悬浮子弹旋翼气动特性及结构特性研究

发布时间：2020-06-18 19:21

【摘要】：悬浮弹是为保护海上舰船目标和重要军事工事所提出的一种新概念“被动式”低空防御武器。悬浮子弹可以利用空中悬浮装置实现自身的短时间悬浮,实现对来袭目标的拦截与毁伤。悬浮子弹旋翼气动特性及结构特性的研究对于提高子弹的悬浮能力具有重要意义,且由于母弹空间的限制,悬浮子弹旋翼必须采用变直径结构。本文主要对悬浮子弹滞空升力模块旋翼的气动特性与折叠变直径结构方案进行研究,所做的主要工作如下：建立了旋翼流场的CFD仿真计算模型。对悬浮子弹地面样机实验所采用的EP-1060R×3旋翼的悬停流场进行仿真计算,结合实验数据和理论计算的手段对计算结果进行验证,证明本文旋翼流场CFD仿真计算模型在旋翼气动力与流场计算的可行性。研究了旋翼结构参数对其气动特性的影响。通过改变旋翼结构参数,利用CFD计算方法研究旋翼主要结构参数对其气动特性的影响,从而确定较优的悬浮子弹旋翼结构参数。设计了悬浮子弹旋翼折叠方案,并建立其虚拟样机,对其展开过程的运动学和动力学进行分析。针对悬浮子弹的工作原理与结构特性,设计了悬浮子弹旋翼的折叠结构方案,从折叠旋翼的结构特性出发,比较各方案的可行性与优缺点,确定了较好的旋翼折叠方案；利用ADAMS软件建立了折叠旋翼的虚拟样机,对其展开过程的运动学和动力学进行分析。针对悬浮子弹的真实工作环境以及折叠旋翼展开时初态的不同,初步研究了包括下落速度、侧风、海拔高度等在内的旋子弹状态参量和环境因素对于旋翼气动性能的影响,为后续提高悬浮弹的环境适应力提供一定的参考。本文通过对悬浮子弹旋翼气动特性与结构特性的研究,确定了较好的旋翼结构参数与折叠方案,减小了旋翼所占空间,为悬浮子弹的空中独立试验奠定基础。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410
【图文】：

结构示意图,文献,气球,雷体

研发出更具破坏力和迷惑性的空中动为气球，通过合成纤维材料气球在雷达上逡逑反射出的大型回波Ｗ及装备的红外和电子干扰装置来干扰来袭战机和导弹的攻击。逡逑图１．１空飘雷逡逑图１．１为早期使用的空飘雷，用来防御直升机等战机的低空突袭。王其昌等人在文逡逑献Ｗ中对其作战可靠性与防御效能做出了一定的分析。这种悬浮空飘雷主要由无线近炸逡逑引信、悬浮气球弹体、系留绳和固定铺组成，弹体由充满氨气的悬浮气球吊至空中，逡逑通过系留绳相互连接，并用固定铺铺定在防御空域，一旦有飞机闯入，雷体上的无线逡逑电近炸引信触发并引爆雷体。雷体采用全向爆破方式产生无数破片，对来袭的飞逡逑机及导弹进行毁伤。逡逑气，ｈ．ｉｍ逡逑ｌｌＱ邋＼ｉ逡逑１－引信与天线；２－预装破片战斗部；３－高压氮气仓；逦逦ｍ逡逑４－降落伞及气球充气囊：５－反抛装置逦１邋＾逦化触ａ邋Ｄ逦邋ｊ逡逑图１．２文献［１０］悬浮弹结构示意图逦图１．３文献［１０］悬浮弹发射过程图逡逑目前，美国的＂低空防空悬浮弹＂是最具代表性＂被动式＂防空武器，利用高炮进逡逑行或火箭等多种发射平台进行发射，可Ｗ在空中悬浮较长时间。国内对于悬浮弹药技术逡逑的研究起步较晚

动能,悬浮技术

逦悬浮子弹巧翼气动特性及结构特性研究逡逑炮发射的悬浮弹概念（图１．２所示），该悬浮弹有减速降落伞实现弹体的弯曲弹道的减逡逑速，并通过可迅速充气的氨气球实现自身悬浮，通过多发联射，形成低空防御弹阵，其逡逑发射过程如图１．３所示。李浩等人发明了邋Ｗ太阳能为动力类似于飞碟形状的电子飘雷。逡逑＂电子飘雷＂可由火箭、导弹或航空器投送发射到敌机场上方，一旦设置完毕，它们就逡逑可Ｗ长时间悬浮于敌机场上方，直至完成来袭目标的拴截。逡逑１．３悬浮子弹相关技术研究现状逡逑１．３．１邋空中悬浮技术逡逑空中悬浮技术是指通过某种装置克服自身所受的地屯、引力从而实现空中悬停的技逡逑术。悬浮技术在现代已得到广泛的应用，如直升机，热气球等，目前主要的悬浮技术有逡逑喷气反推为悬浮技术、阿基米德浮力悬浮技术、旋翼悬浮技术等。选用合理的悬浮装置逡逑与技术是实现悬浮子弹空中悬停的关键。逡逑图１．４为美国设计的一种名为动能杀伤器（ＫＫＶ）的喷气反推力装置，其己在加利逡逑福尼亚爱德华空军基地试飞行成功ｔＷ。该装置内部喷出的高速气体产生的反作用为，用逡逑来抵消装置自身的重为，从而实现其自身的悬浮。对于其内部气体的来源，主要有两种逡逑方式

【参考文献】