W型地下井发射环境数值模拟与分析

为研究导弹地下井发射环境,采用计算流体力学方法对W型井导弹发射过程的流场进行了数值模拟。通过将仿真数据与理论计算及试验结果进行对比,验证了计算模型和数值方法的准确性。采用动网格技术处理流场计算区域随导弹运动的变化过程。仿真结果表明,在整个发射过程中燃气流具有反射、引射和充分发展3个阶段,造成发射环境参数有较大变化。分析了压力和温度参数的变化规律。该数值算法和仿真结果可推广应用于发射井的设计、优化及改进。

风载荷作用下井基导弹冷发射动力学仿真

为论证井基冷发射系统在恶劣环境下执行发射任务的可靠性,基于动力学原理和有限元分析软件ABAQUS建立冷发射系统仿真模型,提出一种适用于工程的模拟风载荷作用方法,以导弹的偏移、偏航和适配器受力为技术指标,分析各级风力对冷发射系统的影响。研究结果表明,在导弹出筒过程中风载荷会使其顺风向偏移,但不会偏航过大,合理布置适配器可以为导弹提供有效的支撑和导向作用。该研究可对设计井下冷发射系统和确定导弹出筒姿态提供技术支撑。

无冷却式发射动力系统的内弹道研究

根据无冷却式发射动力系统的特点,将其工作过程划分为燃气发生器和发射筒两部分,建立了燃气发生器和发射筒工作过程的数学模型,并对其内弹道特性进行了研究,为研制新型动力发射系统提供参考依据和研究手段。通过对燃气发生器计算结果进行试验验证,证明了其可行性和计算精度。针对不同发射深度和装药量的工况进行数学仿真发现,无冷却式发射动力系统做功能力很强,导弹可以达到很高的出筒速度,实现大深度发射。同时,发射深度和装药量对无冷却式发射动力系统的内弹道性能影响很大。

发射井内导弹悬挂系统减振性能研究

为研究井下导弹不同悬挂方式的工作特性及其性能差异,实现悬挂系统的优化设计,以俄罗斯SS-18导弹及发射平台为研究对象,基于有限元分析软件ABAQUS对四种典型井下导弹悬挂系统建立了动力学仿真分析模型,研究爆炸地冲击载荷来袭时导弹和发射筒的动态响应,并对比四种典型悬挂方式的减振效果。研究结果表明,四种悬挂方式对地冲击有不同的减振效果,差别明显,其中下支承式悬挂方式有最好的减振性能,斜吊式会使加速度峰值上升,笼式悬挂方式的晃动控制效果较差,摆式悬挂方式的减振效果相对最差,且无法完全复位。该研究可为井下导弹悬挂系统的选型和优化设计提供参考。

筒射导弹发动机点火可靠性分析

以决定筒射导弹发动机点火可靠性的安全机构的可靠性为研究对象,利用FMEA方法对其进行定性分析,使用RBDA方法对其进行定量分析。在定量分析过程中,采用成败型单元的可靠性评定方法进行了定量计算。根据工作实践对如何确保发动机点火可靠性提出了几点建议。

钻地弹侵彻发射井上盖毁伤研究

利用ANSYS/LS-DYNA建立了370 mm口径钻地弹侵彻发射井钢筋混凝土上盖的数值计算模型,完成了钻地弹对上盖侵彻过程的数值计算,获得了侵彻速度、应力、应变等瞬动结果,预估了钻地弹的侵彻特性及上盖的抗毁伤性能。研究所采用的模型、参数及结果能较为准确的反映钢筋混凝土上盖在侵彻作用下的破坏过程,为发射井上盖的防护性能研究提供重要参考。

井下火箭发射燃气对消音层冲蚀损伤模型及特性

井下火箭发射过程中消音层在发动机高温、高速燃气流作用下存在冲蚀损伤,会影响火箭发射安全,系统分析消音层燃气冲蚀损伤特性,对消音层的后期修复以及地下井结构优化具有重要意义。消音层冲蚀损伤是复杂的热-流体-固体多场耦合问题,以典型玻璃丝棉消音层为例,建立玻璃丝棉相变传热和烧蚀损伤数学模型;基于燃气流场数据提取与预处理、插值程序编写和有限元分析软件Abaqus用户子程序开发,搭建消音层燃气冲蚀损伤仿真平台,采用子模型技术,建立玻璃丝棉烧蚀数值仿真模型;对玻璃丝绵烧蚀过程进行仿真,并分析地下井井筒直径、燃气射流初始冲击高度及发动机建压速率3个因素对玻璃丝棉烧蚀损伤的影响;通过玻璃丝棉原理性冲蚀试验对数值仿真模型进行验证。结果表明:玻璃丝棉普遍发生烧蚀,且主要发生在回流和失稳阶段,沿地下井周向分布差异较小,沿轴向越靠近底部烧蚀越严重;减小井筒直径或增大建压速率将加剧烧蚀,增大冲击高度会减少烧蚀;试验结果显示玻璃丝棉都有一定的烧蚀,证明建立的仿真模型是正确的。