典型海上热发射动力学效应及影响因素分析

考虑海上发射环境特殊性,分析了发射船承受的典型海浪以及风环境,针对陆基发射时运载火箭直接坐落在发射台上的裸箭热发射方式,分析了该支撑形式在海上动态环境下的射前稳定性,获得海上裸箭热发射方式的承受晃动极限。为解决陆基热发射支撑方式不满足三级海况发射稳定性的问题,提出运载火箭的框架式扶稳措施,通过框架内的柔性支撑保证运载火箭的射前稳定性。构建由火箭、等效甲板、导向框架、导轨、柔性支撑、发射台等组成的发射系统动力学仿真模型,开展复杂海况条件下的发射动力学分析,获得了框架式热发射方式在典型海况条件下,不同因素对火箭出框过程飞行姿态、安全间隙等影响规律,可为运载火箭框架式热发射的海上动基座发射动力学安全性评估提供技术支撑,并用于框架式热发射方式的海上动基座环境适应性的综合评价。

武器站传动系统刚柔耦合发射动力学研究

针对搭载转管机枪的武器站传动系统在不同射频下产生变形问题,对武器站传动系统进行研究。建立搭载转管机枪的武器站模型,将托架等主要结构简化为刚体,传动系统作为柔性体建立刚柔耦合动力学模型,仿真计算武器系统的模态和不同射频下传动系统的变形,并分析在不同射频下传动系统变形对射向散布的影响。结果表明:在低射频下,转管机枪枪管振动变形是影响射向散布的主要因素;在高射频达到4000发/min以上时,传动系统振动变形对射向散布影响逐渐增大,传动系统振动变形在高射频下不可忽略。

考虑应变率效应的高海情运载火箭海上发射动力学特性研究

运载火箭海上发射过程是一个强非线性复杂系统级问题。在海上风浪环境下,运载火箭与框架式发射架之间发生相对运动,适配器与导轨间的多次冲击载荷非线性、不连续,多次冲击速度不同,应对适配器模型的应变率效应进行评估。首先基于聚氨酯泡沫试验数据,得到更为准确地改进唯象宏观模型。分别建立考虑适配器应变率效应和不考虑适配器应变率效应的海上发射系统动力学模型,对高海情下运载火箭海上发射系统动力学特性进行研究。结果表明,应变率效应对运载火箭海上发射过程中适配器与导轨接触载荷影响较大,对运载火箭海上发射滚转运动规律影响显著,将直接影响后续运载火箭海上发射安全性评估及限转装置设计。研究对运载火箭海上发射具有较高工程价值及理论指导意义。

多管火箭发射动力学研究

从武器系统弹、炮、药、环境一体化的角度 ,研究了多管火箭武器发射动力学 ,建立了多管火箭武器刚体、弹性体耦合的多体系统发射动力学模型和发射动力学方程 ,并给出了增广特征矢量的正交性条件 ,力图实现对多管火箭武器系统动力响应的精确分析。

多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究

以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,建立了刚柔耦合多体系统动力学方程;应用ADAMS、ANSYS软件,通过建立ADAMS模型,并在模型中引入柔性定向管,对某火箭炮系统进行了发射动力学仿真和分析,得到了全炮的受力及振动情况,为今后更精确的研究火箭炮的发射过程动力学特性提供了理论参考。

空间飞网发射动力学建模仿真研究与地面试验

空间飞网是近来提出的一个创新的空间系统概念,在空间碎片处理和在轨服务方面具有独特的应用潜力。针对飞网系统的发射过程,利用建模仿真和地面试验两种手段进行了研究,建立了飞网发射的集中质量模型,设计了基于燃气助推质量块的飞网发射地面试验装置,开展了多次飞网发射试验。地面试验结果与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型可用于空间飞网系统设计。

某自动步枪发射动力学仿真

为研究某步枪射击时的动态特性,运用Pro/E和ADAMS软件建立了该自动步枪虚拟样机模型,选取枪机框速度和位移为校验指标,将仿真结果与试验结果对比,验证了模型及仿真结果的可信性。在此基础上,研究了枪机框、枪机等部件的动力学特性,分析了活动机件前后运动产生的碰撞对枪身的冲击情况,为该自动步枪结构优化及人枪系统动力学问题的深入研究提供了参考。

自行炮发射动力学研究

建立了自行炮发射动力学模型 ,研究了它的振动特性和增广特征矢量的正交性 ;给出了系统动力响应的求法 ;并对系统的振动特性、动力响应和弹丸的起始扰动进行了数值仿真 。

考虑身管柔性的坦克行进间发射动力学研究

针对弹丸起始扰动会影响坦克行进间射击密集度问题,建立身管柔性的坦克行进间发射动力学模型;考虑弹丸动不平衡及质量偏心、弹炮相互作用、弹炮间隙,建立坦克行进间射击弹丸膛内运动方程;编制行进间射击的坦克发射动力学仿真程序,获得某坦克行进间射击弹丸膛内运动规律及千米立靶密集度,并试验验证仿真结果。该结果可为提高坦克行进间射击精度提供理论基础与仿真手段。

不同车速条件下车载转管机枪发射动力学特性研究

为了研究某型车载转管机枪在车辆行驶状态下射击时枪管变形和车辆行驶速度对于射击密集度的影响,利用谐波叠加法生成B级路面,并以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS/Flex柔性体模块,建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型。综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,在各种车速条件时进行了机枪系统的动力学分析,获得了机枪射击时的枪口响应特性和弹着点散布情况。通过对各种车速时仿真曲线对比计算和70%射击散布圆分析,得出枪口的响应位移以及机枪的射击精度与车体的行驶速度之间的变化关系。研究结果为该型车载机枪的进一步地运用与试验提供了理论支持和方向。

高炮发射动力学仿真技术研究

本文以概要方式介绍了高炮发射全过程的动力学仿真技术。论述了以计算机数字仿真技术为手段 ,通过建立以振动理论为基础的高炮的空间动力学模型 ,用内弹道理论和自动机理论分析得到高炮射击时的载荷 ,计算火炮模型在射击载荷下的动态响应 ,然后以炮口振动确定弹丸的初始扰动 ,再以外弹道理论预测射击精度。通过计算机仿真高炮从点燃底火 ,经弹丸在膛内运动、自动机运动、火炮振动到弹丸飞离炮口 ,到撞击预定目标的发射全过程 ,分析影响高炮射击精度的主要因素 ,为高炮设计研究人员在计算机上分析高炮的主要性能、确定或修改设计方案 ,以及为高炮总体方案设计、结构优化设计提供技术基础和工具。

载机大机动条件下空空导弹弹射发射动力学研究

大机动条件下实现空空导弹的内埋弹射发射是隐身战机的重要作战性能,在大机动条件下弹射发射空空导弹,导弹弹射分离参数将偏离设计值,严重威胁隐身战机发射安全。基于多柔体动力学拉格朗日乘子法、构件级模态试验和载机大机动条件,提出了一种隐身战机大机动内埋弹射刚-柔-液耦合的动力学建模方法,并通过数值模型仿真了相关发射动力学特性,分析了载机大机动产生的高过载离心力对空空导弹的弹射分离参数的影响。结果表明大机动弹射发射将使弹射分离姿态角明显减小,威胁发射安全性。为隐身战机大机动发射安全性研究和空空导弹初始弹道研究提供理论依据。

多管火箭炮系统发射动力学仿真研究

给出了多管火箭炮系统在发射过程中动力学仿真 ,包括建立模型 ;运用轮胎和地面的接触铰约束 ,体现了地面对轮胎的单面约束作用 ;利用碰撞模型 ,对火箭弹在定向器管内的运动受力情况进行仿真计算。

履带式自行火炮发射动力学建模仿真研究

针对目前履带式自行火炮发射动力学仿真耗费时间长,以ADAMS软件为平台,基于多体动力学和接触理论,重点对履带系统的建模方法进行了研究,并建立了全炮的仿真模型。基于该模型,分别在硬质地面和柔性地面进行了仿真试验,通过硬质地面的仿真,认为所建立模型的参数设置合理;通过柔性地面的仿真,其受力和运动的变化规律符合理论分析结果;与专业软件建立的模型相比(如ADAMS/ATV),该模型消耗的CPU时间较短。该模型可以进一步用于履带式自行火炮发射动力学特性的研究。

自行火炮行进间发射动力学研究

对自行火炮行进间射击发射动力学进行了深入研究,建立了弹炮耦合的自行火炮系统发射动力学模型。应用多体系统传递矩阵法和总传递方程自动推导定理,推导了自行火炮行进间射击动力学方程;推导了弹丸发射动力学方程,编制了自行火炮发射动力学仿真程序,仿真获得了自行火炮行进间射击弹丸膛内运动规律、弹丸起始扰动、自行火炮系统动力学和密集度等,部分仿真结果得到试验验证,研究结果为提高自行火炮行进间射击精度提供了理论基础与仿真手段。

机枪系统发射动力学研究

本文提出一种 18参数人体抵肩集总参数模型 ,在此基础上建立了发射状态下人—枪—土壤耦合系统有限元模型 ,分析其固有特性 ,并求解其在连发状态下的枪口响应 。

多体系统传递矩阵法在超高射频武器发射动力学中的应用

该文以“金属风暴”武器系统为研究对象,基于多体系统传递矩阵法,建立了其刚弹耦合的发射动力学模型;推导了该武器系统特征方程,计算了系统固有振动特性;构造了系统增广特征矢量,实现了其系统动力响应的精确分析。通过数值仿真,获得了该武器系统固有振动特性、系统动力响应、内弹道、弹丸起始扰动,仿真结果可用于该武器的动态设计。

防空火箭炮刚柔耦合发射动力学仿真

为了研究防空火箭炮射击过程中的振动特性,以多柔体动力学理论为基础,采用"模态缩减法"生成柔性车大梁,用可以求解刚体和柔性体之间非线性接触问题的"节点法"生成柔性定向管,建立某车载防空火箭炮刚柔耦合动力学模型.结合相关实验参数进行了数值仿真,并与多刚体模型仿真结果相比较.结果表明:与纯刚性模型相比,考虑定向管和车大梁柔性变形的动力学模型更贴近于火箭炮的实际射击情况;柔性变形影响火箭弹出管口的初始扰动,进而影响射击精度.该研究对于改善火箭的初始扰动具有参考价值.

考虑非线性的机枪系统发射动力学研究

提出一种 1 8个参数人体抵肩拟随机集总参数模型 ,建立了土壤沙箱式弹塑性模型 ,用一种间隙单元 (或称单向抗压单元 )模拟土壤和驻锄之间在竖直方向 (或法向 )上只压不拉的作用点 ;在此基础上建立了发射状态下人 -枪 -土壤耦合系统非线性有限元模型 ,并求解其在连发状态下的枪口响应 ,计算结果符合客观实际 .

可视化在火炮发射动力学仿真中的应用研究

介绍了自行火炮发射时的可视化研究。在 3D平台上实现了明暗处理和贴图 ,用运动控制器获得了火炮系统的算法动画。运动控制器所需的数据取自于火炮动力学仿真的结果 ,火炮可视化是火炮动力学仿真诸部分的重要组成之一 。