APFSDS外形变化对阻力系数影响分析

通过改变弹头部长径比,尾翼根梢比,尾翼后缘后掠角的大小,运用计算流体力学对不同外形参数的尾翼稳定脱壳穿甲弹进行气动参数仿真,得到阻力系数及稳定性的变化规律。结果表明:在超音速范围内,尾翼稳定脱壳穿甲弹的稳定性随着马赫数的增加而减小,随着攻角的增加也在减小;其他参数不变时,增大弹头部长径比,有利于降低弹体阻力系数但稳定性也会随着降低;当根梢比及弹头部长径比不变时,增大后缘后掠角,有利于降低弹体阻力系数并提高弹体稳定性;当后缘后掠角及弹头部长径比不变时,增大根梢比,有利于降低弹体阻力系数但弹体稳定性也会降低。

采用动网格技术的弹托分离仿真模型

针对一体化弹丸出炮口后弹托由与弹体接触到绕弹托质心做六自由度运动的过程,提出一种基于弹托分段分离运动并采用动网格技术耦合流体控制方程和六自由度运动方程的弹托分离仿真模型。以尾翼稳定脱壳穿甲弹为例,仿真分析不同马赫数下的弹托分离情况,并探讨弹托和弹体气动系数在分离过程中的变化情况。仿真结果表明:弹托分离马赫数越大,分离轨迹越靠近弹体且分离时间越短,但对地分离横向位移越大。通过与试验数据的对比,验证了所提弹托分离仿真模型的准确性。

脱壳穿甲弹膛外卡瓣分离与碰撞建模与仿真

尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)是杀伤地面装甲目标的利器。尾翼稳定脱壳穿甲弹在后效期脱壳阶段卡瓣与弹芯和卡瓣之间存在碰撞现象,影响脱壳穿甲弹的射击密集度。本文针对卡瓣膛外运动非对称性建立了统一的动力学模型,并分析了卡瓣与弹芯和卡瓣之间的碰撞问题。通过精确描述卡瓣和弹芯的膛外运动,为优化卡瓣和弹芯与提高密集度提供了必要的手段。

采用遗传算法的弹托迎风窝结构设计

针对一体化弹丸弹托易分离性和轻质化的设计要求,构建弹托迎风窝参数化外形模型,基于激波和膨胀波理论建立弹托气动力计算模型;以弹托分离加速度和弹托质量综合最优为目标函数,采用遗传算法对弹托迎风窝的外形参数进行优化设计,从而得到弹托迎风窝的优化外形。以中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托设计为例,采用提出的优化设计模型对其迎风窝结构进行优化设计,并采用基于动网格技术的弹托分离仿真模型验证其最优性。仿真结果表明:所提优化模型能够得到最优的弹托迎风窝结构;针对现有的中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹,可进一步对其弹托结构进行优化,以提高其分离快速性。

非零攻角和侧滑角条件下弹托不同步飞离的数值模拟

对弹药在不同条件下的发射过程进行研究是研制弹药的重要一环,它有助于弹药适应现代战场复杂多变的发射环境。为了提高尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的射击精度和飞行稳定性,通过非结构化动网格技术和用户自定义函数耦合计算流体力学和六自由度外弹道程序,对非零攻角和侧滑角条件下APFSDS弹托相对弹体动态分离过程进行了数值模拟,获得了非零攻角和侧滑角条件下弹托分离流场、六自由度运动参数以及弹体气动参数的变化情况。结果表明:在非对称来流的影响下,弹托分离流场呈现非对称性,引起弹托受力不均匀,从而导致弹托非对称、不同步地飞离弹体,加大弹体受到的扰动,最终降低弹丸的射击精度和飞行稳定性。

尾翼稳定脱壳穿甲弹卡瓣膛外非对称脱壳模型

尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)是杀伤地面装甲目标的利器.尾翼稳定脱壳穿甲弹在后效期脱壳阶段卡瓣和弹芯存在相互干扰使膛外运动非常复杂,影响脱壳穿甲弹的射击密集度.根据质点运动和动量矩定理的多坐标系的表达形式和脱壳穿甲弹的膛外运动和卡瓣分离规律,建立了能够更精确的描述卡瓣的膛外运动非对称性分离的动力学模型,实例计算了卡瓣的脱壳过程.该模型对分析卡瓣膛外运动和分离过程具有借鉴价值.

高速脱壳穿甲弹的中间弹道研究

该文以研究脱壳穿甲弹的中间弹道问题为主线,较详细地综述了高速脱壳穿甲弹穿越膛口中间弹道区时所受到的各种扰动因素、以及脱壳穿甲弹飞行姿态的测试技术和观察手段。扰动因素包括脱壳穿甲弹膛内运动时形成的起始偏角、在射流区受到的气动力干扰、脱壳过程的机械干扰及膛口装置的干扰。文末介绍了脱壳穿甲弹弹托的优化设计问题。

基于ANSYS/LS_DYNA软件的脱壳穿甲弹膛内发射过程仿真方法

反导用脱壳穿甲弹由于口径较小,在发射过程中膛压较高,容易出现弹托变形损坏等故障。为了研究其在膛内的动态力学特性,基于ANSYS/LS_DYNA软件,采用有限元方法分别建立了静、动力学仿真模型,针对不同的网格尺寸、约束方式等进行了仿真研究,利用试验结果对所得静、动力学仿真计算结果进行了验证。结果表明:网格尺寸在0.15 cm时仿真结果已经开始收敛,设置合理的约束方式将提高仿真结果的准确性,为后续设计研究提供参考。

基于UG的尾翼稳定脱壳穿甲弹虚拟装配技术

为了缩短尾翼稳定脱壳穿甲弹的开发周期,提出一种采用UG三维实体建模软件的虚拟装配技术。以UG三维建模软件为基础,选择自底向上的设计模式,通过分析尾翼稳定脱壳穿甲弹零部件的结构特点,分别以弹托和尾翼为例说明了对旋成体及非旋成体零部件的建模方法,对已建好的零部件通过它们之间的约束关系对弹丸进行了装配,同时实现了对弹丸爆炸图的创建;采用UG自带的分析功能对装配模型进行了干涉分析,分析结果表明:设计模型合理,并根据弹丸的装配顺序实现了在虚拟装配环境中对装配顺序的仿真及仿真视频文件的制作,采用此技术可以在尾翼稳定脱壳穿甲弹的设计和研发过程中起到很好的帮助作用,从而提高了产品设计质量,缩短了产品开发周期。

尾翼稳定脱壳穿甲弹的发射扰动

本文综述了国外APFSDS弹的发射扰动的实验研究成果.指出影响APFSDS弹精度的重要误差源是膛内效应、中间弹道效应的机械接触和气动力干扰.设想了两种脱壳方式V档米4罐氖翘拍谛BX驭lmax的贡献一般约为50%.改变弹的结构时应分别考虑这些误差源对δlmax的贡献的变化,从而才能得出正确的评价。给出了与实验较符合的误差源矢量合成并考虑相关的散布模型。

高等均值法和有限元法相结合计算穿甲弹的可靠性

高等均值法是在隐式极限状态函数下计算结构可靠性的有效方法。本文结合高等均值法和有限单元法对大长径比尾翼稳定脱壳穿甲弹进行了可靠性分析 ,考虑了载荷和材料性质的随机性、弹托和弹芯之间的配合间隙 (或过盈 ) ,得出了合理结果 ,并提出了进一步提高强度。