弹射装置进气通道结构设计与仿真研究
发布时间：2021-07-21 04:42
弹射装置由于其易于隐蔽、造价低廉、安全性高等优点广泛应用于无人机、舰载机、动能弹等的弹射过程中。由于制导和控制系统的光电元器件不能承受较大过载,因此为发射高精度动能弹,弹射过程中所需弹射力较低。而火药正常燃烧又需要一定的压强环境,所以弹射器需要设置高压室与低压室。于此同时,与之相连的进气通道的结构设计也变的尤为重要。本文首先利用流体力学、气体动力学及弹射内弹道相关知识对进气通道基本结构进行理论分析研究,得出适用于出口马赫数小于1的收缩型进气通道和适用于出口马赫数大于1的收缩扩张型进气通道,且每种类型均有三种初步结构方案。其次,通过对两种进气通道的理论分析,结合弹射过程及弹射要求对收缩型和收缩扩张型进气通道的进、出口及喉部截面积等具体结构参数进行分析计算,并对其流动状态进行分析,得出满足弹射要求的进气通道设计状态。最后通过对高、低压室基本特性及其工作过程的分析研究,利用FLUENT对进气通道的初步结构方案进行建模仿真,分析其流场变化及其对低压室工作过程前期压力、温度等相关参数的影响,并对其具体结构参数进行详细分析研究。通过仿真分析可知收缩型进气通道方案三,即先平后缩型方案为收缩型进气通道...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 课题研究意义及应用前景
1.3 国内外相关技术研究现状
1.3.1 便携式防空导弹研究现状
1.3.2 弹射装置研究现状
1.3.3 弹射内弹道学研究现状
1.4 本课题主要研究内容
2 弹射装置理论基础及结构原理
2.1 弹射原理
2.2 装药概述
2.2.1 火药分类
2.2.2 火药能量特性对弹射装置影响
2.2.3 几何燃烧定律
2.2.4 燃气生成速率
2.2.5 火药燃烧速度
2.3 弹射装置结构原理
2.4 弹射原理基本方程
2.4.1 一维定常流基本方程
2.4.2 高压室弹射过程基本方程
2.4.3 低压室弹射过程基本方程
3 进气通道理论分析与结构设计
3.1 理论分析
3.1.1 设计指标
3.1.2 高压室基本特性及工作过程
3.1.3 低压室基本特性及工作过程
3.2 进气通道结构设计与分析
3.2.1 等截面进气通道结构分析
3.2.2 收缩型进气通道结构设计与分析
3.2.3 收缩扩张型进气通道结构设计与分析
3.3 本章小结
4 进气通道结构建模仿真分析
4.1 概述
4.1.1 GAMBIT前处理器
4.1.2 FLUENT求解器
4.1.3 进气通道分析研究方法
4.2 进气通道结构建模仿真
4.2.1 建立收缩型进气通道模型并划分网格
4.2.2 收缩型进气通道结构方案一仿真分析
4.2.3 收缩型进气通道结构方案二仿真分析
4.2.4 收缩型进气通道结构方案三仿真分析
4.2.5 三种结构方案仿真结果分析对比
4.2.6 收缩型进气通道具体结构分析设计
4.3 收缩扩张型进气通道结构建模仿真
4.3.1 建立收缩扩张型进气通道模型并划分网格
4.3.2 收缩扩张型进气通道结构方案一仿真分析
4.3.3 收缩扩张型进气通道结构方案二仿真分析
4.3.4 收缩扩张型进气通道结构方案三仿真分析
4.3.5 三种结构方案仿真结果分析对比
4.3.6 收缩扩张型进气通道具体结构分析设计
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 研究结论
5.2 问题与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]动能弹质量对膛压的影响[J]. 张艳芳,关世玺. 兵器装备工程学报. 2016(09)
[2]高压弹射装置内弹道二维模型及发射腔内流场特性分析[J]. 蒋淑园,王浩,阮文俊. 兵工学报. 2015(06)
[3]不同膨胀状态下拉瓦尔喷管内耦合传热数值研究[J]. 刘锐,陈雄,周长省,李映坤. 固体火箭技术. 2014(04)
[4]活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验[J]. 郝鑫,王建中,施家栋,王立明,姜涛. 北京理工大学学报. 2013(10)
[5]缩扩型超音速喷管的设计与仿真[J]. 王克印,韩星星,张晓涛,刘耀鹏,陈吉潮. 中国工程机械学报. 2011(03)
[6]基于两相流内弹道的火炮炮膛合力计算[J]. 张晓东,张培林,傅建平,王文合. 火炮发射与控制学报. 2010(02)
[7]喷管通道内气体流动特性的实验分析与数值模拟[J]. 张修峰,杨立,宋智勇. 机电工程技术. 2010(04)
[8]舰载机的电磁弹射器研究[J]. 王福金,姚智慧. 哈尔滨理工大学学报. 2009(06)
[9]几种导弹弹射动力系统内弹道性能比较[J]. 芮守祯,邢玉明. 北京航空航天大学学报. 2009(06)
[10]利用超级电容供电的电磁弹射器研究[J]. 赵宏涛,吴峻. 微特电机. 2009(02)
硕士论文
[1]蒸汽弹射系统内弹道数值模拟与参数设计[D]. 沈国.南京理工大学 2010
[2]某型弹射机构结构设计计算及动态参数仿真[D]. 段建华.西北工业大学 2007
[3]弹射作动筒组动力学分析和弹射寿命计算[D]. 徐凯.西北工业大学 2005
本文编号：3294332
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 课题研究意义及应用前景
1.3 国内外相关技术研究现状
1.3.1 便携式防空导弹研究现状
1.3.2 弹射装置研究现状
1.3.3 弹射内弹道学研究现状
1.4 本课题主要研究内容
2 弹射装置理论基础及结构原理
2.1 弹射原理
2.2 装药概述
2.2.1 火药分类
2.2.2 火药能量特性对弹射装置影响
2.2.3 几何燃烧定律
2.2.4 燃气生成速率
2.2.5 火药燃烧速度
2.3 弹射装置结构原理
2.4 弹射原理基本方程
2.4.1 一维定常流基本方程
2.4.2 高压室弹射过程基本方程
2.4.3 低压室弹射过程基本方程
3 进气通道理论分析与结构设计
3.1 理论分析
3.1.1 设计指标
3.1.2 高压室基本特性及工作过程
3.1.3 低压室基本特性及工作过程
3.2 进气通道结构设计与分析
3.2.1 等截面进气通道结构分析
3.2.2 收缩型进气通道结构设计与分析
3.2.3 收缩扩张型进气通道结构设计与分析
3.3 本章小结
4 进气通道结构建模仿真分析
4.1 概述
4.1.1 GAMBIT前处理器
4.1.2 FLUENT求解器
4.1.3 进气通道分析研究方法
4.2 进气通道结构建模仿真
4.2.1 建立收缩型进气通道模型并划分网格
4.2.2 收缩型进气通道结构方案一仿真分析
4.2.3 收缩型进气通道结构方案二仿真分析
4.2.4 收缩型进气通道结构方案三仿真分析
4.2.5 三种结构方案仿真结果分析对比
4.2.6 收缩型进气通道具体结构分析设计
4.3 收缩扩张型进气通道结构建模仿真
4.3.1 建立收缩扩张型进气通道模型并划分网格
4.3.2 收缩扩张型进气通道结构方案一仿真分析
4.3.3 收缩扩张型进气通道结构方案二仿真分析
4.3.4 收缩扩张型进气通道结构方案三仿真分析
4.3.5 三种结构方案仿真结果分析对比
4.3.6 收缩扩张型进气通道具体结构分析设计
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 研究结论
5.2 问题与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]动能弹质量对膛压的影响[J]. 张艳芳,关世玺. 兵器装备工程学报. 2016(09)
[2]高压弹射装置内弹道二维模型及发射腔内流场特性分析[J]. 蒋淑园,王浩,阮文俊. 兵工学报. 2015(06)
[3]不同膨胀状态下拉瓦尔喷管内耦合传热数值研究[J]. 刘锐,陈雄,周长省,李映坤. 固体火箭技术. 2014(04)
[4]活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验[J]. 郝鑫,王建中,施家栋,王立明,姜涛. 北京理工大学学报. 2013(10)
[5]缩扩型超音速喷管的设计与仿真[J]. 王克印,韩星星,张晓涛,刘耀鹏,陈吉潮. 中国工程机械学报. 2011(03)
[6]基于两相流内弹道的火炮炮膛合力计算[J]. 张晓东,张培林,傅建平,王文合. 火炮发射与控制学报. 2010(02)
[7]喷管通道内气体流动特性的实验分析与数值模拟[J]. 张修峰,杨立,宋智勇. 机电工程技术. 2010(04)
[8]舰载机的电磁弹射器研究[J]. 王福金,姚智慧. 哈尔滨理工大学学报. 2009(06)
[9]几种导弹弹射动力系统内弹道性能比较[J]. 芮守祯,邢玉明. 北京航空航天大学学报. 2009(06)
[10]利用超级电容供电的电磁弹射器研究[J]. 赵宏涛,吴峻. 微特电机. 2009(02)
硕士论文
[1]蒸汽弹射系统内弹道数值模拟与参数设计[D]. 沈国.南京理工大学 2010
[2]某型弹射机构结构设计计算及动态参数仿真[D]. 段建华.西北工业大学 2007
[3]弹射作动筒组动力学分析和弹射寿命计算[D]. 徐凯.西北工业大学 2005
本文编号：3294332
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3294332.html
