高旋掠飞末敏弹动力学特性及命中概率研究
发布时间：2020-06-07 03:20
【摘要】：为提升战场环境下现有装甲武器系统平台的威力,本文探讨利用平直弹道下旋转飞行的弹丸实现对装甲目标的高效毁伤。在提出沿翼展方向扭曲的尾翼并应用到掠飞末敏弹后,开展了尾翼的动力学特性、气动特性数值仿真及实验方法、高速旋转尾翼弹的飞行动力学建模、稳态扫描特性、掠飞末敏弹命中概率等内容的研究。研究成果可为掠飞末敏弹的总体设计、气动优化、稳定性分析以及末敏弹的毁伤效能分析等提供参考。以带扭曲尾翼的弹翼组合体为研究对象,简要介绍了其工作原理,运用扭曲率和平均攻角来表征扭曲尾翼的结构特征,并建立其滚转动力学方程,获得了结构尺寸对转速的影响规律,实现了飞行速度与转速的匹配;基于LS-DYNA对碰撞进行数值仿真,获得了危险点的应力变化曲线;运用微分求积法对高阶气动弹性方程离散求解,得到了尾翼尺寸对基频的影响规律,为避免翼面由共振引起的强度破坏提供了依据。对掠飞末敏弹的气动特性开展了数值仿真及实验研究。数值仿真时先简要介绍了仿真方法,针对掠飞末敏弹模型进行求解,得到了扭曲尾翼弹丸的气动参数,并对扭曲尾翼增旋减阻的机理进行深入分析,同时对马格努斯效应进行了研究。风洞实验时研究了不同扭曲率对弹箭气动参数的影响规律,结果和数值仿真吻合较好,研究方法及结论对掠飞末敏弹的总体优化设计具有指导意义。充分考虑动不平衡、风等影响,建立了复杂条件下的掠飞末敏弹六自由度动力学方程并求解,得到了弹道诸元随时间的变化规律;进一步推导了弹丸角运动方程、攻角方程并进行稳定性分析,指出增大静力矩、减小马格努斯效应、减小动不平衡度有利于弹丸的飞行稳定;通过坐标变换方法建立了扫描线方程并联立飞行动力学方程求解,得到掠飞末敏弹的扫描区域,分析了初速、射角等对稳态扫描特性的影响。充分考虑随机因素的基础上,运用蒙特卡洛打靶法获得了弹丸和装甲目标的随机运动参数;证明捕获依赖区定理及空间捕获依赖区推论,建立了掠飞末敏弹对地面、空间装甲目标的捕获概率模型,推导捕获概率解析公式,得到了各因素对捕获概率的影响规律;最后建立掠飞末敏弹对装甲目标的命中概率模型,推导了 EFP、掠飞末敏弹对装甲目标的命中概率解析公式,得到随机运动、结构尺寸对掠飞末敏弹命中概率的影响规律,结果可以指导稳态扫描平台的结构设计,也为进一步考核掠飞末敏弹的效能以及战技性能分析奠定了基础。
【图文】：
论文研究可为末敏弹发展提供新理念。掠飞末敏弹是在小射角平直弹道下的稳态扫逡逑描，其新型扫描机理不同于常规末敏弹，具有速度快、范围大的扫描特点。掠飞末敏弹逡逑全弹道作用时间短，从开始探测目标到摧毁目标往往只几秒钟时间，如图１．１所示，同逡逑时掠飞末敏弹扫描区域大，则要求掠飞末敏弹必须搭载发射频率高的探测装置及反应速逡逑度快中央处理装置。掠飞末敏弹快速低空扫描，与传统末敏弹低速降落的扫描机理不同，逡逑扫描范围更大，作用时间更短，是末敏弹进一步发展的方向。逡逑２逡逑
高巧掠飞末敏弹动力学特性及命中概率研充逡逑ＥＦＰ长细比接近５，穿甲能力相较于普通药型罩提升３５％；战斗部的药形罩和毫米波天逡逑线设计为一体，简化了结构。图１．２为＂ＳＭＡＲＴ邋１５５＂末敏弹的母弹结构示意图。逡逑ｊ战斗{狼汕桑慑澹蓪翘ǖ缏沸＞螅″澹傻缱訅操乾ｎ麽惠元释Ｉ邋Ｉ巧速装置雅逡逑[k疯邋ｓｓｓｆ＇ｌ逦［逦／邋／，逦，，邋／逡逑＇}0跨平
本文编号：2700758
【图文】：
论文研究可为末敏弹发展提供新理念。掠飞末敏弹是在小射角平直弹道下的稳态扫逡逑描，其新型扫描机理不同于常规末敏弹，具有速度快、范围大的扫描特点。掠飞末敏弹逡逑全弹道作用时间短，从开始探测目标到摧毁目标往往只几秒钟时间，如图１．１所示，同逡逑时掠飞末敏弹扫描区域大，则要求掠飞末敏弹必须搭载发射频率高的探测装置及反应速逡逑度快中央处理装置。掠飞末敏弹快速低空扫描，与传统末敏弹低速降落的扫描机理不同，逡逑扫描范围更大，作用时间更短，是末敏弹进一步发展的方向。逡逑２逡逑
高巧掠飞末敏弹动力学特性及命中概率研充逡逑ＥＦＰ长细比接近５，穿甲能力相较于普通药型罩提升３５％；战斗部的药形罩和毫米波天逡逑线设计为一体，简化了结构。图１．２为＂ＳＭＡＲＴ邋１５５＂末敏弹的母弹结构示意图。逡逑ｊ战斗{狼汕桑慑澹蓪翘ǖ缏沸＞螅″澹傻缱訅操乾ｎ麽惠元释Ｉ邋Ｉ巧速装置雅逡逑[k疯邋ｓｓｓｆ＇ｌ逦［逦／邋／，逦，，邋／逡逑＇}0跨平
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