防暴武器内弹道仿真计算软件研究

为了提高防暴武器内弹道计算精确性,在阐明97式18.4mm动能痛块弹的结构组成及发射原理基础上,结合经典内弹道和准两相流内弹道方程建立了相应内弹道模型,通过对数值模拟得到的发射过程最大膛压和弹丸初速的误差分析,修正了内弹道模型次要功系数,使模型更接近真实情况;进而利用M语言及VB6.O编制了防暴武器内弹道仿真计算软件,可简便实现防暴武器内弹道的快速、精确计算。

基于全膛烧蚀磨损特征的火炮内弹道仿真研究

为提高烧蚀火炮内弹道仿真精度,在文献[1]火炮烧蚀内弹道理论基础上,保持火药几何燃烧定律、火药燃速定律和体现起始部膛线烧蚀的弹丸起动压力方程不变,通过对变炮膛截面积、变药室容积、弹后烧蚀容积增量等全膛烧蚀磨损特征的分析和计算,建立体现全膛烧蚀的弹丸运动方程和内弹道基本方程,从而建立烧蚀磨损内弹道模型。借鉴经典内弹道诸元解算方法,导出烧蚀磨损内弹道模型解算方法。以某火炮试验数据为例进行仿真烧蚀磨损内弹道计算,仿真结果表明:初速仿真值与试验值误差为0.9%,能够满足火炮工程实践3%的仿真误差要求;仿真精度优于文献[1]的火炮烧蚀内弹道方法,证明了所建立的烧蚀磨损内弹道模型和诸元解算方法是正确的,可用于烧蚀磨损火炮身管寿命预测。

基于平衡抛射原理的火箭筒内弹道仿真研究

针对采用平衡抛射原理的火箭筒内弹道仿真问题,详细论述了该火箭筒的工作原理和过程,对其内弹道时期进行分析与划分,提出了合理的假设条件,运用经典内弹道理论建立了内弹道模型,使用MATLAB语言编写内弹道程序并进行仿真计算,得出内弹道相关曲线。通过线圈测速法和铜柱测压法测得火箭弹出筒口的速度和筒内最大膛压。仿真结果与试验测得数据做对比分析,与试验数据基本吻合,说明所建模型和假设条件正确合理,为平衡抛射原理的应用推广提供理论指导。

基于内弹道仿真的火药点火器燃喉比优化与试验验证

目的减小火药点火器不同药剂批次下的散差,提高其工作可靠性。方法分析火药点火器不同批次药剂性能与内弹道数据,发现在恒定燃喉比下,药剂性能波动会显著影响其工作可靠性,因此应根据不同批次组合下的药剂性能选取合理的燃喉比。首先,通过标准试验测试火药点火器内装药剂的关键性能参数。然后,通过建立火药点火器内弹道的仿真模型,计算基线燃喉比附近的内弹道参数,输入到基于历史点火冲量数据建立的正态容许限法模型。最后,在预设燃喉比范围内进行发火试验,并利用正态容许限法计算出不同燃喉比对应的点火可靠度。结果共模拟了8种水平的燃喉比试验,计算出对应的可靠度为0.177242~0.999999。根据模型计算出的可靠度及火工品相关标准的要求,确定合理的燃喉比,并增加样本,进一步验证其可靠度。此外,在选定燃喉比附近进行的裕度试验,试验数据均符合预期。结论通过内弹道仿真建模,结合可靠性试验数据分析,为火药点火器优选了燃喉比,工作可靠度达到了0.999908,比改进前的可靠度0.999有了显著提升。

齐射型多管火炮内弹道性能仿真

基于经典内弹道方程组,引入新的内弹道参数-身管个数,推导了齐射型多管火炮内弹道方程组。结果表明,火药燃气由单个药室沿多个身管膨胀时,引起了内弹道基本方程的显著变化。管数的增加虽然使次要功成倍增加,但弹丸动能也相应提高,二者的比值保持不变,即齐射型多管火炮次要功系数与同口径单管火炮相等。当将齐射型多管火炮内弹道方程组用相对量表示时,它与经典内弹道方程组具有统一的形式。二者之间的区别在于常量的计算方式不同,如药室容积缩颈长l0、弹丸极限速度vj、综合参量B等。通过对常量计算公式的分析,提出了两种齐射型多管火炮内弹道计算的等效方法,即单管等效与多管等效。

基于内弹道改进型零维模型的装药优化仿真

根据火炮实际射击过程的特点 ,对经典内弹道模型进行部分修正 ,考虑了传火过程及挤进过程等 ,建立了改进型的内弹道零维模型 ,并提出了相应的优化模型 .利用最优化方法对内弹道装药条件、传火及挤进过程进行了优化分析 ,结果表明 :点传火及装药优化分析为提高火炮内弹道性能提供了理论方法和强有力的工具 .

内弹道学发展与展望

随着作战目标本身防御能力的增强,对武器性能的要求越来越高。内弹道性能的优劣直接影响到火力系统的作战效能。因此,内弹道学的研究,不仅在过去、现在,而且在未来仍将是兵器研究中的热点。它的发展与武器的总体设计、工程研制、生产定型、作战使用等密切相关。科学而全面地认识内弹道过程中的多物理场耦合机理、武器发射安全性、超高速武器发射可行性等问题,逐渐成为当前内弹道学领域基础与应用研究的重要课题。为此,该文回顾了内弹道学的发展历史,讨论了内弹道学理论模型与数值仿真技术,探究了内弹道学在新概念发射技术研发中的关键作用,强调了内弹道性能优化研究的必要性等。此外,针对我国国情,讨论了未来内弹道学的发展方向,为今后的研究提出了建议。

喷管孔径对某小型燃气发生器内弹道性能的影响

为探讨燃气发生器喷管孔径对其内弹道性能的影响,通过建立燃气发生器内弹道数学模型,仿真计算得到压力——时间曲线,并与地面静态试验结果进行验证,结果证明仿真计算结果准确可靠。同时,通过仿真计算研究不同喷管孔径对内弹道性能的影响,研究表明随着孔径的减小,燃气发生器工作时间和工作压力均呈现增大的趋势。

子母防暴弹内弹道解析

研究非致命弹药子母防暴弹弹道分析问题,子母防暴弹战斗部为子母式结构,通过多点投放催泪剂,提高非致命防暴弹的终点效应。膛压和初速作为防暴弹计算中两个最重要要素,直接影响发射效果。对64mm催泪弹内弹道进行解析,及外弹道验证性计算,设计其内弹道,以得到合适的膛压和初速。应用matlab编程和Runge-Kutta计算方法,得到的仿真结果与真实内弹道吻合度较高,能很好满足母弹发射要求,为子母防暴弹内弹道设计提供了一种正确可行的方法。

固体火箭发动机试验数据分析

为揭示固体火箭发动机试验数据隐藏的规律,提出了在R统计语言环境下开展试验数据分析的新方法。该方法以数理统计理论为基础,首先对试验数据进行通用处理如变换、滤波等,然后再进行内弹道仿真、参数辨识等专业领域分析。为验证方法的有效性,设计开发了相应的数据处理系统。该系统采用模型化图形输入交互操作方式,文末以一发发动机试验实测数据进行分析,仿真其内弹道性能,验证了本方法的直观性、准确性和有效性。

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。