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Analysis of an improved trajectory correction scheme based on mass blocks

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2019年第1期30卷 180-190页

作者： LEI Xiaoyun ZHANG Zhian du zhonghua School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and Technology

In conventional technical trajectory correction schemes,continuous attitude adjusting mechanisms, such as canards, are inferior in terms of response time and efficiency of executing instructions. Discontinuous attitude adjusting mechanisms, such as the lateral pulse jet, have complex impact on the airflow layer of the projectile surface caused by the thrust vector jet flow. An improved two-dimensional trajectory correction mechanism is designed based on the principle of firing mass blocks by a tailor-made propellant. The mechanical properties of the thrust force(namely the correction force) is analyzed. The trajectory correction model is established to analyze the effects of correction starting moment and correction phase angle of a thrust force on the projectile's trajectory. According to the trajectory correction scheme, an improved genetic algorithm is employed to this work. The scheme is tested in the simulation. The results show that the correction scheme is effective to reduce target dispersion and increase the precision of the impact point.

关键词： trajectory correction mass block correction force correction control algorithm genetic algorithm.

Modeling and experimental validation of vertical landing reusable launch vehicle under symmetric landing conditions

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Chinese Journal of Aeronautics 2022年第12期35卷 156-172页

作者： Shuai YUE Qing LIN Guang ZHENG zhonghua du School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China Aerospace System Engineering Shanghai Shanghai 201109China Key Laboratory of Impact and Safety Engineering Ministry of EducationNingbo UniversityNingbo 315211China

This paper illustrates the dynamic modeling,experimental validation of Reusable Launch Vehicle under symmetric landing ***,a new quasi-3D dynamic landing model of vehicle under 2-2 and 1-2-1 symmetric landing mode is established,which can predict the plane motion of the main body and the spatial motion of landing struts and *** strut force,footpad-ground contact force and the liquid spring damper are also included in the ***,the landing impact experiments are performed for 2-2 and 1-2-1 symmetric landing *** main and auxiliary strut force are obtained,along with the force-stroke diagram of *** comparing with experimental data,the accuracy of simulation model is *** is found that the simulation model possesses good match with tested responses in damping stroke and main strut *** simulation and experiment also indicate the same trend in auxiliary strut force and main body *** main discrepancies attribute to the simplified structural flexibility and nonlinear contact。

关键词： Dynamics Impact Landing gear Launch vehicle Modeling

The Effect of Different Multi-Point Initiation on the Formation and Penetration of Annular EFP

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The Effect of Different Multi-Point Initiation on the Format...

The 2nd International Conference on Computer-Aided Design, Manufacturing, Modeling and Simulation(CDMMS 2012)

作者： Jie Liu zhonghua du Nanjing university of science and technology

Using LS-DYNA software,this paper studies the problem of an annular multi-point initiation circuit applied to an annular EFP charge,and the effects of annular EFP formation with configuration parameters of shaped charge of variable wall thickness semicircle liner by two different number of 36 initiation points and 72 initiation *** study shows that the speed of the annular EFP with 36 initiation points arrives more than 2400m/s,and the annular EFP has the characteristic of well formation,no dispersible,energy concentration,high energy efficiency and so ***,the depth of hole is more 5.4mm than the depth of hole which is penetrate by the annular EFP with 72 initiation *** study results provide important reference to the design of warhead.

关键词： Variable Wall Thickness Linear Semicircle Liner,Annular EFP,Numerical Simulation

来源： cnki会议评论

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钨丝直径对锆基复合非晶材料穿甲性能的影响

稀有金属材料与工程 2017年第4期46卷 1080-1085页

作者：杜成鑫杜忠华朱正旺南京理工大学江苏南京210094 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

针对4种不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯,在(1270±40)m/s撞击速度,开展了侵彻均质半无限装甲钢板实验研究,并与普通钨合金进行了对比。研究发现,在相同的制备工艺条件下,钨丝直径对该复合材料弹芯侵彻效果影响较大,主要表现:(1)在... 详细信息

针对4种不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯,在(1270±40)m/s撞击速度,开展了侵彻均质半无限装甲钢板实验研究,并与普通钨合金进行了对比。研究发现,在相同的制备工艺条件下,钨丝直径对该复合材料弹芯侵彻效果影响较大,主要表现:(1)在理想侵彻的条件下,钨丝直径对该种材料的侵彻性能影响较大,弹丸侵彻深度和钨丝直径关系曲线是凸的,Φ0.7 mm钨丝方案丸侵彻深度最大,最大侵彻深度为55 mm,相对于钨合金材料威力提高了25%,其根本原因是Φ0.7 mm钨丝方案在侵彻过程中呈现与铀合金类似的绝热剪切破坏特征,弹坑底部呈现90o的自锐角。(2)钨丝直径对弹芯在高速条件下的侵彻体头部破坏形式有着重要的影响,随着钨丝直径的增加,其头部的破坏模式随直径变化存在一个从变形+劈裂+弯曲+断裂的复合破坏模式到绝热剪切破坏演变过程,然后又从绝热剪切向复合模式破坏转变。

关键词：钨丝直径锆基非晶复合材料侵彻绝热剪切

着靶速度和钨丝直径对钨丝/锆基非晶复合材料弹芯侵彻性能的影响

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稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1632-1637页

作者：杜成鑫杜忠华朱正旺南京理工大学江苏南京210094 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有4种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000~1600 m/s的速度区间进行穿甲实验。研究发现:钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,"自锐"效果明显;... 详细信息

为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有4种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000~1600 m/s的速度区间进行穿甲实验。研究发现:钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,"自锐"效果明显;理想侵彻时,存在一个阈值速度,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯在低于该速度侵彻时,其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏,而高于该阈值速度时,破坏模式变成钨丝的屈曲、回流,而且该阈值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加;钨丝/锆基非晶复合材料弹芯中钨丝的直径会影响其侵彻过程中的稳定性,钨丝直径越大,该复合材料弹芯在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏,导致弹道偏转等。

关键词：钨丝/锆基非晶复合材料钨丝直径自锐着靶速度破坏机理

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二维弹道修正弹及其制导控制技术综述

国防科技大学学报 2021年第4期43卷 53-68页

作者：邢炳楠杜忠华杜成鑫南京理工大学机械工程学院智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

针对二维弹道修正弹这类具有广泛应用前景的智能弹药,综述了二维弹道修正弹的发展、主要修正机构方案及其制导控制技术。对二维弹道修正弹的研制历程进行总结,梳理发展脉络揭示其发展规律,分析二维修正弹的打击任务。对几种主流修正方... 详细信息

针对二维弹道修正弹这类具有广泛应用前景的智能弹药,综述了二维弹道修正弹的发展、主要修正机构方案及其制导控制技术。对二维弹道修正弹的研制历程进行总结,梳理发展脉络揭示其发展规律,分析二维修正弹的打击任务。对几种主流修正方案进行讨论,分析各机构的作用特点及研究难点。基于二维弹道修正弹打击任务需求,从气动辨识及状态估计算法、修正机构参数优化设计算法和制导律三个方面总结其控制技术的发展现状。着重介绍近年来发展迅猛的智能算法,特别是神经网络理论在二维修正弹控制算法领域的研究应用。进一步指出二维弹道修正弹的控制研究需解决的主要技术难点和未来发展方向,为二维弹道修正的设计提供思路。

关键词：二维弹道修正弹修正机构参数辨识制导控制智能算法神经网络

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采用弹道修正技术的红外干扰弹性能优化

国防科技大学学报 2022年第4期44卷 141-149页

作者：邢炳楠杜忠华杜成鑫南京理工大学机械工程学院智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

针对弹道修正弹的高维非线性特性导致的性能优化难题,改变概念设计阶段传统的串行设计方式,提出了一种基于实验设计(Design Of Experiments,DOE)和响应面(Response Surface Methodology,RSM)的智能优化算法,定义基本的弹丸结构模型以及... 详细信息

针对弹道修正弹的高维非线性特性导致的性能优化难题,改变概念设计阶段传统的串行设计方式,提出了一种基于实验设计(Design Of Experiments,DOE)和响应面(Response Surface Methodology,RSM)的智能优化算法,定义基本的弹丸结构模型以及相关的设计参数。在DOE的基础上,将设计变量映射到性能准则,生成Stochastic Kriging响应曲面,并训练神经网络识别不稳定设计。通过多种群遗传算法确定最优弹丸设计,改变其代价函数,可以产生反映性能权衡的最优设计Pareto前沿。仿真结果表明,对于基于弹道修正方案的红外干扰弹的技术改造,所提算法在其概念设计阶段可快速、精确地得到性能要求下的最优设计配置,为伴飞任务的实现提供了保障。

关键词：红外干扰弹弹道修正实验设计 Stochastic Kriging 神经网络多种群遗传算法

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钨丝/锆基非晶复合材料长杆体弹芯穿甲实验研究

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稀有金属材料与工程 2016年第5期45卷 1308-1313页

作者：杜忠华杜成鑫朱正旺夏龙祥南京理工大学江苏南京210094 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

针对体积分数为80%的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在1300-1700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比。研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨... 详细信息

针对体积分数为80%的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在1300-1700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比。研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和贫铀合金的侵彻特性,主要表现在：（1）在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;（2）这种复合材料在高速侵彻过程中,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤。

关键词：钨丝锆基非晶复合材料高速侵彻自锐

分段结构的钨丝/锆基非晶复合材料弹芯穿甲实验研究

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稀有金属材料与工程 2016年第9期45卷 2359-2365页

作者：杜忠华杜成鑫朱正旺夏龙祥南京理工大学江苏南京210094 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,采用80%体积分数的钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3 mm)弹芯,在1450~2100 m/s速度范围内,对不同结构方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。结果表明:(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸... 详细信息

为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,采用80%体积分数的钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3 mm)弹芯,在1450~2100 m/s速度范围内,对不同结构方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。结果表明:(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据;(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在着靶速度1750~1800 m/s和1850 m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L;对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐近线变化,在速度大于1850 m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L·(ρ/2p/ρt)^(1/2),约为1.5L;(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考。

关键词：分段钨丝/锆基非晶复合材料高速侵彻侵彻效率