开展分组训练、以作战单元划分开展层级合成训练的模块化训练模式,有助于提升监狱特警防暴战术队伍的整体素质,弥补目前监狱特警防暴战术队形模块化训练存在的缺陷,为维护监狱稳定和安全提供更为有效的保障。

城市防骚(暴)乱行动无人平台地空协同研究

骚(暴)乱事发突然,政治敏感性强,作战环境复杂,对部队行动要求高。无人地空协同在情报侦搜、兵力机动、打击抓捕、服务保障上具有立体增效优势,能较好地完成侦察、封控、夺控、防卫、清剿等任务。分析了城市环境对防骚(暴)乱行动的影响及无人平台需求,阐述了无人地空协同的优势,构想了无人地空协同在防骚(暴)乱行动中的具体运用。

柔性防暴弹致伤威力评估技术研究

鉴于柔性防暴弹对目标致伤时弹丸会发生形变,导致弹丸的比动能难以有效测定,对弹药的致伤威力无法进行准确评估。为真实反映柔性弹药致伤效果,采用3种评价方案:传统致伤威力评估方案、生物致伤威力评估方案和基于冲击压力的致伤威力评估方案,对柔性防暴动能弹致伤威力进行实验研究。实验结果表明:传统致伤威力评估方案不适用于柔性弹致伤威力评估;柔性弹致伤威力评估可采用基于冲击波压力的致伤威力评估方案,运用"四分之一规则"对致伤威力进行评估。

10mm布袋弹致伤威力评估

10mm布袋弹是具有柔性变形特点的新型防暴弹药,传统的侵彻杀伤弹药威力试验方法及标准不适用于考核评价10mm布袋弹的致伤威力。为探索此类弹药致伤威力方法,建立了生物致伤模型,进行了生物试验,对试后生物进行了活体解剖和伤情分类,分析了不同条件下的此类弹药对人体的致伤威力特性。试验结果表明:为防止致死情况发生,10mm布袋弹在0.1~1m范围内严禁对人员进行射击,在3m距离外,使用过程中应避开胸腹部等要害部位。

管内高压气体冲击静态液柱的CFD模拟

为可视化内部流场,采用Fluent软件对警用脉冲防暴水炮炮管内高压气体冲击静态液柱的过程进行了三维数值模拟,得到了重力作用和无重力时的三维气液界面形状,分析了不同时刻管内的速度和压力变化情况,将压力模拟值与理论计算值进行了比较分析。从模拟结果可以看出,重力对于界面形状影响较大,液柱加速过程开始呈线性增加,当t>0.01 s时,呈指数形式增加,管内压力模拟值与理论值基本吻合。验证了CFD软件用于水炮内流场研究的可行性,所得结论对于水炮改进设计有一定的指导意义。

防暴头盔致头面部积热影响因素的仿真研究

针对高温炎热天气佩戴防暴头盔给官兵头面部带来的严重积热问题,基于真人头部CT影像数据和《GA294-2012防暴头盔》标准构建了人体头部和防暴头盔的三维几何模型;选取经典Pennes生物传热方程作为控制方程,建立了"头-防暴头盔"的传热模型,在ANSYS-Fluent软件平台下对"头-防暴头盔"系统的三维热学过程进行了数值模拟,在此基础上分析了头盔壳体材料、头盔缓冲层材料、通风孔设计对头面部积热的影响。结果表明:PC(聚碳酸酯),ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和HDPE(低压聚乙烯)3种壳体材料下的头面部温度分布差异较小;缓冲层材料的导热系数对头面部温度分布影响较大;在防暴头盔上设计通风孔可有效降低头面部温度。

一种脉冲防暴水炮喷嘴堵头的设计及实验研究

为提高脉冲防暴水炮的最大射程,改善射流结构,设计了一种新型的喷嘴堵头,利用高速摄影和数码拍摄技术实验研究了有无堵头情况下的射流形状,分析了堵头对射流雾化的影响。所设计的堵头能在注水时防止水外溢,获得了更为工整的射流结构,对射流的集束作用较为明显,射流最大有效射程较原来提高15m。堵头的存在对出口段射流的一次雾化有促进作用,是影响水炮性能的关键因素之一。

脉冲防暴水炮发射管内的建模与二维仿真

为优化设计,奠定外流场研究的基础,建立了求解脉冲防暴水炮发射管内压力,水柱速度及摩擦力的计算模型。使用商业Fluent软件对发射管内高压气体冲击水柱进行二维数值模拟,采用k-ε模型描述湍流分布,二维VOF模型追踪发射管内的气液界面。模拟得到了气液界面的演化图像,出口速度矢量分布,以及不同时刻管内对称轴上的压力分布。将所建立模型的理论计算值与模拟值进行比较,分析了两者的吻合情况。仿真结果证明:水柱的管内运动压力起主要作用,重力作用并不明显,压力梯度较大的区域出现在水柱段,模拟值与理论计算值基本吻合,可利用模拟值对计算模型进行修正。所得结论对于水炮类非致命武器的设计及水炮外流场的研究有一定的指导意义。

基于CFD技术的脉冲防暴水炮高压气嘴的结构设计

射流出口速度值是影响脉冲防暴水炮技术性能的敏感因素,为研究不同结构气嘴对射流出口速度的影响,采用CFD技术数值研究了三种不同入口面积气嘴的二维流场,其中大涡模拟方法和二维非稳态的VOF模型被用于描述气嘴流场的湍流分布和追踪管内外的气液界面,研究发现过大或过小的气嘴入口面积都会减慢水炮的发射过程,不同的气嘴结构对于初始时刻的射流形状是没有影响的,但因改变了管内的气液参混过程,从而导致对射流的一次和二次雾化产生不同影响。

脉冲防暴水炮雾化特性实验方法分析

脉冲防暴水炮射流的非稳态特征和较大的雾场范围,增加了对其雾化特性进行测量的难度。通过分析当前激光雾场测量技术的基本原理和方法,指出粒子图像速度粒径(particle i mage veloci metry and sizing,PIVS)方法适合脉冲防暴水炮射流雾化特性的测量。根据脉冲防暴水炮的射流特点,提出了基于粒子散射、激光片光成像和高速摄影技术的测量方法,并对硬件系统的设计进行了分析,为下一步试验台的搭建提供了理论指导。

防暴动能弹胸部钝击有限元模型研究综述

为推动钝性弹道冲击领域胸部及弹丸有限元模型的构建及验证研究工作,对具有详细解剖结构和类比结构的胸部有限元模型进行了梳理,对比分析了五种典型胸部有限元模型及其验证方法,提炼了典型弹丸有限元模型的构建与验证方法,综述了基于有限元模型的冲击损伤评估方法,通过剖析现有研究的不足给出了下一步的研究建议。后续为提高胸部有限元模型的精确度和生物保真度,需要在尸体实验的基础上,基于同一尸体测量学数据建立物理模型和有限元模型,通过揭示弹-靶能量交互及靶标内应力波的传播规律,深入阐明防暴动能弹的直接损伤和远达损伤机理。

警用脉冲防暴水炮实验系统设计

基于现有实验设备,搭建了科学合理的脉冲防暴水炮试验系统,对其它水炮类装备的实验设计起到了指导作用。

警用脉冲防暴水炮发射管内的建模与仿真

建立了基于气体动力学理论、力学基本定律及因次分析方法的求解脉冲防暴水炮发射管内压力,水柱速度及摩擦力的计算模型。以某型水炮为例算得了最大理论出口平均速度和出口压力,利用fluen t软件对炮管发射状态进行了管内模拟,得到气液界面的演化图像,及出口平均速度曲线和管内压力云图,验证了所得模型用于管内计算的准确性。该组数学模型对于水炮的实验展开及优化设计有着重要的指导意义。

脉冲防暴水炮拉瓦尔型喷嘴雾化过程仿真研究

研究防暴水炮优化控制问题。防暴水炮以高压气体作为动力,喷嘴作为射流发射元件。根据警用脉冲防爆水炮的射流特点,设计了拉瓦尔型喷嘴。在VOF和LES模型相结合的基础上,建立了喷嘴的数学模型和物理模型,并采用OpenFOAM软件对近喷口流场进行了数值仿真。通过研究发现拉瓦尔型喷嘴在雾化效果和射程上都能达到很好的效果,并通过对拉瓦尔型喷嘴近喷口流场雾化形态、雾化角、速度云图的模拟、分析,确立了张角为15°和18°之间的喷嘴较为合理,为脉冲水炮的进一步优化提供了借鉴依据。

小型非致命火箭防暴弹发动机设计与试验

为实现远距离发射非致命防暴弹,采用理论计算与实验相结合的方法,确定了小型火箭发动机的结构尺寸,对发动机推进剂和延时剂进行了试验,测试了发动机的性能参数。试验表明,小型发动机满足非致命火箭防暴弹战术指标要求。

脉冲防暴水炮出口段射流的大涡模拟

为优化装备设计,减少实验投入,采用大涡模拟方法耦合二维非稳态VOF模型对脉冲防暴水炮发射管内及出口段的气液两相射流进行了数值模拟研究。通过搭建实验台对脉冲防暴水炮出口段射流进行了高速摄影实验,并利用高速图像记录系统自带的判读软件对射流出口段的速度值进行了判读,实验所得的射流形状及速度与仿真结果吻合较好。利用仿真方案进行变运动参数的数值模拟,结果表明:初始压力对出口速度影响较大,而初始射角对出口速度大小没有影响,因改变了初始射流方向,导致最大射程有所变化。研究表明较大的初始压力和较小的水量能获得更大的射流出口速度和更少的水炮发射时间。