变深度燃气—蒸汽发射系统动力性能研究

发布时间：2020-10-20 20:40

　　 装备在战略导弹核潜艇上的潜地弹道导弹是实施第二次核打击的重要武器,因此设计一个性能优异发射系统是十分重要的。随着潜射导弹的日新月异,其发射系统也得到了相应的发展,为了提高潜艇的快速反应能力,必须使潜艇具备变深度发射能力。目前,最为先进的水下导弹发射系统就是变深度燃气-蒸汽发射系统。本文采用仿真计算和数值模拟相结合的方式来研究逐渐注水式燃气-蒸汽发射系统的发射内弹道。首先利用Fortran语言编写仿真计算程序并进行验证;其次采用控制变量法研究能量利用系数、动能系数、压力系数对发射内弹道的影响以及如何实施变深度发射;最后应用CFD技术中的VOF模型与DPM模型分别模拟预加水量以及逐渐注入水的蒸发汽化过程。通过仿真计算得到,以上三种修正系数对于导弹出筒速度都呈正相关,修正系数越大,出筒速度越大,出筒时间越短;对于发射筒内的工质气体温度,能量利用系数越大,温度越高;动能系数和压力系数越大,温度越低。并将18-62m的发射深度按4m—个档将其分为11个档,每一档对应一个水药比,发射深度越深水药比越小。通过数值模拟得到,预加水量基本在0.01s时就蒸发汽化完毕;三分之二的喷水孔内冷却水的流动状态为返流区型,其余大部分为空穴区型,仅有个别的几个喷水孔是单相区型。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ768
【部分图文】：

变深度发射系统采用的是可调能量的燃气－蒸汽式发射系统，考虑到对潜艇上层建??筑的冲击防护需要和导弹出筒时的空泡限制，导弹出筒速度的限制随着水下发射深度的??变化而变化，如图１．１所示。若导弹出筒速度太大，则导弹在筒内的最大加速度就会过??大，有可能使导弹上的仪器失灵，导致发射失败；若导弹出筒速度过低，则导弹在水中??的运动段就会受到海水流动及波浪等因素的影响造成大姿态，有可能威胁到潜艇的安全??［７］。图１．１（ａ）所示的是固定能量发射系统和导管阀门式发射系统中潜射导弹的出筒速度??随发射深度的变化曲线；图１．１（ｂ）所示的是抱闸式和机电液一体化式两种多位级能量可??调发射系统导弹出筒速度随发射深度的变化曲线。对比四种发射系统的出筒速度曲线可??１??

哈尔滨工程大学硕士学位论文??管误爆产生的高温气体不被导向点火药盒，点火药盒不被点燃，该气体只能进入储气球，??同时给出“误发”信号，从而起到了安全保险作用。当需要燃气发生器工作时，按照发??射程序“开栓”，电发火管与储气球的通路被堵塞而与点火药盒相通，如图２．１（ｂ）所示。??点火药燃烧产生的燃气点燃主装药，燃气发生器处于工作状态，同时给出“点火”信号。??

管误爆产生的高温气体不被导向点火药盒，点火药盒不被点燃，该气体只能进入储气球，??同时给出“误发”信号，从而起到了安全保险作用。当需要燃气发生器工作时，按照发??射程序“开栓”，电发火管与储气球的通路被堵塞而与点火药盒相通，如图２．１（ｂ）所示。??点火药燃烧产生的燃气点燃主装药，燃气发生器处于工作状态，同时给出“点火”信号。??；??Ｌ丨—」??（ａ）保险状况示意图?（ｂ）工作状况示意图??图２．１点火保险机构示意图??冷却器主要由图２．２中６－１１等６个机构所组成，各机构部件的具体位置及所表示的??含义详见图２．２中的注释。??Ｘ－??Ｕ?Ｖ?Ｋｊ?丄?５?４??ｕ－ｆ４ｉ?＾?｜??＾ＴＴｆ?＾——／?ｘ——１??１－点火保险机构；２－燃气发生器；３－—级喷管；４－一级石墨喉衬；??５－冷却器水室壳体；６－导流管；７－分流管；８－二级喷管；９－二级石墨喷管；??１０－喷水管；１１－下封头；１２－动力弯管；１３－隔离薄膜１４－发射筒；１５－气密环；１６－适配器。??图２．２潜地导弹发射系统??１０??
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本文编号：2849134