子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程研究

发布时间：2021-09-18 11:13

　　子弹药的抛撒技术对于子母武器应用中的可靠性和打击精度至关重要,中心燃气式抛撒以其加载平缓、过程可控、结构紧凑等优势逐渐成为现代子母弹武器系统的优先选择,这种抛撒方式的作用过程十分复杂,包含了抛撒能量的产生和释放过程,以及热力学能向机械能的转换过程。本文针对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程,运用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的手段,对能量转换室内部的燃气流场的流动、建压、推动能量转换装置和子弹运动做功的过程进行了系统研究,并在此基础上详细探讨了子弹的受力状态和运动规律对不同特征参数的响应规律,揭示了特征结构参数对子弹受力运动过程的影响机理。主要研究工作和成果如下：1.设计了中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶段试验装置及试验研究方案,以2“小粒黑火药作为点传火药,以2/1樟制式火药作为抛撒药,通过测试抛撒试验装置特征位置的压力数据,初步探讨了能量转换室内的压力分布规律。采用相同装药方案的试验结果表明试验装置安全可靠,装药设计合理可行,试验具有良好的可重复性,为开展抛撒过程变容阶段的试验研究奠定了坚实基础。2.结合燃烧学、内弹道学、气体动力学等相关理论,针对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：171 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 子母弹抛撒技术概述
        1.2.2 子弹翻转运动研究概况
        1.2.3 抛撒内弹道过程仿真技术
    1.3 本文主要工作
2 中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶段试验研究
    2.1 试验装置及试验方案
        2.1.1 试验装置结构设计
        2.1.2 试验方案设计
        2.1.3 测试方案设计
    2.2 试验实施与结果分析
        2.2.1 试验实施
        2.2.2 试验结果分析
    2.3 本章小结
3 中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶段仿真研究
    3.1 抛撒过程定容阶段的数理模型
        3.1.1 抛撒过程定容阶段的物理描述
        3.1.2 基本假设
        3.1.3 数学模型
    3.2 数值计算方法
        3.2.1 网格划分
        3.2.2 数值算法
        3.2.3 初始条件与边界条件
    3.3 抛撒过程定容阶段仿真结果分析
        3.3.1 仿真与测试结果对比分析
        3.3.2 能量转换室内流场流动特性与压力分布规律分析
    3.4 本章小结
4 中心燃气式抛撒内弹道全过程试验研究
    4.1 试验装置及方案
        4.1.1 试验装置结构设计
        4.1.2 试验方案设计
        4.1.3 测试方案设计
    4.2 试验结果及分析
        4.2.1 方案1试验结果分析
        4.2.2 方案2试验结果分析
        4.2.3 两种试验方案的对比分析
    4.3 本章小结
5 中心燃气式抛撒内弹道全过程仿真研究
    5.1 抛撒内弹道全过程的数理模型
        5.1.1 抛撒内弹道全过程的物理描述
        5.1.2 基本假设
        5.1.3 数学模型
    5.2 数值计算方法
        5.2.1 动网格方法
        5.2.2 动网格上的控制体积法
        5.2.3 基于非正交四边形的CE/SE法
        5.2.4 控制体积法与CE/SE法的混合应用
    5.3 燃气发生器小孔偏置条件下抛撒内弹道全过程仿真
        5.3.1 仿真与试验结果对比分析
        5.3.2 能量转换室流场流动特性与压力分布规律分析
        5.3.3 子弹运动规律分析
    5.4 含扰流板条件下抛撒内弹道全过程仿真
        5.4.1 仿真与试验结果对比分析
        5.4.2 能量转换室流场流动特性与压力分布规律分析
        5.4.3 子弹运动规律分析
    5.5 本章小结
6 抛撒结构特征参数对子弹运动规律的影响研究
    6.1 抛撒结构特征参数
        6.1.1 中心燃气发生器小孔的分布位置
        6.1.2 能量转换室内的扰流机构
    6.2 小孔分布位置对抛撒内弹道过程的影响
        6.2.1 数值计算模型
        6.2.2 小孔分布位置对流场特性的影响
        6.2.3 小孔分布位置对子弹运动规律的影响
    6.3 垂直型扰流板对抛撒内弹道过程的影响
        6.3.1 扰流板壁厚对抛撒内弹道过程的影响
        6.3.2 扰流板径向位置对抛撒内弹道过程的影响
        6.3.3 扰流板轴向高度对抛撒内弹道过程的影响
    6.4 水平型扰流板对抛撒内弹道过程的影响
        6.4.1 扰流板壁厚对抛撒内弹道过程的影响
        6.4.2 扰流板轴向高度对抛撒内弹道过程的影响
    6.5 平台型扰流板对抛撒内弹道过程的影响
        6.5.1 数值计算模型
        6.5.2 平台型扰流板的轴向位置对流场特性的影响
        6.5.3 平台型扰流板的轴向位置对子弹运动规律的影响
    6.6 关键抛撒结构参数的研究结论
    6.7 本章小结
7 结束语
    7.1 论文主要工作及取得的成果
    7.2 论文创新点
    7.3 后续工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型活塞式中心抛撒机构的内弹道仿真研究[J]. 郭锦炎,王浩,黄明,张丁山,王岗罡.  兵工学报. 2013(02)
[2]子母弹金属囊式抛撒计算机仿真[J]. 冯顺山,王刚.  计算机仿真. 2012(10)
[3]Mathematical modeling of the bellows dispersion system of submunitions[J]. 师娇,唐胜景,高峰.  Journal of Beijing Institute of Technology. 2012(01)
[4]Modeling and Simulation of Aerial Dispersion on Piston Dispersal Mechanism[J]. 陶如意,王浩,黄蓓.  Journal of China Ordnance. 2011(04)
[5]降低集束子弹药未爆弹率的技术路线[J]. 秦栋泽,吴炎烜,范宁军,杨喆.  探测与控制学报. 2011(05)
[6]超音速子母弹分离激波干扰特性研究[J]. 陶如意,王浩,赵润祥,江坤.  兵工学报. 2011(10)
[7]时-空守恒元解元（CE/SE）方法综述[J]. 刘凯欣,王景焘,王刚,陈千一,付峥,吴士玉.  力学进展. 2011(04)
[8]超音速子母弹分离干扰流场数值模拟与试验研究[J]. 陶如意,张丁山,赵润祥,王浩.  空气动力学学报. 2010(03)
[9]子母弹动态抛撒动力学建模及仿真[J]. 郑友胜,杨剑影,王良明.  力学与实践. 2010(03)
[10]运用一维太阳风MHD CE/SE模型预报行星际激波到达时间[J]. 张莹,冯学尚,杨利平.  空间科学学报. 2010(02)

博士论文
[1]子母战斗部囊式抛撒系统实验研究及数值仿真[D]. 王帅.南京理工大学 2013
[2]CE/SE方法在内弹道两相流中应用的研究[D]. 白桥栋.南京理工大学 2007
[3]气固两相流场中固体颗粒对弹底撞击应力测试技术研究[D]. 程啟华.南京理工大学 2007

硕士论文
[1]子母弹抛撒技术研究[D]. 张珂.南京理工大学 2013



本文编号：3400033