摘要：为探索平方和规划方法在弹箭非线性吸引域估计中的应用,对计及高阶静力矩的无控尾翼弹平面角运动进行多项式化处理,并开展了非线性吸引域估计,通过构造李雅普诺夫函数并利用V-s迭代算法,得到了精度较高的吸引域估计;考虑法向力系数、俯仰力矩系数、赤道阻尼力矩系数以及马格努斯力矩系数的非线性,利用平方和优化得到脉冲末端修正迫弹空间角运动的非线性吸引域估计,由此获得脉冲参数(脉冲冲量和轴向作用位置)的有效组合范围,据此形成脉冲控制弹箭的参数设计方法。研究结果表明,利用平方和规划方法估计弹箭角运动的非线性吸引域,具有较高准确性,将估计结果用于弹箭参数设计是可行和有效的。

摘要：为提升旋转稳定弹的射击精度,将微型扰流片应用于旋转稳定弹,可以为弹丸提供侧向升力、改变弹体姿态,继而达到改变飞行轨迹的目的。通过数值模拟方法计算扰流片轴向力系数、法向力系数和静力矩系数,分析扰流片气动系数随外形参数和马赫数的变化规律,以及外形参数和马赫数对平衡攻角的影响;以扰流片主要外形参数为设计变量,以弹道修正量和终点存速为目标,考虑攻角、修正能力、扰流片尺寸等约束,建立多目标优化设计模型,并采用遗传算法获得全局最优解。结果表明:采用扰流片对弹丸进行姿态调整、弹道修正的方法可行有效;在亚跨声速段扰流片外形参数存在升阻比最优解,在超声速下升阻比随马赫数增加呈下降趋势。

摘要：为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明:求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。

摘要：为开展外弹道测试、动力学特性研究等需要,经常在枪弹外部安装各种用于飞行状态测量的装置。由于枪弹在发射及飞行中的状态受到各种随机因素的干扰,直接影响测量输出。为更好地开展试验设计及相关数据处理工作,采用姿态测量装置测量枪弹转动角速度的方案,以5自由度刚体弹道方程组为基础,采用基于蒙特卡洛打靶的Sobol全局灵敏度分析方法和傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST),就姿态测量的输出对初速跳动、起始扰动等因素的敏感程度开展定量研究。定量分析结果表明:(1)初速和初始攻角对姿态测量装置沿弹体径向的输出影响较大,初速对姿态测量装置轴向输出的影响较大;(2)Sobol法和EFAST法均可定量分析参数对输出变量的贡献率,但EFAST法的计算更为稳健、高效。

摘要：为能够精确预测埋头式弹药的内弹道特性,了解埋头式弹丸动态冲击挤进过程中尼龙弹带的变形形态、失效模式及刻槽形成机理。利用LS-DYNA软件,建立计及挤进系统复杂结构和埋头式弹丸动态冲击特性的三维有限元模型,并进行模拟仿真。结合埋头式弹药两级点火和火药程序燃烧的新原理,进一步建立埋头式弹丸挤进过程初始内弹道与挤进完成后内弹道的一体化模型,并对比数值计算与试验测试结果。对比结果表明:弹带材料直接受膛线作用发生断裂失效模式主要以剪切失效为主,挤进过程分为初期依靠初始速度减速挤进与后期火药燃气推动加速挤进阶段,两阶段弹带材料受膛线挤压均产生大变形,相应的挤进阻力也较大,最终通过拟合得到了弹丸动态冲击挤进阻力表达式,并与内弹道方程耦合建立了埋头式弹丸内弹道一体化精确模型,该模型计算结果与试验吻合较好,验证了其准确性,为今后这种新型弹药的装药结构设计提供了有益的参考。

摘要：为了分析并定量描述微型扰流片在旋转稳定弹上的应用效果,采用计算流体力学方法,对带微型扰流片的旋转稳定弹在不同马赫数下的流场进行研究。通过分析扰流片和弹体表面压力分布,讨论了扰流片尺寸变化对扰流效果的影响,得出了扰流片轴向力系数、法向力系数及静力矩系数随外形参数的变化规律。结果表明:采用扰流片作为气动执行机构能产生较大的操纵力,其附加法向力方向与弹体攻角方向相同;增加扰流片面积能有效提高弹丸的升阻比;法向力系数、静力矩系数与扰流片高度呈良好的线性关系,该线性关系在超声速下更为明显。

摘要：为提高炮弹气动力计算的精度,常需要通过计算流体力学数值仿真反复迭代计算炮弹的气动参数,优化效率较低。本文提出一种基于多可信度代理模型的气动外形快速优化方法,在保证计算精度的条件下大幅提高计算效率。以某滑翔制导炮弹的鸭舵外形优化为例,采用两种可信度样本训练出多可信度代理模型代替耗时的计算流体力学仿真获得气动参数,依据滑翔升阻比最大、稳定性与机动性相匹配等设计要求,利用遗传算法搜寻鸭舵的最优外形参数。与初始方案相比,优化方案在升阻比方面提升显著。通过与数值模拟结果对比,该方法对升阻比的预测平均误差为1.94%,精度较高,同时计算量大大降低,验证了其可行性和有效性。

摘要：足式打击平台在现代战争中具有巨大的军事潜力和作战效能.为探究发射载荷作用下足式打击平台的力学特性和射击扰动情况,以四足运动平台作为机动平台,在对其火力打击载荷进行结构设计的基础上,构建了平台的刚柔耦合发射动力学模型,并就不同射击工况下四足打击平台的发射过程进行了仿真分析,最后对四足打击平台进行了实弹试验验证.结果表明:静载工况下,四足打击平台的关节力矩分布均呈现出不均匀态势,平台载弹量对各关节的力矩分配有着直接影响;动载工况下,发射载荷的作用给关节造成了较大的力矩冲击和振荡,并产生了射击枪口扰动,其中,连发工况由于多发振动的耦合作用,相较单发工况冲击力矩增长了25.8%,平均射击枪口扰动量达到2.15 mm;采用双向阻振缓冲器可有效地抑制打击平台连发射击扰动,平均射击枪口扰动量为1.02 mm;实弹试验表明相较于刚性连接,采用双向阻振缓冲器的四足打击平台其百米半数散布圆半径减小了47.0%.

摘要：针对采用扰流片控制的旋转稳定弹道修正弹,为寻求合理、高效的控制方案设计,必须尽可能准确地获取扰流片气动参数,故有必要开展该类修正弹的扰流片气动参数辨识研究.在设计及扰流片附加力和力矩的飞行动力学模型基础上,利用最小二乘准则建立目标函数,以扰流片的轴向力系数、法向力系数、静力矩系数为待辨识参数,以带自适应变异算子的差分进化算法为全局优化工具,构建了扰流片参数辨识的总体方案及流程.仿真结果表明:所构建辨识方案可有效辨识扰流片的气动参数;测量数据噪声对参数辨识精度有一定的影响.

摘要：为了提高药型罩材料利用率,设计了一种外层为铝内层为铜的截顶喇叭形复合药型罩,利用动力学仿真软件AUTODYN-2D和正为交优化对该新型药型罩结构进行了研究。结果表明:该结构的射流头部速度相比传统锥形药型罩提高了23.6%;当隔板厚度取0.2倍口径,直径取0.8倍口径,顶部锥角为10°,以及隔板距离药型罩顶部10 mm时射流综合性能最好;研究结果为新型破甲装药结构研究提供了一种新的选择,在反装甲弹药战斗部领域具有良好的应用前景。