基于均匀设计法的燃烧型催泪弹主装药配方设计

为了提升催泪弹主装药配方设计的精准性和高效性,采用均匀设计法对燃烧型催泪弹主装药进行了配方设计,并依据约束条件进行筛选,以其最高燃烧温度为指标进行配方优选,通过对筛选配方的TG、DSC等热解性能进行表征,为配方设计方法的可行性评价及配方的确定提供理论依据。结果表明:采用均匀设计法对燃烧型催泪弹主装药配方设计的方案可行性强、效率高,当配方组分比例为C_(18)H_(27)NO_(3)∶C_(12)H_(22)O_(11)∶KClO_(3)∶(C_(8)H_(6)O_(2))n∶MgCO_(3)=27.48%∶25.86%∶33.25%∶7.15%∶6.25%时,效果最佳;试样热解性能及相关参数的测试结果验证了优选配方的准确性。结果对于研究改善该类弹药中催泪剂的燃烧环境、进而提升催泪剂(OC)有效利用率具有一定的借鉴意义。

子母催泪弹发射机理仿真分析

子母催泪弹以发烟迅速、多点投放、终点效应多源化等诸多优点,成为新型防暴弹的重要研究方向.但由于小型子母催泪弹发射机理复杂,目前还没有建立较成熟的理论体系.本文针对小型子母式催泪弹,采用经典弹道理论建立了高低压室发射方式的内外弹道数学模型.从理论上对子母催泪弹的弹体结构设计和装药设计的合理性进行了仿真计算,仿真结果和实验数据较吻合,可以说明对子母催泪弹建立的这种分析方法是合理的、有效的.

催泪子母弹合理开仓时间研究

为了使催泪子母弹在不同发射角都能获得较强的催泪效应,在阐明催泪子母弹结构组成及其开仓原理的基础上,运用MATLAB/Simulink仿真软件对其进行了外弹道模拟仿真,获得了不同发射角下该子母弹的弹道曲线、开仓高度;结合实弹数据和仿真结果,着重分析了子弹分离后的起烟情况及对人群的作用效应.通过改变药柱起烟时间及利用加权平均方法,优化了该子母弹开仓时间,使其在不同发射角发射时既保证了非致命性,又达到了较强的催泪效应,有效地提高了其作战效能.

九管催泪弹发射器的外弹道仿真分析

研究九管催泪弹发射器的外弹道性能仿真优化问题,现有催泪弹发射器外弹道模型缺乏准确性。为提高模型的准确性,提出合理的假设和简化处理,改进现有催泪弹发射器外弹道模型,建立更合适的外弹道模型。综合运用设计理论进行验证、结合在Matlab/Simulink上对九管催泪弹发射器进行外弹道仿真,并对弹道轨迹模型进行验证。结果表明:所建立的外弹道仿真模型仿真程度较高,不仅可以准确得到相关弹道诸元,为发射器及弹体的改进提供依据,而且对于提高武器射程以及弹体飞行稳定性、增强作战效果都具有重要意义。

某型催泪子母弹装药特性研究

为了增大某型催泪子母弹有效射程,提高其处置大规模群体事件的效能。基于弹道学理论,分析了装药特性、弹丸初速及射程之间的关系。运用比较分析法、数字仿真法和MATLAB计算工具,模拟弹丸发射时内弹道过程,获得了该子母弹内弹道曲线,得出了在装药量不变情况下,改变发射药,提高初速,增大射程。通过校核催泪子母弹强度和实弹射击,结果表明:方法安全,简单实用,为催泪子母弹增程设计研究提供参考。

催泪弹非致命效能分析计算

催泪弹是驱散群体性目标最有效的一种非致命防暴弹,特别是爆炸式催泪弹,刺激剂可瞬间释放,能快速作用于有生目标。但在实际战术运用中,催泪弹的非致命效能没有具体的衡量指标,导致其使用没有科学依据。根据爆炸式催泪弹气溶胶烟雾扩散特征,应用重气和非重气扩散数学模型,通过计算虚源点,将两种模型有效结合起来,对气溶胶烟雾扩散过程进行分析研究,得到气溶胶烟雾扩散半径和浓度变化规律,分析计算了单枚催泪弹有效作用区域,以此作为催泪弹非致命效能的衡量指标。研究结果表明,在风速为2 m/s时,39 s后单枚催泪弹的有效扩散面积可达602.1 m2,且烟雾浓度不低于1 mg/m3,计算结果与试验结果基本符合。

基于高斯扩散模型的催泪弹气溶胶烟雾非致命效能仿真

催泪弹是一种非致命防暴弹。为研究其非致命效能大小,以武警RS97-2型催泪弹为研究对象,应用高斯扩散模型研究了催泪弹气溶胶烟雾的扩散过程。分析了烟雾扩散时西埃斯(CS)催泪剂浓度和烟雾半径的变化规律。用Matlab软件编制的程序进行了仿真计算,得出以催泪弹气溶胶烟雾扩散的有效作用区域作为其非致命效能大小的衡量指标。结果表明,在风速为2m·s^(-1)时,一枚催泪剂装药为20g催泪弹的气溶胶烟雾有效作用区域可达453.7m^2。

基于成败型试验的催泪弹贮存寿命评估方法

分析了催泪弹在贮存状态下的失效特点,建立了基于成败型试验数据的催泪弹贮存寿命评估的数学模型。依据成败型试验数据,在确定的置信度下,对Rs97-2燃烧型催泪弹的贮存可靠寿命用模型进行了评估。当置信度为90%、可靠度下限为0.9时,由模型评估的催泪弹贮存寿命为5.11a,此结果与实际基本相符。

38毫米催泪子母弹增程设计及弹道仿真

在子母弹射程优化控制问题的研究中,射程是武器系统重要战术性能指标,增加射程可有效提高武器作战性能。在分析子母弹射程、弹丸初速及装药量三者关系的基础上,针对38毫米催泪子母弹发射器出口速度较低导致的实际射程较近(<100米)及无法达到预期战术技术指标的问题。由于传统发射器出口初速度低,性能差。为此提出用数字仿真的方法,在MATLAB上进行弹道模型仿真,仿真出子母弹的弹道曲线。仿真结果表明,在保持药室容积不变的情况下,增加装药量,可提高子母弹初速,进而增大射程。通过计算机仿真射弹过程中的大量随机因素,相当于在计算机上打靶,所得结果具有较高的可信度和精度。以某型38毫米催泪子母弹为实例,结果表明,方法精确、简单实用,可为子母弹射程优化设计提供参考。

催泪子母弹对体目标作用效能研究

为了科学合理地评估催泪子母弹对体目标的作用效能,提出一种新的催泪子母弹对体目标作用效能评估方法。在分析催泪子母弹结构组成和工作原理的基础上,对催泪子母弹的外弹道模型进行了研究;基于外弹道理论,建立了催泪子母弹子弹运动的数学模型。根据催泪子母弹作用目标的特征,定义了子母弹作用体目标的作用效能——体积作用效能,并提出了一种离散求积的算法进行求解;得到了一种新的催泪子母弹对体目标作用效能的体积作用效能评估方法。仿真表明:提出的体积作用效能评估方法具有原理简单,运算量小,可操作性强,适用性高的特点。研究工作为催泪子母弹作战运用及性能优化提供了科学指导。

燃烧型催泪弹主装药热解特性及动力学研究

为研究某燃烧型催泪弹主装药的热解特性及相关动力学参数,通过利用热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等分析测试手段,对燃烧型催泪弹主装药的热解特性进行研究。运用Starink法、Flynn-Wall-Ozawa法,对各阶段的动力学参数进行计算,确定了不同升温速率下的反应动力学参数。通过采用Coasts-Redfern法计算对比各反应机理函数线性拟合的相关系数,对各阶段的最可能的反应模型进行了预测。研究表明,催泪弹主装药热解过程中各阶段发生的反应分别符合成核模型和反应级数模型,热解的第1至4阶段分别对应的反应模型为A3、F2、F3和F1。该模型为进一步探究该类催泪弹主装药剂的热解机理、深入研究改良配方奠定了一定的理论基础。

催泪弹发射器增程设计研究

在催泪弹发射器增程优化问题的研究中,为延长国产催泪弹发射器射程,分析了其射程和弹丸初速的影响因素,定量分析了装药量、身管长度与弹丸初速的关系,给出了增加装药量和身管长度来提高弹丸初速的技术途径;运用数字仿真方法和MATLAB数值计算软件进行了内弹道仿真,验证了增加装药量是合理的;运用实体参数化设计软件Pro/Engineer完成了身管长度增加后发射器的平衡设计;利用实弹射击验证了采用增加装药量和延长身管长度两种方法的可行性。研究工作表明,增加装药量和身管长度均可提高催泪弹发射器初速,提供了一种简单实用的发射器增程设计方法。

9管38mm催泪弹发射器增程设计

针对国产9管38 mm催泪弹发射器射程较短、高低压发射的特点,采用理论与实验相结合的研究方法,提出了低压室装填发射药和延长身管长度来提高催泪弹弹丸初速的技术途径。利用经典内弹道理论建立了38 mm催泪弹发射过程的内弹道数学模型,并进行了数值模拟;定量分析了身管长度与弹丸初速的关系,运用实体参数化设计软件Pro/Engineer完成了身管长度增加后发射器的平衡设计;利用实弹射击验证了采用低压室内装药和延长身管长度两种方法的可行性。研究工作表明,低压室内装药和延长身管长度均可提高9管38 mm催泪弹发射器初速,也提供了一种简单实用的发射器增程设计方法。

基于试验测试的某型电发火子母催泪弹的储存性能研究

对某型电发火子母催泪弹的储存性能进行综合考察,以储存期内、满储存期和超储存期的弹药为样本,对其点传火机构的点火性能进行测试;对传火药的组分含量进行分析,对主装药在体系中的分散情况、安定性能以及各组分含量进行表征和测试。结果表明:经5a存储后,传火药及主装药各组分含量基本稳定,变化范围均符合指标要求;点火管火焰长度和延期时间的平均值分别为345 mm和5.09 s,能够确保弹药击发时的可靠点燃和及时开仓;主装药的SEM图表明,各组分经长期存储后依然分散均匀,没有出现明显的质量变化;DSC曲线中,主装药存储前后的熔融吸热峰值和分解放热峰值稳定位移幅度小于2℃,表明该配方具有良好的安定性能。研究表明:该型电发火子母催泪弹在使用年限内作用可靠性高,且其使用年限有望延长。