一种双级弹射作动筒对抛分离输出特性研究

为满足武器系统低过载对抛分离功能要求,设计了一种对抛式双级弹射作动筒,基于零维内弹道理论建立了对抛式双级弹射作动筒内弹道模型,对其分离输出特性进行了仿真,并对内弹道模型的准确性进行了试验验证。结果表明,对抛式双级弹射作动筒内弹道模型准确可靠,压强仿真曲线与实测曲线基本吻合,分离输出参数仿真值与实测值基本一致,误差不超过5%。本研究能够为同类型对抛式双级弹射作动筒的设计提供理论指导。

弹射作动单元接口刚度影响分析

针对弹射作动单元接口刚度受多种因素影响,优化设计迭代慢的问题,基于Workbench仿真平台,应用有限元仿真技术,构建弹射作动单元接口刚度的数值模型,并应用理论力学建立俯仰刚度的数学模型,通过该数学模型评估数值模型的置信度,发现该数值模型具有较好的精度。使用该数值模型研究静态载荷、弹射载荷、安装板厚度和刚度调整板移动距离对弹射作动单元接口刚度的影响。仿真结果表明:安装板厚度在范围10~15 mm内,垂向刚度和俯仰刚度随着刚度调整板移动距离的增大,整体呈减小趋势。在刚度调整板移动距离一定时,垂向刚度和俯仰刚度随着厚度的增大而增大。与静态载荷条件下的仿真结果相比,弹射载荷对安装板垂向位移、俯仰位移和俯仰刚度的影响重大,对垂向刚度也有一定影响,但其影响较小。该研究结果可为弹射作动单元接口刚度的设计提供理论基础。

导弹弹射机构的建模与仿真研究

根据热力学运动定律建立的氮气作动筒的数学模型与机构的等效动力学模型耦合起来,组成了整个弹射机构的数学模型。采用Matlab中的ODE45解算器可以求解该模型进而对机构进行仿真。仿真的结果表明,作动筒气源的压力以及弹体质量的变化对弹体分离时的线速度和俯仰角的影响不显著。

基于数据驱动的弹射救生可视化软件开发

以第三代弹射救生系统为基本仿真对象,根据实际座椅系统的工作过程,基于Unity3D游戏引擎,数据驱动3DsMax建模软件建立的三维仿真实体模型,结合基于C#编程开发语言的Visual Studio 2010开发平台,利用计算机图形图像生成技术,将弹射救生过程中的相关信息以三维图像直观地显示出来,表现人椅系统出舱过程、离机过程和人伞系统工作过程在真实的实验数据驱动下弹射救生全过程;通过开发弹射救生可视化软件系统,把弹射救生这一复杂过程直观形象地展现出来,为研究防护救生技术提供一条行之有效的手段。

某型三级作动筒气动弹射系统仿真研究

某内置式导弹垂直弹射系统中的气压传动模块的动力源为三级作动筒,通过对该弹射装置及其三级作动筒工作原理的分析,采用虚拟样机技术对其工作过程进行了系统建模和仿真分析。基于仿真结果分析了不同气瓶初始压力下的气瓶和作动筒无杆腔压强随时间变化的关系,以及三级活塞杆位移和速度随时间变化的关系。基于多组仿真数据的拟合结果反解得到了符合该型弹射系统的设计要求的初始气压,为该型导弹弹射系统的优化设计和投入使用提供了理论依据。

基于兰姆波谐振MEMS阵列的无喷嘴微液滴喷射研究

基于微机电(MEMS)兰姆波谐振器(LWR),设计了一种可在1μL液体中聚焦声波的压电声波执行器件,实现了皮升级液滴的生成和无喷嘴喷射。该压电声波执行器由8个谐振频率为247.6 MHz的LWR组成,通过物理场有限元仿真计算,设计了可在中心50μm区域内实现声波聚焦的器件结构。在实验中,通过制作的声波聚焦器件,观察到在1μL液体表面生成并喷射出皮升级小液滴现象。通过对输入功率的控制,可以实现单液滴喷射、多液滴连续喷射、以及局部沸腾多向喷射。液滴喷射系统利用声波聚焦产生的声流体效应实现无喷嘴的液滴喷射,在多个工程领域尤其是微流控方向有广阔的应用前景,如多向液滴喷射、细胞位置操控等。

小行星着陆附着系统弹射机构设计

小行星弹射着陆附着系统弹射机构用于将锚装置以一定初速射向小行星表层,从而实现着陆器在小行星表面的有效固定。弹射筒与延时作动器组成了一个火工弹射机构,弹射筒将锚装置以一定的速度弹出;延时作动器是锚装置的重要组件,采用机械式触发,用于在锚装置射入小行星表面以后延时将锚装置内部机构强力展开,起到增大锚装置附着力的作用。弹射机构弹射锚装置相对于弹射锚装置配质量的弹射速度大幅下降,是由于延时作动器的延期针刺雷管工作后产生高压燃气,推动延时作动器的推杆反向撞击弹射筒活塞,与活塞形成了一个类似于"空气弹簧"造成的。通过增加延时作动器卡箍的方式将推杆击发雷管后锁住,达到防止反弹撞击活塞降低弹射速度的目的。该设计方式对弹射机构的内部结构设计提供了一种新的思路和方法。