某航空火箭弹气动及外弹道特性研究

发布时间：2020-05-27 23:56

【摘要】：航空火箭弹是一种装备于战斗机或武装直升机上,利用固体火箭发动机提供动力的非制导弹药。以某航空火箭弹为研究对象,利用数值模拟的方法研究了该航空火箭弹在无旋转以及旋转条件下的气动特性,得到了相应的气动参数。再利用蒙特卡洛法进行模拟打靶,分析火箭弹在随机干扰因素条件下的落点散布。具体内容有:对某航空火箭弹的物理模型进行简化建模,利用Fluent进行数值仿真。对火箭弹在有、无攻角时的外流场进行了分析,研究了火箭弹气动特性以及攻角对火箭弹外流场的影响。分析了火箭弹的气动参数随来流马赫数以及攻角的变化趋势,并与风洞实验结果进行对比,验证了数值仿真的可靠性与准确性。结果表明,火箭弹的阻力系数随马赫数的增加呈先增加后降低的趋势,符合空气动力学规律。采用多重参考系模型(MRF)模拟某航空火箭弹的定常旋转。得出了该航空火箭弹的滚转阻尼特性与转速、来流马赫数以及攻角的关系。再采用相同的方法得出了火箭弹的平衡转速与马赫数以及攻角的关系,并分析了平衡条件下的阻力特性。结果表明,火箭弹的滚转阻尼力矩系数与转速呈线性递增的趋势;火箭弹的滚转阻尼力矩系数随着马赫数的增大而减小,随攻角的增大而增大。火箭弹的平衡转速随马赫数的增大基本呈线性递增的趋势,随着攻角增大,火箭弹的平衡转速略有降低。火箭弹在平衡转速时的阻力系数随马赫数的增大而先增大后减小;攻角对平衡转速时火箭弹阻力系数的影响不大。建立了航空火箭弹的运动方程组,分析了航空火箭弹在飞行过程中所受的力与力矩以及火箭弹在飞行过程中所受的随机干扰因素,利用蒙特卡洛法进行模拟打靶,对火箭弹在地面密集度模拟、直升机飞行模拟以及飞机飞行模拟的散布情况进行了研究。结果表明,某航空火箭弹的圆概率误差(CEP)随着射角的增大而减小,随发射高度的增加而明显增大,与发射初速并无直接联系。
【图文】：

海蛇,美国,爆破弹,破甲

图１．２前苏联／俄罗斯Ｃ－２４Ｅ航空火箭弹逡逑国内的航空火箭弹主要有５７ｍｍ－ｌ型航空火箭弹杀伤爆破弹、５７ｍｍ－２型航空爆破弹、９０－１型航空火箭破甲弹、９０ｍｍ－ｌ型航空火箭破甲杀伤弹和９０ｍｍ－ｌ箭燃烧弹、１３０ｍｍ－ｌ型航空火箭爆破弹、１３０ｍｍ－ｌＡ型航空火箭爆破弹等。５７航空火箭杀伤爆破弹主要配备在强５型和歼６型飞机上，，攻击空中及地面无装目标。５７ｍｍ－２型航空火箭杀伤爆破弹主要配备在歼７型和歼８型飞机上，其和转速相对于５７ｍｍ－ｌ型有所提高，更适合于高空使用。９０ｍｍ－ｌ型航空火箭一种具有破甲作用的航空火箭弹，配备于强５型飞机，使用ＨＦ－７发射器，用克等具有装甲防护的目标。９０ｍｍ－ｌ型航空火箭破甲杀伤弹具有破甲和杀伤两装备于强５型飞机，用以攻击敌方步兵战车和装甲运输车辆等目标。９０ｍｍ－ｌ箭燃烧弹利用纵火方式烧毁仓库、露天油库、运输车辆、技术装备等各类易燃生力量。１３０ｍｍ－ｌ型航空火箭爆破弹主要配用于强５型飞机，攻击诸如坦克、架和工事等具有中型钢甲或一般防护能力的活动目标和固定目标。中小型舰ｍｍ－ｌＡ型航空火箭爆破弹与１３０ｍｍ－ｌ型航空火箭爆破弹的主要区别在于发动料上，前者由玻璃钢制成，后者由无缝钢管制成。９０ｍｍ－ｌ型航空火箭弹如图１．３

结构布局,火箭弹,气动特性,外弹道特性

图１．４邋１３０ｍｍ型航空火箭弹逡逑本文通过对某航空火箭弹的气动特性及外弹道特性进行研宄，为火箭弹的气动外设计、稳定装置的结构布局选择以及尺寸大小提供参考依据，为射击实验提供理论指导。逡逑本文研宄结果对火箭弹的设计及改进具有重大的意义。逡逑１．２火箭弹气动特性的研宄状况逡逑１．２．１火箭弹气动研宄与ＣＦＤ逡逑火箭弹空气动力学是研究火箭弹在飞行时与空气之间相互作用的学科，目的在于究火箭弹飞行时周围空气的相对运动规律、空气与火箭弹相互作用下的力和力矩组，３
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ415.4

【参考文献】