冲压增程炮弹气动特性研究

本文采用UG对冲压增程炮弹炮弹建模,建立了一种中心轴对称,含有中心锥、燃烧室和进气道的冲压增程炮弹模型,在冲压增程炮弹主动段无尾喷情况下,使用FLUENT软件计算了冲压增程炮弹外流场,分析了弹丸不同飞行速度和攻角下的阻力系数、阻力值、外流场和压力云图。攻角破坏外流场的对称性,唇口部压强最大,中心锥头部次之,最大压强从唇口两侧均等偏转为来流侧。随着弹丸飞行速度逐渐加快,弹丸内外部的空气流速从内流速低于外流速逐渐向内流速大于外流速转化,两者速度接近时弹丸飞行速度为1.5 Mach左右。

带鸭舵滑翔增程炮弹方案弹道研究

为了获得鸭式气动布局滑翔增程炮弹的最佳滑翔效果,研究了相应的滑翔策略及其方案弹道特性问题。通过动力学分析建立了滑翔增程炮弹的各飞行段的弹道模型。由数值分析得到采用最大升阻比的滑翔策略可获得最佳滑翔增程效果。采用该弹道模型和最大升阻比滑翔方案,分析了滑翔起控点、火炮射角参数等对滑翔方案弹道特性的影响,通过计算给出了滑翔增程弹方案弹道的轨迹曲线、飞行速度变化规律曲线、方案攻角曲线和方案舵偏角输出曲线。研究结果可为滑翔增程炮弹的弹道设计提供理论依据。

滑翔增程炮弹的气动布局与外形参数优化设计分析

为提高滑翔增程炮弹的滑翔距离,要对滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数进行优化设计。研究了滑翔增程炮弹的总体气动布局方案,以全弹的升阻比为优化目标函数,建立了滑翔增程炮弹的气动外形参数优化设计方法。仿真结果表明,采用该方法确定的气动外形参数,有利于滑翔增程炮弹稳定性适当,操纵性良好,稳定性与操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好。研究结果为滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数设计提供了理论依据。

带鸭舵滑翔增程炮弹飞行弹道研究

文中针对鸭式布局的滑翔增程炮弹的飞行弹道特性,通过动力学分析,建立了滑翔增程炮弹的各飞行弹道段的弹道模型和控制模型,数值分析给出了滑翔增程弹飞行速度变化规律、最大射程角以及滑翔增程炮弹的滚转控制段与滑翔控制段的弹道特性,研究结果为鸭式布局滑翔增程炮弹的弹道设计提供了理论基础。

尾翼滑翔增程炮弹最大滑翔距离研究

根据尾翼滑翔增程炮弹的空气动力特性和飞行弹道特性 ,对其滑翔距离进行了分析研究 ,在一定的假设条件下 ,得出水平滑翔距离计算公式 ,在不考虑滑翔时高度对下降段射程的影响的情况下 ,推导了最大滑翔距离的计算公式 。

冲压增程炮弹流场数值仿真与分析

建立了冲压增程炮弹的三维计算模型,采用Navier-Stokes理论对冲压增程炮弹进行三维流场数值仿真,给出并分析了不同攻角下炮弹的流场结构和各部分的阻力系数,并与试验数据进行了对比。结果表明,在非设计状态下的总阻力系数比设计状态下的要大,且随攻角的增加而升高,主要是由炮弹空腔及底部的阻力变化所引起的,仿真结果与试验结果吻合较好,对冲压增程炮弹总体设计具有参考作用。

冲压增程炮弹发动机工作性能分析

简述了冲压增程炮弹的增程原理,建立了固体燃料冲压发动机内流场的流动及燃烧模型;对60mm实验发动机内流场进行了数值模拟,并通过与国外实验数据的比较,证实了该模型正确;通过数值模拟结果分析入口空气状态对发动机推力和比冲性能的影响,所得结论对冲压增程炮弹的设计具有较强的理论指导意义。

冲压增程炮弹补燃室内铝镁推进剂燃烧流场数值模拟

为研究镁对补燃室内燃烧的影响,利用概率密度函数模型和颗粒轨道模型,对冲压增程炮弹补燃室铝镁推进剂的二次燃烧流场进行了三维数值模拟。铝颗粒的燃烧采用蒸发扩散模型进行控制,湍流模型采用标准k-ε两方程模型。考虑镁质量分数、铝颗粒直径的影响,得出了产物组成、温度等发动机参数的变化趋势。结果表明:冲压增程炮弹补燃室头部有两处扩散火焰峰面,然后在补燃室中部混合成为一个火焰;随着镁质量分数由0%增加到15%,铝颗粒的燃烧效率由15%提高至35%;在镁质量分数相同的情况下,随着铝颗粒直径的增大,铝颗粒的燃烧效率减小。

固体燃料冲压增程炮弹瞬态结构完整性分析

研究固体燃料冲压增程炮弹发射瞬态高过载下的结构完整性,结构强度优化是保证完整性的前提。为获取炮弹在发射过程中的瞬态结构强度,应用有限元软件对冲压增程炮弹发射瞬态的结构动力学特性进行了研究。建立了冲压增程炮弹的三维模型,采用有限元软件和瞬态动力学模型对冲压增程炮弹发射瞬态结构强度进行数值计算,计算结果验证了数值计算方法的有效性,冲压增程炮弹在发射高过载下的结构完整性良好,但在应力集中较大的部位仍然需要强化设计,结果对固体燃料冲压增程炮弹的设计具有重要的参考价值。

冲压增程炮弹外弹道理论分析及数值仿真

简述了冲压增程炮弹增程原理,建立了进气道、发动机一体化外弹道计算模型,通过数值仿真得到了155 mm增程弹弹道曲线。通过对仿真结果进行分析,得到了射程随部分设计变量变化的关系曲线,为增程弹总体优化设计奠定了理论基础。

固冲增程炮弹三维流场数值仿真

为进一步进行优化设计,提高冲压增程炮弹性能,建立了冲压增程炮弹的三维计算模型,采用Navier-Stokes理论、以Fluent流场计算软件为平台对固冲增程炮弹进行了三维流场数值仿真。对冲压增程炮弹的流场结构与阻力特性进行了比较分析。结果表明:在非设计状态下(M=2.5)的总阻力系数比设计状态下(M=3.0)的要大,主要是由于空腔及底部的阻力变化所引起的。在攻角变化的情况下,结果亦然。从而为冲压增程炮弹的总体设计提供了重要的理论依据。

固体燃料冲压增程炮弹用混压式进气道数值模拟及实验研究

利用三维雷诺平均Navier-Stokes方程,在不同攻角和来流马赫数条件下,对带侧向支柱的某固体燃料冲压弹用混压式进气道的内外复杂流场进行了数值模拟,并完成了风洞实验,得到了不同状态下进气道的纹影图片、沿程静压分布及进气道出口总压变化规律。结果表明:数值模拟所得流场结构与风洞实验纹影图一致;随着攻角的增大,流入进气道的空气流量减少,总压恢复系数降低,出口马赫数基本保持不变;在亚临界状态下,总压恢复系数受攻角的影响显著增大,其值甚至比临界状态时还要低;此外,在同一来流马赫数下,总压恢复系数随进气道出口反压的增大而增大。

美军继续研制 XM982 增程炮弹

美军继续研制ＸＭ９８２增程炮弹美军坦克—机动车辆武器装备司令部的武器装备研究、开发与工程中心（ＡＴＣＯＭ－ＡＲＤＥＣ）计划签订一份有关ＸＭ９８２增程１５５ｍｍ炮弹工程及研制开发阶段（ＥＭＤ）持续５７个月的合同。这种新炮弹将用于对付诸如军需补给基地及群...

复合增程炮弹用低烧蚀ST推进剂研究

为提高复合增程炮弹的射程,降低喷管的烧蚀性,研制了复合增程炮弹用ST推进剂。进行了Φ50mm发动机钢质喷管烧蚀试验、某复合增程炮弹实际发动机的静、动态及强度试验。结果表明,ST推进剂具有能量较高(相对总体指标)、低燃温、低烧蚀、抗过载能力强的特点,可以满足不同型号复合增程炮弹火箭增程设计要求。

火炮可望重新扬威海上——美海军发展水面战舰增程炮弹

美国海军自从“衣阿华”级战列舰带着其16英寸巨炮退役后,水面火力支援能力就仅靠巡洋舰和驱逐舰的MK45型5英寸舰炮了。MK45型舰炮发射炮弹最远射程仪为13海里,而且命中率平平。针对陆战队《从海上作战机动》新概念对海军水面火力支援的新要求,美海军启动了一项雄心勃勃的计划,旨在让其一线水面战舰在下世纪初具备增程精确舰炮火力。

冲压增程制导炮弹气动特性分析及爬升段优化

为实现爬升段燃料消耗最少,对巡航式冲压增程制导炮弹进行气动特性分析及弹道/发动机一体化优化。采用工程算法对炮弹进行气动参数计算,综合考虑了发动机与气动、弹道模块的耦合特性,建立了多约束条件下的炮弹弹道优化模型,采用Radau伪谱法对炮弹进行爬升段弹道优化。仿真结果表明,所设计的炮弹外形具有良好的气动特性和操稳特性,优化后爬升段燃料消耗减少了5.7 kg,可为巡航段飞行提供更多燃料。

大口径炮弹增程技术对固体推进剂的要求

大口径炮弹增程技术的发展,使常规火炮射程产生了新的飞跃,增程炮弹将成为21世纪弹药发展的新宠。本文从底排增程、火箭助推增程和冲压发动机增程3个方面对此技术进行了简要介绍,并分别探讨了作为炮弹增程技术支撑的各种固体推进剂(底排推进剂、火箭推进剂和贫氧推进剂)对其性能的特殊要求。

冲压增程炮弹中心锥支柱瞬态动力学分析

运用有限元软件Abuqus对冲压增程炮弹中心锥支柱在发射过程中的瞬态动力学特性进行了数值计算,分析了中心锥支柱在高过载下的应力应变特性的时间效应,并对支柱的强度进行了校核。结果表明:在0.006s时,支柱所受的应力和应变最大。发射过程中中心锥支柱的应力应变变化趋势与膛压曲线基本一致;中心锥支柱的结构强度能够满足火炮发射过程中高过载环境下的强度要求。研究结果对冲压增程炮弹的进气道结构设计具有重要的参考价值。

固体燃料冲压增程炮弹力学分析

采用有限元法对某固体燃料冲压增程炮弹及其零部件在火炮膛内的结构完整性进行了系统分析.建立了三维有限元模型,研究了高过载下各部件受轴向、径向和切向惯性力综合作用下的应力、应变分布.结果表明,中心锥支座和堵盖处应力集中严重,在初步设计时必须重点考虑;增大支柱宽度和厚度有利于降低最大应力;其他零部件的应力、应变均能满足强度要求.该研究为固体燃料冲压增程炮弹的结构设计提供了有用依据.

挪威155毫米冲压发动机增程炮弹

挪威纳莫公司自筹资金研制的这种155毫米炮弹，发射时的炮口初速约420米／秒，但随后；中压发动机可将其加速至1020米／秒，即3马赫。常规52倍口径155毫米火炮发射的普通榴弹，最大射程约40千米，而这种炮弹的射程能达到90千米。