不平衡式发射装置发射水雷时发射能量计算和弹道分析
发布时间：2021-10-17 20:04
根据气动不平衡式发射装置的发射原理,建立大深度发射水雷时的发射能量方程,计算了不同发射深度发射水雷时发射能量的储存量;分析了发射活塞的流通面积,建立了抛射压力方程和水雷运动方程。利用Simulink软件建立了仿真平台,对发射时发射气瓶内的瞬时压力、发射管内的抛射压力以及水雷的出管速度进行了仿真,获得了水雷弹道的变化规律和预期的研究结果,对该领域相关理论的深入研究和潜艇布雷作战使用研究提供了重要参考价值。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(12)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
气动不平衡式发射装置原理图
t）为压缩空气通过发射开关的流通面积，为单位面积的秒流量。根据流量公式和理想气体绝热状态方程，假定发射气瓶内压缩空气通过发射开关的流通过程为绝热节流过程，则其秒流量（）的求解为：（4）发射气瓶内压缩空气通过发射开关注入到发射管内，其压缩空气气体热焓注入率（）为：（5）发射时，发射气瓶内的压缩空气通过发射开关按照一定的规律输入发射管内做功，以保证水雷在发射管内做加速运动。发射开关控制压缩空气按照一定的规律输入发射管内，是通过控制发射开关的流通面积实现，发射开关端部结构图如图2所示。图2压缩空气经发射活塞端部结构图根据发射活塞的结构特点，将发射活塞的运动分为4个阶段，求解不同阶段压缩空气流经发射活塞流通面积f1（t）的表达式为：（6）其中，驻d为d2与d1之差，d1为发射活塞导向体直径（m），d2为发射活塞上凸缘直径（m），L为发射活塞运动行程，L1、L2为特形孔底部所处的两个极限位置，fmax为4个特形孔的面积和。1.1.3单向阀运动特性分析单向阀安装在发射管后部的管体上，其主要功用是发射后期防止发射管内海水经发射开关流入到发射气瓶内，占据发射气瓶的容积。平时单向阀在其自身弹簧力的作用下自动关闭。当发射开关打开后，在其压缩空气作用力的作用下自动开启，从而发射气瓶内的压缩空气进入发射管内建立抛射压力。当发射开关关闭后，在发射管内压力和自身弹簧力的作用下自动关闭。根据上述分析，开启单向阀所需气压力的表达式（Pd）为：（7）式中，Sd1为单向阀受发射阀内的空气压力的作用面积，Sd2为单向阀受发射管内的海水压力的作用面积，Fd为单向阀弹簧预压力，P
［J］.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems，2012，48（3）：2673-2678.［7］YUANT，BAR-SHALOMY.AmultipleIMMestimationapproachwithunbiasedmixingforthrustingprojectiles［J］.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems，2014，48（4）：3250-3267.［8］EWEDAE.Dependenceofthestabilityoftheleastmeanfourthalgorithmontargetweightsnon-stationarity［J］.IEEETransactionsonSignalProcessing，2014，62（7）：1634-1643.力参数，发射前雷时，发射管内压力和水雷出管速度的仿真曲线图如图6和图7所示。通过改变发射气瓶初始压力参数，发射后雷时，发射管内压力和水雷出管速度的仿真曲线图如图8和图9所示。在发射气瓶容积一定的条件下，基于仿真曲线可以看出：1）发射时发射管内的抛射压力与发射气瓶内的压力成正比。若发射气瓶内的初始压力越高，不管是发射前雷还是发射后雷，则压缩空气进入发射管内建立的抛射压力越高；反之越校2）发射时水雷的出管速度与抛射压力成正比。若发射管内的抛射压力越高，不管是发射前雷还是发射后雷，则水雷的出管速度越高；反之越低。3结论本文基于潜用气动不平衡式发射装置“一管两雷”装填方式和大深度发射水雷的作战使用需求，在基于发射能量分析计算的基础上，进行了发射气瓶环节和发射管环节的特性分析和建模，利用Simulink软件，分别对前水雷和后水雷的弹道特性进行了仿真，获得的主要研究结论为：1）目前装艇使用的发射装置储存的发射能量，满足潜艇开展大深度布雷所需的发射能量需求。2）发射时，发射深度参数变化对发射开关位移量的影响并不显著，但对发射开关开启持续时间的影响显著。发射深度越大，则发射开关开启持续时间越长；反之则越短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]提拉缸式发射装置水下发射内弹道仿真研究[J]. 刁宏伟,李宗吉,李春来. 兵器装备工程学报. 2018(02)
[2]风载荷对某发射装置待发射状态的影响[J]. 张江华,邹华杰. 火力与指挥控制. 2017(01)
[3]某气动不平衡式发射装置性能影响因素研究[J]. 万祥兰,范明君,段宏. 液压与气动. 2015(04)
[4]气动不平衡发射装置发射水雷内弹道特性[J]. 张永,逄洪照,黄波,张宏凯. 舰船科学技术. 2011(12)
[5]鱼雷气动不平衡发射装置程控系统方案探讨[J]. 李鹏,李志华. 液压与气动. 2008(08)
[6]气动式水下武器发射器内弹道优化研究[J]. 练永庆,王树宗,陈一雕. 弹道学报. 2002(02)
本文编号：3442341
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(12)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
气动不平衡式发射装置原理图
t）为压缩空气通过发射开关的流通面积，为单位面积的秒流量。根据流量公式和理想气体绝热状态方程，假定发射气瓶内压缩空气通过发射开关的流通过程为绝热节流过程，则其秒流量（）的求解为：（4）发射气瓶内压缩空气通过发射开关注入到发射管内，其压缩空气气体热焓注入率（）为：（5）发射时，发射气瓶内的压缩空气通过发射开关按照一定的规律输入发射管内做功，以保证水雷在发射管内做加速运动。发射开关控制压缩空气按照一定的规律输入发射管内，是通过控制发射开关的流通面积实现，发射开关端部结构图如图2所示。图2压缩空气经发射活塞端部结构图根据发射活塞的结构特点，将发射活塞的运动分为4个阶段，求解不同阶段压缩空气流经发射活塞流通面积f1（t）的表达式为：（6）其中，驻d为d2与d1之差，d1为发射活塞导向体直径（m），d2为发射活塞上凸缘直径（m），L为发射活塞运动行程，L1、L2为特形孔底部所处的两个极限位置，fmax为4个特形孔的面积和。1.1.3单向阀运动特性分析单向阀安装在发射管后部的管体上，其主要功用是发射后期防止发射管内海水经发射开关流入到发射气瓶内，占据发射气瓶的容积。平时单向阀在其自身弹簧力的作用下自动关闭。当发射开关打开后，在其压缩空气作用力的作用下自动开启，从而发射气瓶内的压缩空气进入发射管内建立抛射压力。当发射开关关闭后，在发射管内压力和自身弹簧力的作用下自动关闭。根据上述分析，开启单向阀所需气压力的表达式（Pd）为：（7）式中，Sd1为单向阀受发射阀内的空气压力的作用面积，Sd2为单向阀受发射管内的海水压力的作用面积，Fd为单向阀弹簧预压力，P
［J］.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems，2012，48（3）：2673-2678.［7］YUANT，BAR-SHALOMY.AmultipleIMMestimationapproachwithunbiasedmixingforthrustingprojectiles［J］.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems，2014，48（4）：3250-3267.［8］EWEDAE.Dependenceofthestabilityoftheleastmeanfourthalgorithmontargetweightsnon-stationarity［J］.IEEETransactionsonSignalProcessing，2014，62（7）：1634-1643.力参数，发射前雷时，发射管内压力和水雷出管速度的仿真曲线图如图6和图7所示。通过改变发射气瓶初始压力参数，发射后雷时，发射管内压力和水雷出管速度的仿真曲线图如图8和图9所示。在发射气瓶容积一定的条件下，基于仿真曲线可以看出：1）发射时发射管内的抛射压力与发射气瓶内的压力成正比。若发射气瓶内的初始压力越高，不管是发射前雷还是发射后雷，则压缩空气进入发射管内建立的抛射压力越高；反之越校2）发射时水雷的出管速度与抛射压力成正比。若发射管内的抛射压力越高，不管是发射前雷还是发射后雷，则水雷的出管速度越高；反之越低。3结论本文基于潜用气动不平衡式发射装置“一管两雷”装填方式和大深度发射水雷的作战使用需求，在基于发射能量分析计算的基础上，进行了发射气瓶环节和发射管环节的特性分析和建模，利用Simulink软件，分别对前水雷和后水雷的弹道特性进行了仿真，获得的主要研究结论为：1）目前装艇使用的发射装置储存的发射能量，满足潜艇开展大深度布雷所需的发射能量需求。2）发射时，发射深度参数变化对发射开关位移量的影响并不显著，但对发射开关开启持续时间的影响显著。发射深度越大，则发射开关开启持续时间越长；反之则越短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]提拉缸式发射装置水下发射内弹道仿真研究[J]. 刁宏伟,李宗吉,李春来. 兵器装备工程学报. 2018(02)
[2]风载荷对某发射装置待发射状态的影响[J]. 张江华,邹华杰. 火力与指挥控制. 2017(01)
[3]某气动不平衡式发射装置性能影响因素研究[J]. 万祥兰,范明君,段宏. 液压与气动. 2015(04)
[4]气动不平衡发射装置发射水雷内弹道特性[J]. 张永,逄洪照,黄波,张宏凯. 舰船科学技术. 2011(12)
[5]鱼雷气动不平衡发射装置程控系统方案探讨[J]. 李鹏,李志华. 液压与气动. 2008(08)
[6]气动式水下武器发射器内弹道优化研究[J]. 练永庆,王树宗,陈一雕. 弹道学报. 2002(02)
本文编号：3442341
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