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基于微波干涉测速技术的二级轻气炮/火炮内弹道参数诊断

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爆炸与冲击 2022年第3期42卷 111-120页

作者：贾兴唐隆煌翁继东马鹤立陶天炯刘盛刚陈龙章林文王翔中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999

测量二级轻气炮/火炮弹丸在内弹道的速度历程,对轻气炮/火炮的设计、内弹道计算、弹道异常现象诊断分析具有重要作用。因为不同波长微波的传输特性在不同炮管中不同,不同目标的反射特性也不同,为获得最佳的测试结果,设计了两个波长的微... 详细信息

测量二级轻气炮/火炮弹丸在内弹道的速度历程,对轻气炮/火炮的设计、内弹道计算、弹道异常现象诊断分析具有重要作用。因为不同波长微波的传输特性在不同炮管中不同,不同目标的反射特性也不同,为获得最佳的测试结果,设计了两个波长的微波干涉测速系统。对二级轻气炮和高速火炮的内弹道速度进行了连续测量,并利用短时傅里叶变换与相位计算相结合的方法进行了数据处理。实验成功获取了完整的内弹道数据,所测弹丸炮口速度与光束遮断测速装置测试结果差异小于0.5%。通过对内弹道实验数据的分析,证实了二级轻气炮在某些装填条件下易出现碎弹现象。此外,首次观测到二级炮内弹道内前冲气体速度历史,可为研究高速气体的温度、压力、电离等状态提供数据支撑。

关键词：微波干涉仪二级轻气炮火炮速度测量内弹道前冲气体

考虑泄漏的无杆式高压气动弹射器内弹道精确建模及试验

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兵工学报 2023年第7期44卷 1867-1880页

作者：王雪琴马吴宁马大为王尚龙张震东南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 陆军研究院工程设计研究所江苏南京210016

无杆式高压气动弹射器因开口的固有结构决定其存在一定量的泄漏,为此设计并开展样机泄漏测试试验。基于由实验数据拟合的标准干空气热力学状态方程,分别按理想气体和真实气体对比计算泄漏率,并拟合泄漏率随压力、行程变化的经验公式。... 详细信息

无杆式高压气动弹射器因开口的固有结构决定其存在一定量的泄漏,为此设计并开展样机泄漏测试试验。基于由实验数据拟合的标准干空气热力学状态方程,分别按理想气体和真实气体对比计算泄漏率,并拟合泄漏率随压力、行程变化的经验公式。建立考虑动态泄漏、真实气体效应及真实开阀规律的精确内弹道模型,对考虑和不考虑泄漏两种工况的结果进行对比,并详细分析考虑泄漏的弹射过程中热力学参数与负载运动参数的变化规律,将其与弹射试验数据、流体仿真结果进行对比。研究结果表明:按理想气体计算的泄漏率比真实气体偏小约4%;泄漏率不超过4%/s;考虑泄漏的精确内弹道模型计算结果与弹射试验数据、流体仿真结果均基本一致,具有较高的计算精度。

关键词：无杆式高压气动弹射器真实开阀规律内弹道泄漏真实气体效应

嵌入多孔球形颗粒的超高燃速推进剂内弹道研究

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推进技术 2022年第11期43卷 442-446页

作者：李永盛蔺向阳李世鹏易黎明内蒙动力机械研究所内蒙古呼和浩特010010 南京理工大学化工学院江苏南京210094 北京理工大学宇航学院北京100081

针对现有多孔推进剂性能一致性差、燃速和密度难以调节的不足,本文提出了在复合推进剂中嵌入多孔球形颗粒以实现超高燃速的方案。介绍了多孔球形颗粒的配方和成型工艺,对其内弹道和撞击感度进行了测试。研制了不同配方的嵌入多孔球形颗... 详细信息

针对现有多孔推进剂性能一致性差、燃速和密度难以调节的不足,本文提出了在复合推进剂中嵌入多孔球形颗粒以实现超高燃速的方案。介绍了多孔球形颗粒的配方和成型工艺,对其内弹道和撞击感度进行了测试。研制了不同配方的嵌入多孔球形颗粒的超高燃速推进剂,通过内弹道性能测试,研究和分析了该类推进剂的燃烧特性。研制和试验结果表明,高孔隙率、低密度的多孔球形颗粒容易产生对流燃烧,但安全性能良好;在复合推进剂中嵌入多孔球形颗粒以实现超高燃速的方案可行,能够通过调节多孔球形颗粒自身的孔隙率和能量密度以及其在推进剂中的比例,实现从常规推进剂到超高燃速推进剂密度和燃速的有效调节。

关键词：超高燃速多孔球形颗粒内弹道固体发动机固体推进剂

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上浮式水面发射筒弹射内弹道特性

兵工学报 2022年第6期43卷 1266-1276页

作者：曾培高姜毅杨哩娜北京理工大学宇航学院北京100081

为研究新型上浮式水面发射筒弹射内弹道特性及其影响因素,采用Realizable k-ε湍流模型、Mixture多相流模型以及动态分层技术,建立考虑上浮速度影响的弹、筒弹射模型。对弹筒模型在水面与地面上的弹射过程分别进行数值模拟,对比分析二... 详细信息

为研究新型上浮式水面发射筒弹射内弹道特性及其影响因素,采用Realizable k-ε湍流模型、Mixture多相流模型以及动态分层技术,建立考虑上浮速度影响的弹、筒弹射模型。对弹筒模型在水面与地面上的弹射过程分别进行数值模拟,对比分析二者的内弹道性能与筒内流动变化规律,并研究发射筒出水速度对水面发射内弹道性能的影响。对比结果表明,水面发射的弹、筒相对运动快于地面发射的相对运动,使得水面发射的燃气做功用时比地面发射的用时少14%,水面发射弹体受到的最大载荷比地面发射小20%;由于水面发射中发射筒具有相对较高的设定出水速度,水面发射弹体的出筒速度大于地面发射的出筒速度。流动分析表明:在设定的出水速度条件下,水面发射过程中燃气不会直接与水面发生作用,无相变耗能过程。影响因素分析表明,在安全发射条件下,出水速度主要通过改变水对筒的作用力来影响弹、筒的相对运动速度,但燃气对筒的作用力远远大于水对筒的作用力,使得出水速度对弹、筒相对运动的非线性影响几乎可以忽略,出水速度的改变几乎不会影响弹体的出筒速度增量。

关键词：水面发射发射筒动态分层技术燃气弹射内弹道

某多级杆式空气发射系统内弹道仿真与试验研究

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弹道学报 2022年第1期34卷 72-76页

作者：郭锦炎竺伊文王华吉宋顺利王子扬北京航天发射技术研究所北京100076

为了满足某多级杆式空气发射系统的研制需要,建立了多空气瓶动力源时序开阀供气的多级杆发射系统的内弹道仿真模型,设计了模型正确性验证试验方案,开展了该系统的内弹道仿真与试验研究。描述了多级杆式空气发射系统的设计原理,根据该发... 详细信息

为了满足某多级杆式空气发射系统的研制需要,建立了多空气瓶动力源时序开阀供气的多级杆发射系统的内弹道仿真模型,设计了模型正确性验证试验方案,开展了该系统的内弹道仿真与试验研究。描述了多级杆式空气发射系统的设计原理,根据该发射系统的工作原理,借鉴经典枪炮零维内弹道模型,建立了该空气发射系统弹射过程的内弹道模型,进行了通用工况的仿真模型研究。设计了多级杆式空气发射系统内弹道模型正确性校验试验方案,开展了3000 kg配重的弹射试验,测量了弹射过程中的内弹道压力参数,结合试验开展情况讨论了该发射系统的内弹道特点,提出了空气发射系统中管路及阀门应注意的事项。将仿真计算的结果与试验测试数据进行对比分析,结果表明计算结果与试验结果吻合较好,满足多级杆式空气发射系统的研制需要。所建立的内弹道模型可指导特定发射需求气瓶初始压力及开阀控制时序的参数制定,对某多级杆式空气发射系统的研制具有参考意义。

关键词：内弹道空气发射多级杆

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减后坐力燃气弹射装置的内弹道与数值分析

战术导弹技术 2023年第5期 32-38页

作者：任兴鸽杜典任杰南京理工大学机械工程学院南京210094

针对开口气缸弹射装置的发射后坐力问题,设计了一种带后坐平衡的高低压发射装置,建立了液体射流后坐力平衡发射的理论模型。设计高低压发射系统的结构,计算平衡装置射流所需的反推力,从而确定平衡装置各关键尺寸。基于LS-Dyna对液囊进... 详细信息

针对开口气缸弹射装置的发射后坐力问题,设计了一种带后坐平衡的高低压发射装置,建立了液体射流后坐力平衡发射的理论模型。设计高低压发射系统的结构,计算平衡装置射流所需的反推力,从而确定平衡装置各关键尺寸。基于LS-Dyna对液囊进行双向流固耦合计算,模拟了液体射流的产生过程,从而计算出射流反推力数据。对发射系统进行完整内弹道计算,验证减后坐装置的有效性。结果表明:设计的减后坐装置在满足发射负载预定指标的基础上,液体射流产生的推力能够平衡低压室产生的推力,起到了减后坐的作用。对高低压发射液体射流平衡装置进行了完整的理论分析和数值模拟,可为后续工程设计、试验研究提供借鉴。

关键词：燃气弹射高低压发射液体射流减后坐内弹道流固耦合

烧蚀磨损理论下多参数变化对火炮内弹道性能的影响分析

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弹道学报 2021年第4期33卷 45-50页

作者：蒋俊君陆欣南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为研究火炮烧蚀磨损对内弹道性能的影响,基于烧蚀磨损理论,建立了经典内弹道模型和火炮烧蚀模型。针对某火炮的试验结果进行了数值模拟,获得的不同磨损量条件下启动压力变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了多参数变化对火... 详细信息

为研究火炮烧蚀磨损对内弹道性能的影响,基于烧蚀磨损理论,建立了经典内弹道模型和火炮烧蚀模型。针对某火炮的试验结果进行了数值模拟,获得的不同磨损量条件下启动压力变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了多参数变化对火炮内弹道性能的影响。结果表明:身管烧蚀磨损会导致弹丸速度和火炮膛压减小;增大装药量后,随着身管磨损量增大炮口相对初速减退量减小;增大火药力后,随着磨损加剧炮口相对初速减退量增大;全装药条件下,射弹数达到约420发时,炮口初速相比于新炮下降了7.53%,达到身管报废标准,此时身管报废。

关键词：火炮内弹道烧蚀磨损身管寿命

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提拉缸式鱼雷发射装置内弹道建模与试验

兵工学报 2019年第11期40卷 2259-2265页

作者：徐勤超潘海兵练永庆李春来李宗吉华中农业大学农业部长江中下游农业装备重点实验室湖北武汉430070 海军工程大学海军兵器新技术应用研究所湖北武汉430033

为解决水面舰艇鱼雷发射作战准备时间长,载弹保障能力差的问题,提出了一种水面舰艇提拉缸式鱼雷发射装置方案。采用Simulink和Adams联合仿真的方式,建立发射装置高压空气发射过程的动力学模型,进行仿真分析,并基于小型原理样机对仿真结... 详细信息

为解决水面舰艇鱼雷发射作战准备时间长,载弹保障能力差的问题,提出了一种水面舰艇提拉缸式鱼雷发射装置方案。采用Simulink和Adams联合仿真的方式,建立发射装置高压空气发射过程的动力学模型,进行仿真分析,并基于小型原理样机对仿真结果进行了试验验证。仿真和试验结果表明:在气瓶压力为25 MPa时,发射过程中提拉缸峰值压力为9. 3 MPa,整个装置零部件间最大接触力为66. 6 k N,鱼雷出管速度达到14. 7 m/s,最大加速度为236 m/s2,发射时间为0. 14 s;研究结果验证了以提拉缸为动力组件的轻型鱼雷发射方案是可行的。

关键词：鱼雷发射装置提拉缸空气发射内弹道

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某多燃气发生器动力系统内弹道设计

现代防御技术 2024年

作者：何小英林言中北京机械设备研究所

针对采用多燃气发生器的弹射动力系统，按照常规的内弹道求解方法，需要根据经验对燃气发生器的设计参数、发生器的个数和点火时序进行多次调试，才能使导弹出筒速度等内弹道参数满足指标要求。一旦发生器参数初值设置不当，就会导致优... 详细信息

针对采用多燃气发生器的弹射动力系统，按照常规的内弹道求解方法，需要根据经验对燃气发生器的设计参数、发生器的个数和点火时序进行多次调试，才能使导弹出筒速度等内弹道参数满足指标要求。一旦发生器参数初值设置不当，就会导致优化求解失败。本文建立了一种以导弹出筒速度等内弹道指标作为输入条件的反推计算方法，逐步递推出满足要求的多燃气发生器个数、及其流量、点火时序等，最终得到合适的多燃气发生器装药参数和结构参数。使用Matlab编程并求解，对不同个数燃气发生器组合的发射工况进行内弹道仿真试验。以此方法得到多燃气发生器参数后，可以作为后续多燃气发生器内弹道优化的输入，该计算方法有利于多燃气发生器发射动力系统的内弹道初始设计。

关键词：多燃气发生器内弹道弹射动力系统出筒速度仿真装药