The Hydrodynamic Computation on Moving Base Vertical Launching of an Underwater Missile

In order to study the effects of lateral flow on the underwater missile vertical launching process considering the hydrodynamic effect, a horizontal fluid dynamics model was developed. We offered the numerical computation method in this process by using the fluent of CFD （ Computational Fluid Dynamics）software. Based on the specific examples, we carried out the computation of the model＇s drag coefficient, lift coefficient and pitching moment with its launching process. The computation results agree with the results of the experiment and the error between them is less than 10%. It shows that this computation method is viable and can be used in the system design, and the analysis of missile motion and basic structure intensity.

垂发冷弹射导弹四推冲器转弯动力学研究

针对四推冲器转弯控制技术与其他垂发冷弹射导弹转弯控制技术存在较大差异的问题,建立了导弹的转弯段线运动方程、姿态运动方程和待转信息方程;设计了转弯时序,通过引入预估模型及相应判据设计了转弯控制策略;并基于上述策略开展了参数匹配研究;通过简易装置实现了弹体轴线的大范围调节。通过仿真算例验证了所提出参数匹配关系以及转弯控制策略的有效性。

国外舰载导弹发射装置发展综述

介绍了国外舰载导弹发射装置的基本概况及发展历程,分析了固定式发射装置、回转式发射装置、臂式发射装置、垂直发射装置的优缺点及适装范围。根据冷热发射方式的特点,分析了4种发射装置安装方式、贮弹量、射界、发射效率、反应速度、可靠性、安全性等基本性能,阐明了倾斜发射、垂直发射、冷热共架发射的基本原理。垂直发射装置以射界大、效率高、反应快、贮弹量多等优点成为舰载发射装置主流,倾斜发射在近程末端区域防空方面,可提前指向目标,减少导弹近距离大幅机动时间,提升末端拦截概率,是垂直发射的有效补充。舰载导弹发射装置正在朝垂直化、通用化发展,模块化发射和电磁垂直发射是下一代舰载发射的发展方向。

潜射导弹水下垂直自抛发射过程研究

研究了潜射导弹水下垂直自抛发射过程中的复杂多相流动问题。采用多相流m ixture模型,考虑了流体的可压缩性、黏性、重力作用、气水掺混效应和能量交换等各项因素。应有限体积法(FVM)和S imp le算法,求解气水两相混合介质的RANS方程和standardk-ε湍流模式。运用自编UDF模块和动网格技术,实现了导弹出筒过程中弹体运动与气水流场的耦合求解。计算结果揭示了潜射导弹水下垂直自抛发射过程中发动机喷管和发射管内复杂多相流动的演化、流场结构和流体动力特性。

潜艇垂射导弹出筒姿态的研究

导弹出筒姿态是影响全系统性能的重要因素。通过建立潜射导弹动力学模型,研究了艇速、适配器刚度等发射条件对潜载垂直发射导弹在横向流作用下的受力和出筒姿态参数的影响。数值解析结果表明,增大艇速会使导弹的承受载荷变大,出筒姿态恶化;提高适配器的刚度可以有效减小弹体出筒时的俯仰角度以及角速度。

同心筒垂直发射装置排导燃气流的改进

研究在发射过程中导弹周围高温燃气环境对导弹产生的影响.通过同心筒内筒尾部收缩段的尺寸设计,减少高温燃气的反射,在发射筒口采用导流装置,将从内外筒间排出的燃气流导向发射筒周围,从而减少高温燃气对导弹出筒部分的烧蚀.采用数值仿真方法对两种改进措施进行计算模拟和试验研究.结果表明,两种改进对改善导弹发射过程中的热环境有一定效果.

潜载导弹垂直发射横向振动特性仿真分析

潜射导弹在出筒上升过程中是个复杂的动力学过程,直接决定了导弹出筒后的弹道变化特征。在分析了导弹的流体动力特性、弹性密封环的变形应力特征及其与弹体耦合作用的情况下,建立了潜射导弹垂直发射横向动力学模型。重点对出筒过程弹体横向振动及其特性进行了仿真研究,提出了抑制弹体横向振动的解决方法。结果表明,密封环抗压刚度和尺寸对导弹横向振动特性均有较大影响。研究结果可以为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。

同心筒发射潜载导弹过程数值研究

研究了潜载导弹水下垂直发射过程中同心筒内外流场的复杂多相流动问题。采用M IXTURE多相流模型,结合考虑水汽化的气穴模型,运用有限体积法(FVM)和SIMPLE算法,求解燃气、水、蒸汽多相的N-S方程和Standardkε-湍流模型。运用动网格技术和滑移网格技术,实现了导弹出筒过程中弹体运动与多相流场的耦合求解。计算结果揭示了潜射导弹水下垂直发射过程中同心筒内外复杂多相流动的演化、流场结构和流体动力特性。

基于虚拟样机技术的导弹垂直发射过程仿真

利用虚拟样机技术(VPT)建立了导弹垂直发射过程的动力学仿真模型。详细论述了垂直发射系统的组成、模型的简化和动力学仿真的研究方法。对不同工况下的发射过程进行动力学分析,获取了导弹发射阶段的弹道和姿态参数,分析了各部件的配合协调性和干涉情况,验证了导弹垂直发射的安全性。

垂直发射转弯复合控制分配策略研究

研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制分配策略。针对气动力与推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹复合控制数学模型,设计了复合控制回路;提出了三种复合控制分配策略:常比例系数线性分配策略、角误差的非线性函数分配策略和最小控制能量分配策略。纵向回路频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性;通过弹道的六自由度仿真,验证了复合控制策略的可行性,给出了三种复合控制分配策略的特性比较分析结果。

筒口气幕环境的导弹出筒过程受力影响

为研究在发射筒口加载气幕保护装置后所生成的气幕环境对导弹发射过程中的受力影响,基于气幕环境及动量、动量矩定理建立了导弹水下垂直发射出筒过程动力学模型并开展了仿真计算,分析了2、3 m/s 2种航速在有无气幕保护时对弹体发射出筒受力影响.结果表明:有无气幕2种工况下,随着航速的增加,指定截面的导弹出筒载荷明显增大,有无气幕2种工况弹体出筒均伴随着较大的振荡过程,气幕对出筒过程力学环境改善作用明显,尤其对于航速2 m/s工况下弹体受力大约降低了50%.研究结果可以应用于相关系统方案设计论证、弹体运动及发射安全性评估.

筒内复杂流场三维数值模拟

通过求解三维N-S方程,利用二方程紊流模型,对同心筒发射装置的筒内流场进行了三维数值模拟,得到了筒内的流场参数分布,并在分析筒内流场的基础上,得出了结论。

垂直发射舰空导弹弹道仿真研究

中远程舰空导弹的弹道模拟仿真是中远程舰空导弹战术使用研究的基础,以某型中远程垂直发射舰空导弹为研究背景建立垂直发射舰空导弹模拟理论弹道数学模型,并采用M atlab语言对所建立的模拟理论弹道模型进行了三维数据仿真验证,验证结果证明弹道特征基本符合实际弹道形状,符合进一步的战术使用研究要求,并可为舰空导弹作战仿真提供一定的参考。

导弹水下动机座垂直发射载荷建模与仿真

导弹在水下动机座垂直发射过程中,受到横向流与弹性减震环对弹体的耦合作用,造成弹体出筒过程的受力状态的复合特征,对弹体出筒安全有很大影响。为解决上述问题,基于流体力学和动力学理论,针对潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹的运动特征、流体动力特性、弹体与弹性减震环的相互作用进行研究,建立了水下动机座垂直发射导弹的横向载荷计算模型和耦合算法,并给出了载荷仿真算例。结果表明:所建立的模型与计算方法可行,可为导弹结构设计和发射系统参数设计提供研究参考和依据。

环境因素对潜射巡航导弹水中运动的影响研究

水下弹道是潜射巡航导弹区别于其它巡航导弹而特有的一段弹道,虽然导弹在水中运动时间很短,但却经历了复杂的环境变化,期间主要受到浪、流的影响。文中根据潜射巡航导弹的运动过程及特点,建立了导弹水中运动模型;以波浪平均理论为基础,根据莫里森方程建立了浪、流模型,在Matlab/Simulink环境下仿真计算了不同航向和海况下导弹运动姿态和质心位移的变化情况,结论可为研究潜射巡航导弹水中弹道提供参考和依据。

筒口气幕环境下的导弹出筒姿态数值仿真

针对潜艇带速潜射时导弹垂直发射出筒过程的力学环境,在发射筒口加载气幕保护装置来降低导弹出筒时的横向流影响,以保证导弹出筒姿态的稳定。本文基于气幕环境及动量、动量矩定理建立了导弹水下垂直发射出筒过程的动力学模型并进行了仿真计算,分别分析了10m/s、12m/s两种出筒速度下有无气幕保护对弹体发射出筒姿态的影响。结果表明:在有无气幕两种工况下,导弹的出筒姿态参数值均随着出筒速度的增加而减小,弹体出筒均伴随着较大的振荡过程;气幕对出筒姿态影响明显,尤其当出筒速度为12m/s时,有气幕工况下的出筒姿态参数值平均减小了61.9%。本文研究结果可应用于相关系统方案的设计论证及弹体运动、发射的安全性评估。

导弹垂直发射中二次流流场计算

本文应用Ｇｏｄｕｎｏｖ方法对导弹垂直发射系统的内流场进行了数值模拟，详细描述了导弹点火后二次流的形成及其对弹体的影响，为导弹的设计和发射系统的热防护提供参考。本文通过解轴对称坐标系下的无粘欧拉方程组，得到了较为满意的解，捕获了压力箱内的激波，使激波展开在２个网格。计算结果表明：Ｇｕｄｕｎｏｖ方法用于解超音速内流场问题是很成功的，其结果是稳定的、可靠的。该计算所得的结果与实验结果相当吻合，与Ｊ．Ｊ．Ｙａｇｌａ和Ｌ．Ｐ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ等人的计算一致。

反导导弹垂直发射初段控制设计初探

以国外某先进反导导弹为研究对象 ,探讨了反导导弹在空气动力舵快速响应及较高出筒速度条件下 ,快速准确地完成初始段转弯、瞄准任务的垂直发射技术的理论与工程方法。提出了一种基于轨道控制力理论的反导导弹垂直发射初段控制最优化方法及一种在工程上较为实用的导弹飞行冲角变化函数 ;此外 ,还提出了一种跨音速

潜载垂直发射导弹水下弹道建模与仿真

文章研究了潜载导弹在水下垂直发射过程中受到的力和力矩载荷,建立了潜载垂直发射导弹水下弹道数学模型,并在此基础上进行了弹道仿真及数据分析。根据不同的仿真要素,研究分析了导弹在不同条件下的运动姿态和相应的临界条件。

导弹垂直发射系统柔性多体动力学建模与仿真

基于有限元素法和修正的固定界面子结构模态综合法—Craig-Bampton法,在虚拟样机技术(VPT)仿真平台上建立舰载导弹垂直发射系统(VLS)的柔性多体动力学模型,进行了发射过程的动力学仿真,并和刚体模型的计算结果进行了对比。获取导弹发射阶段的弹道和姿态参量偏差,进行了弹体柔性变形对初始弹道特性和发射安全性影响的分析。