弹道特性

摘要： 弹丸并联入水工况在实际作战环境中时有发生,然而针对超空泡射弹并联入水的研究较少。基于重叠网格技术,采用RANS方程、Schnerr-Sauer空化模型、Realizable k-ε湍流模型对超空泡射弹入水过程进行数值模拟,计算值与试验数据吻合情况良好,验证了数值方法的有效性。对不同弹丸间距及不同初速下的超空泡射弹开展多工况数值模拟,详细分析并联超空泡射弹的入水流场特性及弹道特性。研究结果表明:弹丸间距过小将对弹道稳定性产生不利影响;初速一定时,弹丸间距越小,弹丸产生的空泡对称性越差,弹丸所受横向力越大,弹道稳定性越差;弹丸间距越小,弹丸内侧沾湿现象越明显,速度衰减越快;随着弹丸间距的增大,弹丸之间的干扰将逐渐减弱,当弹丸间距增加到3 D时,两弹丸之间几乎无干扰。

摘要： 针对舰船在海面受到反舰导弹攻击的问题,采用悬浮火箭将导弹导引至舰船外安全区域的方法进行规避。对于悬浮火箭的工作过程,提出一种控制方案,首先是利用仿真软件搭建悬浮火箭的六自由度仿真模型,为使悬浮火箭在爬升段、平飞段进行可控飞行,对姿态采用阻尼回路、姿态回路双回路反馈控制,对高度采用“高度+速度”的双回路反馈控制,同时对速度采用“速度+加速度”的双回路反馈控制。仿真结果表明,这种控制方案是可行的,悬浮火箭在悬浮阶段能够保持稳定的姿态,并能够控制高度与速度进行稳定飞行,弹道特性基本满足要求。

摘要： 目的 快速预测回转体高速入水过程中的空泡形态发展和分析回转体高速入水后的弹道特性。方法 基于空泡截面独立扩张原理,建立回转体高速入水非定常超空泡计算方法,通过高速水动力计算方法,结合回转体动力学方程,实现回转体运动参数的求解。结果 通过与文献试验结果对比,验证了回转体高速入水弹道模型的可靠性。对比试验结果,模型的预测误差在10%以内,可满足回转体高速入水弹道预测需要。利用所建立的弹道模型计算了回转体在高速垂直、倾斜入水2种工况下的空泡形态、运动参数变化。发现回转体高速入水过程中,空泡会影响回转体的运动,回转体速度衰减主要和空化器阻力有关。回转体在受到扰动角速度的影响后,滑行力会改变回转体的姿态角和攻角,并使弹道发生弯曲,但有助于回转体运动的稳定。结论 在入水空泡能完全包裹回转体的情况下,可对回转体进行结构优化,增强回转体尾拍运动中受到的滑行力,提升回转体高速入水运动稳定性。适当减小空化器直径,能降低回转体入水过程中的阻力,并增加射程。

摘要： 研究入水角度对高速射弹入水过程的空泡形态、弹道特性及流体动力特性的变化规律,计算中使用VOF(volume of fluid)多相流模型,Schnerr and Sauer空化模型,同时结合重叠网格和6DOF(degrees of freedom)技术对射弹的入水过程开展数值模拟.结果表明:射弹两侧空泡形态不对称,与左侧空泡相比,右侧空泡尺寸较大;射弹入水以后,入水角越小,射弹质心处的速度越大;入水角为45°时,俯仰角、偏航角、滚转角的波动范围更小;射弹在撞击水面时,阻力和升力出现了一个峰值,但侧向力没有出现峰值,而是一段微小的波动;入水角度对射弹流动稳定阶段的滚转力矩、偏航力矩及俯仰力矩影响非常小.

摘要： 斜截头弹体的入水会发生姿态偏转和弹道弯曲。从理论上分析弹丸在水中的偏转过程,得出斜截头弹体姿态偏转方程。利用AUTODYN软件对斜截头弹体入水过程进行数值模拟,基于模拟结果提出描述弹体质心轨迹的经验公式,并通过试验验证其准确性。设计炮射垂直入水试验,利用高速摄像机记录弹丸的撞击速度和运动过程。试验结果表明:理论分析得出的姿态偏转方程可靠,数值模拟和基于数值模拟得出的质心弹道经验公式的预测精度可信。

摘要： 为研究衡重参数对超空泡射弹有效射程的影响,基于流体体积多相流模型和刚体空间运动方程组,建立超空化流场和刚体运动相耦合的仿真方法,通过与文献[23]试验结果对比验证仿真方法的合理性。通过仿真计算研究超空泡射弹的水下弹道运动特性,获得质心位置、质量等典型衡重参数对射弹有效射程的影响规律。研究结果表明:超空泡射弹的水下弹道具有稳定尾拍现象,尾拍的波长和振幅近似恒定;后移质心可有效增加超空泡射弹的水下增程,质心位置后移9%,水下射程提高14%;增加射弹质量可显著增加水下射程,质量增大150%,水下射程提高70%。

摘要： 根据高超声速制导炮弹飞行空域大、气动参数多元非线性的特点,建立适配的6-D运动方程和自由扰动运动方程,并对某弹型进行了弹道仿真;调整6-D运动方程中的初始射角Λ,计算最大射程角,掌握射程等参数随射角Λ的变化规律;调整尾翼导转力矩系数m_(xw),采用蒙特卡洛法计算并分析了平衡转速n对低旋高超声速炮弹的散布的影响;分别采用平面、球形和椭圆大地假设对6-D运动方程进行了解算,并分析了地球转速Ω和扁率α_(e)对弹道特性的影响。结果表明:研究的尾翼式低速自旋高超声速炮弹能够保持飞行稳定,具有良好的弹体稳定性;为了适配安装控制系统后的控制能力、增加落点动能,应设计平衡转速n=8.7 r·s^(-1)。

摘要： 为解决鸭式布局双旋弹控制飞行时的飞行稳定性问题,基于建立的七自由度刚体运动模型,推导得到该弹的攻角运动微分方程、陀螺稳定性、动态稳定性与追随稳定性判据,对其弹道特性和运动稳定性进行子数值计算与分析。结果表明,鸭舵启控时刻与最大舵偏角对控制通道的修正效果影响较大,同时会引起其他通道的附带控制偏差;过大的舵偏角会引起攻角发散,破坏飞行稳定;鸭舵启动控制后,得益于后体高速旋转,攻角剧烈震荡但不发散,高转速、低初速和小静力矩系数是鸭式布局双旋弹维持陀螺稳定性和动态稳定性的必要条件;增大升阻比有利于保证弹体的动态稳定性。

摘要： 采用基于气体动力的高速射弹并联发射装置,开展并联射弹水下运动的实验研究.利用高速摄像机得到射弹水下运动的画面,并通过图像处理技术提取出流场的演化过程以及射弹的弹道参数,在此基础上分析并联射弹空泡的演化机理和脱落特性,得到了射弹间距对并联射弹水下运动过程的影响.结果表明,并联射弹双空泡受彼此流域压力梯度的影响而表现出不同的演化特性.随着射弹间距的增大,双空泡之间的耦合影响逐渐减弱,下方射弹空泡尺寸逐渐增加,弹道稳定程度逐渐增强,异步并联射弹的尾迹脱落由分叉模式到靠拢模式最后为孤立模式.实验结果对水下多弹体的并联发射具有一定的指导作用.

摘要： 为探究某9mm手枪弹侵彻木质靶板的弹道特性,以中密度板(mediumn density fiberboard,MDF)为研究对象进行了弹道侵彻试验,通过减装药和角度可调节靶架获得了不同速度和弹着角下弹头的剩余速度和侵彻深度等关键信息;通过Poncelet阻力模型对试验结果进行了分析,并得出侵彻深度与侵彻速度之间的关系式;建立了手枪弹侵彻MDF的数值计算模型,对不同速度和不同弹着角的弹头偏转行为进行了研究,并得到了临界跳飞角度与着靶速度之间的函数关系.结果表明,弹头正侵彻25 mm厚度的MDF时,能量损失量与入射速度具有线性相关性;弹头侵入MDF时均会产生负方向偏转,弹头速度降低或者弹着角减小均会使负方向偏转角度增大,当弹头低速穿透MDF或者弹着角小于45.时,弹头侵彻MDF过程中会产生较大角度偏转,在射出MDF时出现弹道转正现象.

摘要： 本论文的主要研究工作是研究非对称异构头型对航行器入水空泡及弹道特性的影响规律,通过开展不同构型头型的航行器入水冲击试验,揭示在佛汝德数62～322范围条件下入水空泡生成演变机理、入水弹道变化特性.实验采用了高速摄影的方法,研究了同一切距下分别是35°,40°,45°三种不同切角的头型的航行器在5～12m/s的不同冲击速度和60°,70°,80°和90°的不同冲击角度下入水后的弹道轨迹和入水空泡的演变过程.研究结果表明:带有非对称异构头型的航行器入水后的弹道轨迹出现了较大幅度的偏转,偏转幅度的大小主要与航行器的头型,入水角度,入水速度相关.在同一入水角和入水速度下,头型切角更小的航行器弹道偏转更加显著;在不同实验工况下,航行器姿态角随时间的变化遵循抛物线变化规律;不同切角的非对称异构头型的航行器入水带空泡能力不同,切角越小,带空泡能力越强;在同一入水角和入水速度下,头型切角更小的航行器在斜入水时形成的开口空腔的直径更大;不同切角的非对称异构头型的航行器入水空泡稳定性存在差异,切角越小,其入水空泡稳定性越差,空泡更容易溃灭.

摘要： 稀薄大气地外天体着陆探测是航天发展的重要领域,其关键环节是进入器进入减速过程.由于地外星体大气分布规律与地球存在较大差异,所以进入器减速的需求有所不同.本文针对稀薄大气天体进入任务进行研究,通过对其大气层特点分析,获得进入器气动外形减速基本需求;利用弹道平面内简化动力学模型,确定了弹道系数和进入角为影响弹道特性的两个主要可设计参数.文中以火星进入任务为例,开展了以上两个参数对弹道特性的影响分析,通过比较不同参数组合情况下的减速性能,提出了适应减速需求的最大弹道系数要求,获得了使弹道减速性能较优、稳定性较好的进入角值.本文取得的结论可直接用于算例相同的进入器总体参数选择,采用的分析方法可拓展用于其他有大气星体的进入器参数优化设计.

摘要： 弹丸撞击多层钢筋混凝土靶，弹体受到多次脉冲载荷的作用，弹体会产生一系列复杂的动力学响应，可能会引起弹丸飞行稳定性问题。本文利用ANSYS／LS-DYNA软件，采用数值模拟方法分析了弹丸在撞击多层靶的过程中弹体结构强度以及弹靶的破坏效应。通过对弹丸的速度、加速度、角速度、角加速度分量等物理量在大地坐标系和弹上坐标系下的转化，分析了这些量在穿靶过程中的变化，获得了弹丸穿甲的终点弹道特性。

摘要： 为了研究高速射弹跨介质入水过程中的弹道特性,超空泡形态以及阻力特性,采用VOF多相流算法、k-w SST湍流模型和Sehnerr-sauer空化模型,运用动网格技术,对某一型号高速射弹跨介质入水过程进行了数值模拟.得到了射弹的阻力特性曲线、速度衰减曲线、入水深度曲线以及空泡形态图.将计算结果与理论解进行了对比,吻合良好.结果表明:高速射弹入水过程中可以形成覆盖弹身的超空泡,实现有效减阻.在弹体入水瞬间,阻力达到最大,弹体速度在形成稳定的超空泡前衰减很快,随后由于超空泡的形成导致阻力减小,弹体速度衰减变慢.

摘要： 分析了导弹攻防对抗中的弹道建模问题,为了满足快速性、高精度的要求,分别针对导弹在初制导段和中制导段的弹道特性,提出了弹道建模方法,通过与控制弹道仿真结果的对比分析,验证了本文方法的快速性和高精度.

摘要： 通过弹体斜侵彻钢靶的量纲分析,获得了影响弹体最大侵深、过载和弹道偏转角的主控参量,基于ANSYS/LS-DYNA软件的数值研究,得到了不同初速、碰撞角、攻角,以及质心相对位置对弹体斜侵彻过程中侵深、速度、过载、翻转力矩和弹道偏转角随时间的变化曲线,通过正交试验设计方法的仿真分析,获得了不同因素对斜侵彻过程中最大侵深、最大过载和弹道偏转角影响的主次关系,并进行了各因素对仿真试验结果的显著性分析,该研究可为低速弹丸与中厚钢靶的斜侵彻弹道分析提供参考.

摘要： 依据平台对子弹减速减旋要求,进行增阻尾翼设计.建立SST湍流模型,求解N-S方程,以及风洞缩比模型试验,研究了模型振动在不同迎角下流场和气动力的变化规律,对比了不同尾翼设计的增阻效果,通过理论计算对外弹道特性进行了探讨.结果证明,在亚音速下,弹丸阻力系数、落地水平位移散布与尾翼片面积呈近似线性增长,落地速度与尾翼片面积成反比关系.可为优化设计提供依据.

摘要： 基于Navier-Stokes方程,考虑气液间相交,采用大涡模拟湍流模型,PISO算法及VOF方法,利用自行开发程序对三维高速航行体的非定常空泡流动进行了数值模拟研究.研究了Kunz空化模型对高速航行体空泡形态的影响,以及计算了不同空化数条件下的水动力系数.通过计算结果得到超空泡从航行体头部初生至完全包裹弹身的形成过程,计算不同攻角条件下的超空泡形态,并给出航行体表面空泡厚度分布曲线,分析不同攻角对超空泡形态特性的影响规律,将计算结果与实验数据进行对比,两者吻合较好.研究结果为进一步研究水下高速航行体的水动力特性和弹道特性问题提供理论基础.

摘要： 水下高速航行体的运动速度及变化规律是衡量其水动力特性和弹道特性的重要指标，也是研究其超空泡形成与减阻特性的重要参量。针对已往线圈靶测速方案、光幕靶测速方案等存在测速精度低、可靠性差等问题，综合考虑高速航行体水下运动存在干扰因素多、环境压力变化大、测速靶难于完全密封等因素，基于定距测时法，采用接触性区截装置锡箔靶和嵌入式微处理器硬件系统研制了适应水下环境的锡箔靶测速系统。通过航行体水下航行试验验证，研制的测速系统可以测量水下超空泡航行体的航行速度，航行坐标和姿态，为进一步研究水下超空泡航行体的水动力特性和运动特性提供了试验手段。

摘要： 本文充分分析了枪弹外弹道特性,研究空气动力对枪弹的影响,经弹道仿真计算确定弹道模型及符合新方法,进行了高射跳角论证,提出利用立靶数据编拟对空射表的新思路.解决了主弹种:非曳光枪弹对空射表编拟问题.

摘要： 本发明属于雷达技术领域，公开了一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，可用于弹道回波信号时频特性分析；包括：接收多波段回波信号，对各波段回波信号依次进行统一的分段；在所述的分段信号各子块内，利用修正离散线性调频傅里叶变换进行调频傅里叶基编码；在所述的同一时间段的多波段子块内，对估计结果进行联合稀疏化估计，得到各通道子块输入信号的主线性调频分量；在所述的各波段分段子块内，使用子块输入信号减去估计的主线性调频分量得到残差信号；将残差信号作为下一步的子块输入信号，重复上述步骤直到分离出预设的线性调频信号数量；拼接主通道子块估计结果得到主通道回波的时频曲线。

摘要： 本发明提供了一种多赋值法的扰动引力场对不同形态弹道影响特性分析系统及方法。该系统采用模块化思想构建，计算速度快精度高，能够适应不同任务、不同弹道形态的扰动引力影响特性分析要求，提高了分析结果的可信度。本发明的优点在于提供了良好的交互界面、集成了通用的导弹动力学模型库和扰动引力计算方法库，便于系统的操作和功能扩充。

摘要： 本发明公开了一种基于质量特性的自旋弹道式再入返回舱，属于自旋弹道式再入的返回舱技术领域，它包括：头壳、稳定裙、裙底、第一质量组件、第二质量组件及第三质量组件；所述头壳顶部安装有头部配重结构；头壳锥台的大端与稳定裙的小端对接，裙底与稳定裙的大端对接；第一质量组件的仪器盘通过沿圆周方向均匀分布的支撑腿固定在稳定裙的上端框上；第二质量组件的平台通过沿其圆周方向均匀分布的支腿与稳定裙的中间隔框连接；第三质量组件的伞舱装置的安装端与第二质量组件连接；本发明根据返回舱设定的质心和压心的位置关系，以及中心惯性主轴与几何轴的夹角关系，合理分配各组件的重量和安排设备的布局，使质量特性满足要求。

摘要： 本发明公开了基于球形杀伤元运动特性的弹道明胶标定方法，通过目测的方式来对明胶靶标的外观形状和透明度进行测试，在进行实验之前，场地确定后，通过温度传感器来检测实验场地中的温度，通过湿度传感器来检测实验场地中的湿度，通过风力传感器来检测实验场地的风力和风向，本发明通过对制作过程中的保温时间进行控制，在明胶靶标制作成型后对其材料强度进行测试和标定，在实验之前对场地的温湿度和风向风力进行检测，防止外界的因素对实验的结果造成影响，以通过对各个不同因素的处理和规避的方式，实现了在最大程度上保证实验结果的准确性，且通过准确的实验数据为科学建立标定弹道明胶参数奠定精确的基础。

摘要： 本发明属于雷达技术领域，公开了一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，可用于弹道回波信号时频特性分析；包括：接收多波段回波信号，对各波段回波信号依次进行统一的分段；在所述的分段信号各子块内，利用修正离散线性调频傅里叶变换进行调频傅里叶基编码；在所述的同一时间段的多波段子块内，对估计结果进行联合稀疏化估计，得到各通道子块输入信号的主线性调频分量；在所述的各波段分段子块内，使用子块输入信号减去估计的主线性调频分量得到残差信号；将残差信号作为下一步的子块输入信号，重复上述步骤直到分离出预设的线性调频信号数量；拼接主通道子块估计结果得到主通道回波的时频曲线。

摘要： 本发明提供了一种多赋值法的扰动引力场对不同形态弹道影响特性分析系统及方法。该系统采用模块化思想构建，计算速度快精度高，能够适应不同任务、不同弹道形态的扰动引力影响特性分析要求，提高了分析结果的可信度。本发明的优点在于提供了良好的交互界面、集成了通用的导弹动力学模型库和扰动引力计算方法库，便于系统的操作和功能扩充。

摘要： 本发明公开了一种基于质量特性的自旋弹道式再入返回舱，属于自旋弹道式再入的返回舱技术领域，它包括：头壳、稳定裙、裙底、第一质量组件、第二质量组件及第三质量组件；所述头壳顶部安装有头部配重结构；头壳锥台的大端与稳定裙的小端对接，裙底与稳定裙的大端对接；第一质量组件的仪器盘通过沿圆周方向均匀分布的支撑腿固定在稳定裙的上端框上；第二质量组件的平台通过沿其圆周方向均匀分布的支腿与稳定裙的中间隔框连接；第三质量组件的伞舱装置的安装端与第二质量组件连接；本发明根据返回舱设定的质心和压心的位置关系，以及中心惯性主轴与几何轴的夹角关系，合理分配各组件的重量和安排设备的布局，使质量特性满足要求。

摘要： 本发明公开了一种基于卡尔曼滤波与弹道方程融合的水中三维弹道拟合方法。该方法针对目前水中高速射弹三维运动轨迹参数精确测试能力的不足，融合水中弹道方程与卡尔曼滤波方法，实现正交双目高速相机下的水中高速射弹三维运动轨迹精确测试。首先，搭建高精度小型水中弹道测试平台；然后，利用正交双目高速相机捕获水中高速射弹的运动过程图像序列；接着，采用基于Canny算子的图像处理算法，准确提取正交图像平面中的弹头图像坐标；最后，基于水中弹道方程与卡尔曼滤波原理融合方法，精确拟合出水中射弹的三维弹道。实验证明，本发明提出的基于卡尔曼滤波与弹道方程融合的水中三维弹道拟合方法，通过水中弹道方程预测与卡尔曼滤波方程更新，能够得到高精度三维弹道拟合结果，能为水中弹道相关参量的高精度测试提供数据支持，在实际工程应用中具有一定的可行性。

摘要： 本发明提出一种等离子体点火下混合装药内弹道特性参数的计算方法。确定脉冲电源放电参数；建立等离子体增强作用下火药燃速公式；确定两种火药的形状函数；建立弹丸运动方程及电热化学发射内弹道方程；将输入电能代入电热化学发射内弹道方程，结合火药燃速公式及形状函数进行时间推进求解，利用弹丸运动方程及电热化学发射内弹道方程最终得到弹丸出膛过程中的膛内压力及弹丸速度曲线。本发明解决了现有电热化学发射内弹道模型中仅考虑单一装药结构的问题，能够快速有效计算混合装药结构下电热化学发射弹丸出膛过程中的膛内压力及弹丸速度曲线。

摘要： 本发明涉及发射药技术领域，具体涉及一种片状多层发射装药内弹道特性参数的计算方法。本发明采用燃速比的方法表征多层发射药的燃烧渐增性，解决了多层发射药燃烧渐增性仅能定性表示无法定量表征的问题。本发明采用过渡层渐变函数的方法，优化了多层发射药内弹道计算，使得经过一次内弹道循环就可以获得片状多层发射药的内弹道特性参数。采用由外层向内层方向的同一坐标方式，使发射药在燃烧过程的特性参数全部转变为与该坐标为变量的单一关系，能够定量表征多层发射药的燃烧渐增性，适用于任意多层复杂结构的发射药。