含运动弹丸的某火炮膛口流场数值模拟

为研究膛口流场结构,利用Euler方程并结合Spalart-allmaras湍流模型建立流场数学模型,对某火炮含弹丸的膛口流场进行数值仿真模拟,应用动网格技术处理弹丸的运动情况。仿真结果反映了膛口流场形成及发展过程。

双管发射对运动弹丸姿态的影响

利用计算流体动力学(CFD)知识,针对某双管射击武器(含制退器)建立二维模型,通过求解N-S方程,模拟了在运动弹丸影响下膛口流场波系结构的变化过程。模拟发现:流场经历了初生、发展、稳定和衰减的全过程,同时双流场的出现还导致了干扰、叠加的现象,与单个流场相比,在流场结构上出现了较大的不同;流场发展与弹丸运动是一个相互影响的过程,相互叠加的流场使弹丸产生的侧向合力及身管的振动是使弹丸射击精度下降的主要原因。

弹丸膛内运动引起炮管振动的小参数解法

本文研究弹丸膛内运动引起的炮管横向振动问题，模型中同时计入了弹丸重力及炮管的静挠度和动挠度对炮管振动的影响。以弹丸与炮管的质量比作为小参数，用摄动法求得了单发射击时炮管振动整个过程的一般解。并利用叠加原理，将单发射击的分析结果进一步推广到连发射击的情况，从而建立了完整的弹丸膛内运动引起的炮管振动理论和分析方法。

转管炮弹丸运动的研究

弹丸的起始扰动是造成旋转弹丸散布主要因素之一.本文建立了不对称弹丸在旋转挠性线膛炮管内和后效期内运动的动力学模型;导出了弹丸在各期间内的统一的运动微分方程;求得弹丸在各期间内运动的解析公式;从而研究了弹丸的起始扰动;其公式对某弹炮系统的计算结果与实验吻合较好.

弹丸在膛内运动的回波信号瞬时频率估计方法研究

微波干涉仪可获取含内弹道运动信息的多普勒回波信号,为有效地估计回波信号的瞬时频率,利用短时傅里叶变换、Wigner-Ville变换、多项式调频小波变换(PCT)等方法对含有不同噪声的模拟弹丸回波信号和真实的弹丸回波信号进行分析和对比。研究结果表明:多项式调频小波构造匹配变换核的PCT方法时频聚集性最好,瞬时频率估计精度最高,并具有一定的抗干扰能力,说明PCT方法适合于弹丸在膛内运动回波信号的瞬时频率估计。

弹丸运动模拟试验研究

分析了弹丸发射离舱后的运动轨迹情况。通过计算机仿真技术,模拟了弹丸的复杂运动环境,进而研制了弹丸运动模拟试验设备,为引信及导引控制系统的研究提供依据。

机械进丸抛丸器中弹丸进入分丸轮窗口后的运动过程分析

本文分析了机械进丸抛丸器中弹丸进入分丸轮窗口以后的运动过程。推导出了无定向套时进入到分丸轮窗口中的弹丸飞出窗口时的速度,在此基础上推导出了抛丸器正常工作过程中分丸轮窗口中形成的弹丸堆中的弹丸飞出分丸轮窗口时的速度。还进一步分析了分丸轮各窗口中的弹丸能够飞出定向套窗口的临界状态。这为进一步提高分丸轮、定向套等抛丸器易损件的寿命提供了重要的理论依据。

研究弹丸膛内横向运动的近似方法

该文用近似方法,研究了弹丸在膛内的一般运动,并与弹带中心沿炮膛轴线运动假设下的弹丸运动进行了对比。

分丸轮窗口飞出弹丸与抛丸叶片接触前后的运动分析

在求解出了分丸轮窗口中弹丸飞出窗口时的速度及角度的基础上,推导出了分丸轮窗口中飞出的弹丸与抛丸叶片相碰撞时的具体位置;并对弹丸与抛丸叶片碰撞后的运动过程进行了分析,在此基础上提出了分丸轮窗口中飞出的弹丸将与抛丸叶片发生多次碰撞后飞出抛丸器。这是一种全新的观点,它为进一步提高抛丸叶片的使用寿命提供了重要的理论依据。

不同射击工况下弹丸膛内运动规律研究

在有限元理论方法的基础上,建立了弹炮耦合动力学有限元模型,对弹丸在不同工况下(低温膛压、高温膛压和高温膛压且身管磨损)进行数值计算,获得了弹丸在膛内时期运动的速度、加速度和弹丸前定心部受力情况。研究结果表明,在高温和低温膛压正常身管下,弹丸径向和横向速度较大,而在磨损身管内,弹丸横向和径向加速度波动范较大,研究结果为弹炮匹配性设计提供一定的指导意义。

膛内旋转弹丸微运动建模研究

针对弹丸膛内运动姿态测试的问题,建立弹丸在线膛炮膛内运动的微多普勒模型,采用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布和Hilbert-Huang变换三种时频分析方法对弹丸回波信号进行分析。研究结果表明:若是获取纵向运动信息,STFT处理微多普勒能量占比小的膛内运动弹丸回波信号的精度最高,曲线平滑;若是获取微运动信息,对于微多普勒能量占比大的弹丸回波信号,使用Hilbert-Huang变换和Wigner-Ville分布效果好,其中Hilbert-Huang变换得到的瞬时频率信息更加精准、误差更小。

基于PCT的弹丸膛内运动回波信号瞬时频率估计

微波干涉仪可间接无损测出弹丸在膛内的行程-时间曲线,为内弹道学的膛内运动规律研究提供一种必不可少的技术手段。瞬时频率的估计精度决定了各参数的测量精度,由于弹丸膛内运动的回波信号是非线性调频信号,可采用多项式相位信号模型对其数学描述。为了得到较高的时频聚集性和瞬时频率估计精度,采用多项式调频小波变换(PCT)对模拟、真实的弹丸回波信号进行分析并与时频聚集性较好的WVD方法进行对比。实验结果表明:相对于WVD方法,PCT方法在模拟回波信号的抗高斯白噪声方面更有效,在分析真实回波信号中炮口杂乱信号的问题上,具有更强的提取有用信号的能力。总的来说,基于PCT的瞬时频率估计方法是一种有效分析弹丸膛内运动回波信号的方法。

大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析

以大口径身管火炮发射减旋滑动弹带制导弹药时弹丸-身管耦合系统为研究对象,基于弹塑性有限元理论,建立某大口径火炮线膛身管与制导炮弹耦合动力学有限元模型。数值计算了渐速膛线、等齐膛线、混合膛线(渐速膛线+等齐膛线)3种不同膛线形式和深、浅两种膛线深度条件下,制导炮弹在挤进阶段和膛内运动过程中的弹炮应力、挤进阻力以及弹炮动力学响应,获得了大口径火炮膛线结构对滑动弹带制导弹丸膛内运动的影响关系,为弹炮一体化设计提供了理论参考。

材料热物特性对热身管中弹丸运动状况的影响研究

为了进一步了解热枪散布异常机理,在基于身管温度场研究的基础上,建立了考虑材料热物特性的热枪弹丸膛内运动分析有限元模型。以热分析的身管温度场数据作为边界条件,通过显式动力学分析,获得了材料热物特性影响下的弹丸膛内运动状态。对比实验数据,验证了该弹/枪耦合模型的正确性。研究表明:随着身管温度升高,身管热膨胀特性在膛口位置增加了弹丸质心位移及膛内摆角,但减小了弹丸质心侧向速度;身管热弹性在膛口位置增加了弹丸摆角,降低了弹丸质心速度;被甲热塑性增加了膛口弹丸质心侧向位移、膛内综合摆角,降低了弹丸质心侧向速度。研究结果将为进一步研究热散机理,提高射击精度提供一定的帮助。

在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸运动的稳定条件

本文应用椭圆积分求解在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸平面运动的攻角微分方程,给出了六种稳定周期运动条件,分析了非线性恢复力矩对尾翼式弹丸运动的影响,最后从理论上对迫击炮弹发生近弹的原因作了初步的讨论。

后效期火药气体压力对弹丸运动的影响

通常研究弹丸在后效期内的运动时,做了火药气体压力的方向不变,且作用在过弹带断面中心上的假设。本文取消了火药气体压力作用于弹带中心的假设,而设压力始终沿(?)轴方向,并在国内首次考虑到火药气体压力的大小和作用点相对于弹底的位置都在变化,建立了弹丸在后效期内的运动微分方程,应用电算,得到一些实用的结论。

面对称弹丸弹道运动方程组的建立

依据外弹道学基本理论,针对巡航导弹模拟弹关键技术研究的理论需要,提出了面对称弹丸运动方程的应用需求.由于面对称弹丸有滚转,使其对称面与攻角平面不重合,其运动方程更为复杂,推导了面对称弹丸的弹道运动方程,解决了巡航导弹模拟弹的弹道精确计算问题.

基于射表拟合的弹丸运动模型

闭环校射武器系统中，要求实时测量弹丸和目标之间的偏差，因此火控雷达要同时完成对弹丸运动和目标运动的跟踪任务．实现对弹丸目标的精确跟踪对火控雷达来说是一个新任务。射表是采用射击试验与理论计算相结合的方法编制的。是最符合弹丸运动特性的。本文利用射表这一优势，提出了基于射表拟合的弹丸运动模型来对弹迹进行滤波和预测。本文以某型高炮为例进行仿真计算．验证所提计算模型的有效性。

弹丸绕心运动的解法研究

给出了在简化假设条件下，在弹道直线段上，研究旋转弹丸绕心运动规律的三种不同的方法，并分析了各种方法的优缺点。

加速弹丸诱导的非定常流场数值模拟

采用基于自动插点的Delaunay方法和局部网格重新生成方法所构造的含动边界自适应非结构二维网格和有限体积法 ,对冲压加速弹丸运动诱导的非定常流场进行了数值计算 。