某机载导弹弹射系统动态仿真及其性能分析

为确保机载导弹在弹射离机过程中的加速度值小于设计指标要求,针对某机载导弹弹射系统,设计了一种弹簧阀门控制式降峰压装置,用来降低导弹弹射过程中的加速度,并建立了相应的弹射系统数学模型,进行了动态仿真。仿真结果表明:采用该降峰压装置后,导弹在弹射离机过程中的加速度降低了40.28%。通过改变结构参数进行仿真,得出了该装置5个结构参数变化对弹射系统工作性能的影响规律。研究结果可为该机载导弹弹射装置的改进设计提供理论指导。

导弹弹射系统中缓冲制动锥的轴压特性

针对壁厚线性变化的制动锥,提出了等效壁厚概念,并按分段能量等效的方式得到了考虑应变强化效应的制动锥轴压力学模型.同时采用理论分析、有限元计算和实验手段研究了弹射系统中缓冲制动锥的轴压变形和力学行为,3种方法得到的结果基本一致.所提出的制动锥轴压力学模型可为制动锥的工程设计、性能预测以及武器系统的发射动力学分析提供参考.

气压弹射系统用微型压缩机动态转矩特性

为准确了解机载气压弹射系统中作为负载的压缩机转矩特性,以满足微型空压机对控制系统的要求,基于压缩机的动力学和运动学关系,以及质量和能量守恒关系,建立了一种基于有限级间容积的多级压缩机动态仿真模型,该模型可相对准确地预测压缩机动态启动、稳态和变工况运行下压缩机的转矩特性。选择两级压缩机及某个飞行包线进行了实例计算,建立了压缩机能量方程、流动方程、动力学方程及曲轴转动方程。计算结果显示,压缩机吸气压力和温度的变化导致一级气缸的排气压力下降了25%,用气后气瓶压力的变化导致一级气缸的排气压力下降了24%,二级气缸的排气压力下降了43%。本文所建立的动态模型反应了启动过程中压缩机压力的建立过程以及负载转矩的连续变化情况,其预测结果更贴近于实际情况。

高压弹射装置内弹道建模与计算

针对压力和温度大范围变化条件下的高压空气弹射装置,基于改进的对应态维里方程,建立了内弹道模型。计算了改进的对应态方程的第二及第三维里系数,并以截断到第三维里系数的体积级数形式的维里方程为基础,推导了比热力学能及比焓的解析表达式,获得了动态的热力学参数。进行了数值求解,给出了高低压室的热力学参数变化规律、导弹过载系数及速度。数值实验表明:压缩因子达到1.107,高压室温度和压力的减小值大于理想减小值,高压空气的综合做功能力偏离理想气体,真实气体效应研究必不可少。

基于真实热力学过程分析的气动弹射性能研究

在高压气动热力学过程中,压力远大于临界压力、温度远偏离对应的玻义耳温度,基于理想气体的热力学参数失去真实性,气动性能的品质就无法保证。针对高压空气弹射发射系统,基于对应态方程和改进的维里方程,建立气动方程组,进行真实的动态热力学研究。推导高压空气的余函数的解析表达式,获得温度、压力大幅度变化条件下的真实热物性质参数。利用余函数对动态过程中热物参数的不确定性进行反馈补偿,数值求解气动方程组。对比的数值结果表明,弹射过程余比焓的值偏高,工质状态远远偏离理想气体;弹射过程工质压缩性强,最大压缩因子达1.101 3;真实气体效应增加高压室中压力、温度下降的速率,降低低压室压力、温度上升的速率;高压空气真实的做功能力偏低,但过载平稳。