弹道修正弹射流执行机构气动力特性分析

发布时间：2020-11-03 17:07

　　 火箭弹是一种可攻击敌方地面工事、装甲车辆和城市建筑等固定或移动目标的杀伤性武器,传统非制导火箭武器精度较低,难以有效命中目标;而精确制导导弹虽然能够做到高命中率,但其造价昂贵,无法做到大量装备部队。为满足战争需要,我们在原有火箭弹的基础上增加低成本的简易控制系统和执行机构,来提高火箭弹的射程和精度。本文提出一种新的火箭弹弹道修正机构——射流执行机构,其基本实现原理是在火箭弹头部适当位置开若干个进气口,在其后位置弹体侧面开若干个出气口,中间通过特定装置使气体从火箭弹侧面某个方向流出,产生侧向力,从而达到修正弹道、提高火箭弹打击精度的目的。文中首先介绍了射流执行机构系统组成和系统作用过程和执行机构在计算流体动力学仿真中的主要理论,然后结合可压缩气体一维定常流动理论,建立了射流修正执行机构控制力计算模型,并以122mm火箭弹在1000米高空以0.8马赫速度飞行为例,对射流执行机构的控制力进行了理论计算。然后利用CFX仿真软件对射流执行机构气流通道气动特性进行了仿真,得到气流在整个过程中的气动力参数变化规律。最后根据其气动力特性,利用Simulink建立了火箭弹6D弹道模型,对比了无控条件和有控条件下的弹道变化,结果表明,采用射流修正执行机构能够对火箭弹弹道进行有效修正,提高其打击精度。本文研究成果对火箭弹简易控制技术、弹道修正和控制策略具有一定的参考意义。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ413.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
一、绪 论
    1.1 火箭弹飞行控制概述
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究动态
    1.4 弹道修正弹射流执行机构总体方案设计
        1.4.1 系统组成
        1.4.2 系统作用过程
    1.5 本文主要研究内容与框架
二、弹道修正弹射流执行机构流场仿真理论
    2.1 计算流体力学基本理论
    2.2 计算流体力学在弹道修正弹射流执行机构气动特性仿真中的应用
    2.3 计算流体力学模拟步骤
    2.4 本章小结
三、弹道修正弹射流执行机构控制力计算模型
    3.1 执行机构气流运动的控制方程
        3.1.1 执行机构气体流动连续性方程
        3.1.2 执行机构气体运动方程
        3.1.3 执行机构气体流动的能量方程
    3.2 执行机构气流通道一维定常流动基本方程组
    3.3 等熵滞止状态、临界状态与极限状态
        3.3.1 等熵滞止状态和滞止参数
        3.3.2 极限状态、临界状态和临界截面
    3.4 进气道与出气道气流参数和通道截面关系
        3.4.1 进、出气道气流参数与通道截面关系
        3.4.2 执行机构气流通道收缩段的最大流量
    3.5 执行机构控制力计算模型建立
    3.6 控制力计算算例
    3.7 本章小结
四、弹道修正弹射流执行机构流场仿真分析
    4.1 流体仿真软件ANSYS CFX介绍
    4.2 弹道修正弹气射流执行机构气动特性仿真过程与结果分析
    4.3 本章小结
五、射流式弹道修正弹导引规律和弹道仿真
    5.1 火箭弹导引规律
    5.2 射流式弹道修正弹弹道仿真分析
    5.3 本章小结
六、总结
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来的研究方向
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2868852