小口径脱壳穿甲弹的飞行特性仿真研究

小口径脱壳穿甲弹的飞行特性仿真研究

王莉霞[1]2001年在《小口径脱壳穿甲弹的飞行特性仿真研究》文中指出本论文以30mm脱壳穿甲弹为研究对象,对30mm脱壳穿甲弹托分离运动的规律,以及弹托在炮口附近的自由运动规律,弹芯和弹托相互作用后的弹芯飞行特性等问题进行系统而深入的理论分析、试验研究和数值模拟。 本论文研究工作的主要内容有: 1)从30mm脱壳弹膛口脱壳过程试验,研究30mm脱壳弹出炮口后卡瓣及底托与弹芯的分离过程和分离运动;同时分析30mm脱壳弹的脱壳特性及在双炮干扰场下弹托对主炮干扰的可能性问题。 2)利用FLUENT软件,应用于脱壳穿甲弹弹芯和弹托流场的气动力数值模拟,计算弹芯和弹托结构气动力参数。 3)利用FLUENT软件计算得出的弹托气动力参数,运用弹托的运动方程,计算并分析30mm脱壳穿甲弹的弹托飞行运动变化规徘。 4)利用FLUENT软件计算得出的弹芯气动力参数,建立6自由度刚体外弹道模型对外弹道特性进行了计算,分析了弹芯在空中飞行过程中攻角变化规律。 5)利用图像仿真工具,根据脱壳穿甲弹的飞行特性以及计算和试验获得的数据,对脱壳穿甲弹全弹道飞行特性进行仿真,比较真实地反映脱壳穿甲弹全弹道的飞行特性,实现了科学计算可视化的要求。

张浩[2]2016年在《模拟超速脱壳穿甲弹用空心训练弹弹道特性研究》文中认为为了为开发空心弹提供技术基础,应用Fluent软件仿真多种结构方案的空心弹空气动力流场,得到了不同马赫数、不同攻角下的空气动力参数,基于弹丸外弹道模型和优化设计理论建立了空心弹气动力-外弹道优化设计模型。对初步设计的模拟超速脱壳穿甲弹的空心训练弹进行优化,采用蒙特卡罗方法和弹丸外弹道质心运动方程组建立弹丸立靶散布仿真模型,对经优化设计后的空心训练弹和制式超速脱壳穿甲弹进行模拟打靶并进行弹道一致性检验。应用LS-DYNA软件研究了空心弹落地碰击土壤介质时的跳弹特性。通过Fluent数值模拟得到空心弹典型设计方案简化模型在不同马赫数下的阻力系数,运用Matlab软件数值求解空心弹外弹道质心运动微分方程组得到弹道顶点和落点诸元。将以上所得阻力系数和弹道诸元与公式计算结果进行对比的结果表明:来流马赫数为2.0~4.4时,无弹带结构的空心弹模型用两种方法所得外弹道诸元结果相差很小;弹丸头部前缘厚度在可信区间内对阻力系数影响较小,但传统的弹带结构对阻力系数的影响较大。通过Fluent软件仿真叁种典型空心弹结构方案空气动力流场,得到了不同马赫数、不同攻角下的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数和压力中心位置,应用Matlab软件拟合了阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数和压力中心位置与攻角的关系式。空心弹阻力系数、升力系数随着攻角的增大而增大。不带一次项的二次函数式可以较为准确地描述混合锥形空心弹和外锥形空心弹阻力系数与攻角的关系;而叁次函数式可用来描述混合锥形空心弹升力系数、俯仰力矩系数与攻角的关系;同一马赫数下,随着攻角的增大,压心位置向弹底移动;同一攻角下,随着马赫数的增大,压心位置也向弹底移动。通过空心弹气动力-外弹道优化设计模型对空心弹进行结构优化设计,将优化后的空心训练弹外弹道参数与制式脱壳穿甲弹的外弹道参数进行对比,并对优化后的弹丸进行内弹道设计。射程为2500 m时,两者所需时间仅相差0.0047 s,相对误差仅为0.26%。优化后空心弹外弹道性能参数与制式超速脱壳穿甲弹外弹道性能接近。通过弹丸立靶散布仿真模型对制式超速脱壳穿甲弹和优化后的空心弹进行1000 m、2000 m、3000 m立靶模拟射击仿真,每种射程下模拟射击3组,每组射击5发。应用国家军用标准GJB 349.17《常规兵器定型试验方法》中的弹道一致性检验方法和另一种较常用的弹道一致性检验分组检验法对两种弹丸模拟射击得到的结果进行弹道一致性检验,均可得到两种弹丸满足弹道一致性结果。通过ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟弹体材料为钨合金的空心弹以不同着速、不同落角和不同转速落地碰击土壤,得到了空心弹在土壤中的运动轨迹。相同落角下,着速越高,空心弹在侵彻过程中的质量损失越大,对土壤的侵彻深度也越深。相同着速下,落角越大,空心弹的侵彻深度越深,落角越小,空心弹越容易发生跳弹。同一着角、着速下,转速越高,空心弹侵彻土壤的深度越深。侵彻过程中弹体变形和质量损失均较大,但未解体。

杨和先[3]2010年在《某易碎穿甲弹的研究》文中提出本文以某小口径脱壳穿甲弹为研究对象,针对一种新型易碎材料侵彻体结构的穿甲弹,进行了威力、强度计算和实验研究,并根据计算结果对结构进行了优化设计;对某易碎穿甲弹进行了发射强度数值模拟和结构优化。本文采用数值计算与实验研究相结合的方法,用ANSYS-LSDYNA、AUTODYN分析软件,建立了某易碎侵彻体穿甲弹的有限元模型。对其弹芯的侵彻威力进行了数值模拟,计算了某易碎穿甲弹的发射时弹托的强度,通过分析发现存在的强度问题,根据强度计算的分析结果,对结构进行了合理的改进,最终使设计的穿甲弹结构很好的满足了发射强度。为其它穿甲弹的结构设计和优化提供了一定的参考依据。对弹体结构进行了模拟计算,并结合试验进行研究,对失效原因进行了分析。同时,进行了大量的相关实验,为易碎穿甲弹的研制、装备做了足够的准备。

陈俊, 张志安, 胡建巧[4]2013年在《小口径高炮防空反导射击拦截模型及其仿真分析》文中认为针对两种代表性的来袭目标——巡航导弹和杰达姆航空制导炸弹(JDAM),分析了飞行弹道特性,基于对空目标射击拦截问题的数学模型,建立了两种小口径高炮防空反导射击拦截模型。以新型××串联集束动能弹和××脱壳穿甲弹为比较对象进行了仿真分析,仿真结果表明所建立射击拦截模型的正确性,验证了新型××串联集束动能弹在防空反导上的优越性,为小口径高炮新型防空反导弹药的研制提供了基础,也为进一步计算小口径高炮的毁伤效能提供了计算条件。

赵金库[5]2009年在《小口径尾翼稳定脱壳穿甲弹技术研究》文中认为本文通过尾翼稳定杆式脱壳穿甲弹在满足发射强度和炮口动能要求的前题下,针对消极质量、炮口能量利用率、飞行稳定性以及极限穿透速度等条件,给出了弹丸次口径比、长径比和弹体质量的优化选择,对弹丸的发射强度、模态、气动力和飞行稳定性进行了数值模拟研究。对“飞鱼”导弹进行了目标易损性分析,通过长杆弹对已建立的等效威力考核靶进行验证,同时根据“飞鱼”反舰导弹的结构外形,对不同的头部结构长杆弹以不同着角和攻角侵彻“飞鱼”反舰导弹进行了数值仿真研究。论述了在不同着角情况下,长杆弹对靶板和半球部壳体的侵彻结果,为尾翼弹的设计提供了一定的理论支撑。

方举鹏[6]2012年在《高射速武器膛口流场分析与仿真技术研究》文中提出高射速武器主要采用转管、串联或并联的模式以提高射速。在发射时各身管形成的膛口流场会相互干扰与迭加,从而形成更为复杂的膛口流场。该流场会对弹丸产生非对称性的作用,这种作用将会影响弹丸侧向压力的分布,对弹丸运动产生侧向扰动,从而影响武器系统的射击精度;高射速武器发射脱壳穿甲弹时,由于初速高,膛口流场复杂,势必会影响脱壳的过程,从而影响脱壳穿甲弹的安全分离及系统的射击精度。本论文首先采用理论分析和建模仿真分析相结合的方法来研究高射速武器在不同发射方式时的膛口流场的形成与发展。应用计算流体动力学理论,建立有关FLUENT仿真分析高射速武器膛口流场的相关控制方程组,然后针对某高射速武器按叁种不同的发射情况进行了膛口流场仿真,并得出了高射速武器系统膛口流场的形成、发展及衰减过程,得出了流场对弹丸的运动状态的影响。其次,高射速武器复杂的膛口流场会对武器系统发射脱壳穿甲弹的弹丸运动产生影响。在此流场的基础上建立以多刚体系统动力学为理论基础的多体分离技术为指导的脱壳穿甲弹脱壳分离飞行过程仿真计算。通过分析脱壳穿甲弹的运动学与动力学方程及脱壳的原理,利用在FLUENT软件中对脱壳穿甲弹建模,并在非定常流动的条件下、不同的攻角情况下,分析脱壳穿甲弹弹体和弹托脱壳分离的运动过程,然后用计算得到的气动参数及外弹道参数在MDADAMS中解算仿真出脱壳分离后弹体和各弹托的运动轨迹。以此来积累、探索在FLUENT软件中网格的划分、求解参数的设置、优化与动网格(6DOF)的运用及程序调试,在此基础上能完整的仿真计算高射速武器发射脱壳穿甲弹的脱壳分离过程。

邢军好, 陈有伟, 季新源[7]2011年在《脱壳穿甲弹毁伤JDAM分析及计算模型》文中研究说明通过对联合直接攻击弹药(Joint Direct Attack Munition,简称JDAM)的结构和零部件的特性分析,结合终点弹道学,弹药毁伤效应等理论,借鉴国内外专业机构对弹药毁伤及目标易损性研究的数学公式,建立了JDAM等效毁伤模型;分析某型高炮采用脱壳穿甲弹对联合直接攻击弹药的毁伤过程和毁伤机理,建立了脱壳穿甲弹对JDAM的毁伤计算模型,并进行了仿真模拟。

王涛, 唐宴虎[8]2010年在《脱壳穿甲弹对巡航导弹的毁伤模型及仿真》文中研究说明精确评定目标毁伤概率有相当的困难,需要进行大量的试验。在对巡航导弹毁伤标准和结构进行研究的基础上,分析了巡航导弹不同部位的毁伤特性,给出了脱壳穿甲弹对巡航导弹的毁伤模型。以某型脱壳穿甲弹为例,仿真了对战斧巡航导弹的单发命中弹的毁伤概率。采用以各种相关毁伤试验数据为基础,用基于理论和推算的方法,得出毁伤模型。与现有的毁伤效果评定比较,模型更为精确,结果更为可靠,对类似的毁伤分析也有借鉴意义。

王国芳[9]2009年在《新型复合穿甲弹结构研究》文中认为本文以具有工程背景的25mm脱壳穿甲弹为对象,研究设计了一种弹托采用全塑材料和在钨弹芯外包裹铝层,长径比增大到40的新型复合穿甲弹结构。借助ANSYS瞬态动力学分析,探索了复合层的厚度和长度变化对弹芯发射强度的影响规律,计算出合理的复合层结构尺寸;运用间隙啮合技术,改善了全塑材料弹托齿根面的受力状况,证明了全塑材料用于新型复合穿甲弹弹托的可行性。数据分析结果表明,此种新型复合穿甲弹结构提高了弹丸长径比,减少了弹托消极质量,且满足发射强度要求,有利于提高穿甲弹的威力,为特大长径比穿甲弹的结构设计提供了参考。

刘安泰[10]2004年在《略论防空反导》文中指出论述了陆军战术防空反导的基本概念、反导命中体制与反导的有效性分析,反导实例等。

参考文献:

[1]. 小口径脱壳穿甲弹的飞行特性仿真研究[D]. 王莉霞. 南京理工大学. 2001

[2]. 模拟超速脱壳穿甲弹用空心训练弹弹道特性研究[D]. 张浩. 南京理工大学. 2016

[3]. 某易碎穿甲弹的研究[D]. 杨和先. 南京理工大学. 2010

[4]. 小口径高炮防空反导射击拦截模型及其仿真分析[J]. 陈俊, 张志安, 胡建巧. 火力与指挥控制. 2013

[5]. 小口径尾翼稳定脱壳穿甲弹技术研究[D]. 赵金库. 南京理工大学. 2009

[6]. 高射速武器膛口流场分析与仿真技术研究[D]. 方举鹏. 中北大学. 2012

[7]. 脱壳穿甲弹毁伤JDAM分析及计算模型[J]. 邢军好, 陈有伟, 季新源. 指挥控制与仿真. 2011

[8]. 脱壳穿甲弹对巡航导弹的毁伤模型及仿真[J]. 王涛, 唐宴虎. 火力与指挥控制. 2010

[9]. 新型复合穿甲弹结构研究[D]. 王国芳. 南京理工大学. 2009

[10]. 略论防空反导[J]. 刘安泰. 四川兵工学报. 2004

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