高速弹侵彻硬目标姿态及计层模型研究
发布时间：2021-12-02 12:23
现代战争中,由于地面上的军事目标很容易被侦查发现,因此,许多重要的军事目标都转移到了地下深处,绝大部分常规武器已经不能对这些目标进行有效打击,钻地弹脱颖而出,成为打击这些目标的重要武器,侵彻引信是其核心部件。侵彻引信根据探测装置（高g值加速度传感器）获取目标信息,完成目标识别,能够使其侵彻到目标内部一定深度后引爆弹丸,实现最大程度的毁伤。而计层引信技术是使用较为普遍且比较可靠的炸点控制方法,传统的计层引信一般是通过设置阈值的方法进行层数的判断。但是,在实际情况中弹丸并不都是垂直侵彻目标,会存在一定侵彻角,这样就有可能会侵彻到竖直墙,形成误计,使弹丸在到达目标层数之前就已经起爆。本文针对弹丸斜侵彻的情况进行分析,并给出了一种新的计层策略,可以使弹丸排除竖直墙对计层的干扰,为弹丸非正侵彻硬目标计层技术提供参考。对弹丸侵彻过程进行受力分析,推导出弹丸侵彻过程中侵彻姿态变化以及侵彻轨迹的理论公式,然后建立了弹丸正侵彻和斜侵彻多层间隔靶板模型,还在斜侵彻的基础上增加了竖直墙结构,通过有限元仿真软件对其进行仿真,分析弹丸加速度的变化规律。利用MATLAB对侵彻过程进行编程,根据仿真得到的加速度数据...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻地弹作用示意图
沈阳理工大学硕士学位论文-4-的方案。2010年，刘海鹏[18]对弹体垂直侵彻三层间隔混凝土靶板进行了仿真分析，并与实验做对比，说明了通过数值仿真得到的弹丸过载、混凝土破坏程度等相关参数有一定参考价值。冯杰[19]运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件研究了弹体姿态偏转原理，建立了弹体侵彻姿态偏转角的半经验公式。龚自明[20]等人依据SPH算法进行了长杆弹侵彻混凝土靶的仿真，得到了长杆弹的受力过载曲线。闪雨[21]重点研究了刚性及侵蚀弹丸斜侵彻混凝土的运动过程，建立了侵彻过程中弹丸关于摩擦的侵彻模型，并与试验作对比，验证理论模型能够有效地预测弹丸垂直/斜侵彻过程中轴向及横向过载的变化情况。中北大学的邱杨刚[22]提出了基于阈值与侵彻加速度峰值比较的方法，实现了对目标层/空穴的识别并且计数，并在此基础上分别采用硬件电路、DSP编译软件及FPGA与PCI相结合的方法对其进行验证。2014年胡怀春[23]通过分析单一、复合侵彻体对多种目标的侵彻过程，得到对应的起爆控制策略，通过对其进行有限元仿真，修正了计层时屏蔽时间的计算公式，极大地提高了计层算法的准确性。国内对能精确控制起爆点的侵彻武器开始重点研究，在其相关领域也取得了突破，如高过载下传感器元器件的保护技术及弹-目相互作用时的特性方面[24]。1989年服役的东风-15弹道导弹，是我国在世界上第一枚常规地对地弹道导弹。如图1.2所示。图1.2东风15战术弹道导弹Figure1.2DF15tacticalballisticmissile国内对于弹丸姿态测量技术的研究起步相对较晚，近几年，关于斜侵彻的试
沈阳理工大学硕士学位论文-8-Y-----岩石抗压强度；RQD-----岩石品质因子。硬目标侵彻武器能否实现在预定位置起爆的关键技术就在于硬目标侵彻引信的作用。硬目标侵彻引信一般具有定时、计行程、计层数/空缺、介质识别等功能。硬目标侵彻引信最开始被设计为机械引信，随着科技的发展演变为机电引信，到今天形成了电子智能引信。硬目标侵彻引信利用环境信息来进行目标识别，实现了对目标的高效毁伤。一开始的固定延时引信受到延迟时间精度和灵活性差的影响，并不能对目标进行精确毁伤。面对地面建筑物防护强度的不断加强，单一起爆方式的引信已经无法满足现代化作战的要求，硬目标侵彻引信开始逐步发展。图2.1硬目标侵彻引信发展路线图Figure2.1Developmentroadmapofhardtargetpenetrationfuse在第52届美国引信年度会议上，许多研究部门介绍了硬目标侵彻引信发展项目计划和相关规划。美国国防威胁降低局在年会上公布了硬目标侵彻引信发展路线图，如图2.1所示[31]。通过该图，可以看出美国近几年硬目标引信的发展方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻地弹侵彻地下工事问题的研究与发展[J]. 张国星,强洪夫,陈福振,石超. 飞航导弹. 2018(06)
[2]弹体斜侵彻多层间隔混凝土靶实验和数值模拟[J]. 马兆芳,段卓平,欧卓成,黄风雷. 北京理工大学学报. 2016(10)
[3]基于地磁传感器与陀螺仪的姿态测量法[J]. 闫爱天,陈雄,周长省,邹晗霆. 弹箭与制导学报. 2016(02)
[4]弹体斜侵彻贯穿薄混凝土靶姿态变化实验和理论研究[J]. 马兆芳,段卓平,欧卓成,黄风雷. 兵工学报. 2015(S1)
[5]硬目标侵彻引信计层技术现状与展望[J]. 于润祥,石庚辰. 探测与控制学报. 2013(05)
[6]高冲击加速度传感器发展现状及趋势[J]. 李科杰,何昫,张振海,林然,李治清. 探测与控制学报. 2013(04)
[7]钢筋混凝土靶体抗弹体斜侵彻试验分析[J]. 刘勇,宋春明,黄育,刘斌. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2013(01)
[8]大质量高速动能弹侵彻钢筋混凝土的实验研究[J]. 汪斌,曹仁义,谭多望. 爆炸与冲击. 2013(01)
[9]美军钻地弹的发展使用及其防御技术综述[J]. 于雪泳,朱清浩. 飞航导弹. 2012(11)
[10]弹丸贯穿有限厚混凝土靶板实验与仿真分析[J]. 刘海鹏,高世桥,金磊. 兵工学报. 2010(S1)
博士论文
[1]基于弹引系统动态特性的侵彻起爆控制技术[D]. 刘宗宝.北京理工大学 2016
[2]弹体非正侵彻混凝土质量侵蚀与运动轨迹研究[D]. 闪雨.北京理工大学 2015
[3]动能弹在不同材料靶体中的侵彻行为研究[D]. 何涛.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]多层侵彻引信过载信号获取及层数识别技术研究[D]. 焦聪.中北大学 2018
[2]弹体非正侵彻混凝土薄靶姿态偏转数值模拟研究[D]. 冯杰.北京理工大学 2016
[3]卵形弹对钢筋混凝土靶的侵彻效应研究[D]. 钟大鹏.沈阳理工大学 2016
[4]打击建筑物的侵彻引信计层起爆策略[D]. 唐晓峰.西安电子科技大学 2015
[5]目标硬层识别技术及电路设计[D]. 李俊锋.中北大学 2014
[6]侵彻混凝土目标贯穿特性分析及靶后炸点精度控制研究[D]. 胡怀春.南京理工大学 2014
[7]硬目标侵彻计层/计空穴原理研究[D]. 邱扬刚.中北大学 2011
本文编号：3528433
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻地弹作用示意图
沈阳理工大学硕士学位论文-4-的方案。2010年，刘海鹏[18]对弹体垂直侵彻三层间隔混凝土靶板进行了仿真分析，并与实验做对比，说明了通过数值仿真得到的弹丸过载、混凝土破坏程度等相关参数有一定参考价值。冯杰[19]运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件研究了弹体姿态偏转原理，建立了弹体侵彻姿态偏转角的半经验公式。龚自明[20]等人依据SPH算法进行了长杆弹侵彻混凝土靶的仿真，得到了长杆弹的受力过载曲线。闪雨[21]重点研究了刚性及侵蚀弹丸斜侵彻混凝土的运动过程，建立了侵彻过程中弹丸关于摩擦的侵彻模型，并与试验作对比，验证理论模型能够有效地预测弹丸垂直/斜侵彻过程中轴向及横向过载的变化情况。中北大学的邱杨刚[22]提出了基于阈值与侵彻加速度峰值比较的方法，实现了对目标层/空穴的识别并且计数，并在此基础上分别采用硬件电路、DSP编译软件及FPGA与PCI相结合的方法对其进行验证。2014年胡怀春[23]通过分析单一、复合侵彻体对多种目标的侵彻过程，得到对应的起爆控制策略，通过对其进行有限元仿真，修正了计层时屏蔽时间的计算公式，极大地提高了计层算法的准确性。国内对能精确控制起爆点的侵彻武器开始重点研究，在其相关领域也取得了突破，如高过载下传感器元器件的保护技术及弹-目相互作用时的特性方面[24]。1989年服役的东风-15弹道导弹，是我国在世界上第一枚常规地对地弹道导弹。如图1.2所示。图1.2东风15战术弹道导弹Figure1.2DF15tacticalballisticmissile国内对于弹丸姿态测量技术的研究起步相对较晚，近几年，关于斜侵彻的试
沈阳理工大学硕士学位论文-8-Y-----岩石抗压强度；RQD-----岩石品质因子。硬目标侵彻武器能否实现在预定位置起爆的关键技术就在于硬目标侵彻引信的作用。硬目标侵彻引信一般具有定时、计行程、计层数/空缺、介质识别等功能。硬目标侵彻引信最开始被设计为机械引信，随着科技的发展演变为机电引信，到今天形成了电子智能引信。硬目标侵彻引信利用环境信息来进行目标识别，实现了对目标的高效毁伤。一开始的固定延时引信受到延迟时间精度和灵活性差的影响，并不能对目标进行精确毁伤。面对地面建筑物防护强度的不断加强，单一起爆方式的引信已经无法满足现代化作战的要求，硬目标侵彻引信开始逐步发展。图2.1硬目标侵彻引信发展路线图Figure2.1Developmentroadmapofhardtargetpenetrationfuse在第52届美国引信年度会议上，许多研究部门介绍了硬目标侵彻引信发展项目计划和相关规划。美国国防威胁降低局在年会上公布了硬目标侵彻引信发展路线图，如图2.1所示[31]。通过该图，可以看出美国近几年硬目标引信的发展方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻地弹侵彻地下工事问题的研究与发展[J]. 张国星,强洪夫,陈福振,石超. 飞航导弹. 2018(06)
[2]弹体斜侵彻多层间隔混凝土靶实验和数值模拟[J]. 马兆芳,段卓平,欧卓成,黄风雷. 北京理工大学学报. 2016(10)
[3]基于地磁传感器与陀螺仪的姿态测量法[J]. 闫爱天,陈雄,周长省,邹晗霆. 弹箭与制导学报. 2016(02)
[4]弹体斜侵彻贯穿薄混凝土靶姿态变化实验和理论研究[J]. 马兆芳,段卓平,欧卓成,黄风雷. 兵工学报. 2015(S1)
[5]硬目标侵彻引信计层技术现状与展望[J]. 于润祥,石庚辰. 探测与控制学报. 2013(05)
[6]高冲击加速度传感器发展现状及趋势[J]. 李科杰,何昫,张振海,林然,李治清. 探测与控制学报. 2013(04)
[7]钢筋混凝土靶体抗弹体斜侵彻试验分析[J]. 刘勇,宋春明,黄育,刘斌. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2013(01)
[8]大质量高速动能弹侵彻钢筋混凝土的实验研究[J]. 汪斌,曹仁义,谭多望. 爆炸与冲击. 2013(01)
[9]美军钻地弹的发展使用及其防御技术综述[J]. 于雪泳,朱清浩. 飞航导弹. 2012(11)
[10]弹丸贯穿有限厚混凝土靶板实验与仿真分析[J]. 刘海鹏,高世桥,金磊. 兵工学报. 2010(S1)
博士论文
[1]基于弹引系统动态特性的侵彻起爆控制技术[D]. 刘宗宝.北京理工大学 2016
[2]弹体非正侵彻混凝土质量侵蚀与运动轨迹研究[D]. 闪雨.北京理工大学 2015
[3]动能弹在不同材料靶体中的侵彻行为研究[D]. 何涛.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]多层侵彻引信过载信号获取及层数识别技术研究[D]. 焦聪.中北大学 2018
[2]弹体非正侵彻混凝土薄靶姿态偏转数值模拟研究[D]. 冯杰.北京理工大学 2016
[3]卵形弹对钢筋混凝土靶的侵彻效应研究[D]. 钟大鹏.沈阳理工大学 2016
[4]打击建筑物的侵彻引信计层起爆策略[D]. 唐晓峰.西安电子科技大学 2015
[5]目标硬层识别技术及电路设计[D]. 李俊锋.中北大学 2014
[6]侵彻混凝土目标贯穿特性分析及靶后炸点精度控制研究[D]. 胡怀春.南京理工大学 2014
[7]硬目标侵彻计层/计空穴原理研究[D]. 邱扬刚.中北大学 2011
本文编号：3528433
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