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水下火箭弹引信定距用涡轮流体动力特性

探测与控制学报 2012年第5期34卷 24-28页

作者：齐献山李豪杰沈德璋南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

水下火箭弹是一种应用于小型水下航行器等的新型水中武器,具有作战距离短、威力大的特点。根据其使用环境,要求保险机构能在到达指定距离后短时间内完成解除保险,所以解除保险信号的准确性非常重要,但未见相关研究发表。针对水下涡轮机... 详细信息

水下火箭弹是一种应用于小型水下航行器等的新型水中武器,具有作战距离短、威力大的特点。根据其使用环境,要求保险机构能在到达指定距离后短时间内完成解除保险,所以解除保险信号的准确性非常重要,但未见相关研究发表。针对水下涡轮机构用于引信解除保险的可行性和稳定性,运用ANSYS14.0中的ICEM和FLUENT模块,对该机构流体动力学性能进行了仿真分析。结果表明:水下火箭弹涡轮定距解除保险机构中,涡轮启动速度小(水深20m时约2.97m/s),涡轮转速和弹速之间线性度良好,在水深0～50m、弹速0～100m/s内,由水深产生的误差不大于2.4%。分析表明:该研究方法可信度较高,涡轮应用在火箭弹定距中可行,且精度较高。

关键词：水下火箭弹引信涡轮定距数值仿真

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水下火箭弹引信系统分析及关键技术研究

水下火箭弹引信系统分析及关键技术研究

作者：侯超南京理工大学

学位级别：硕士

本文旨在利用水下火箭弹特有的发射与弹道环境,为其设计一个引信系统,以使其具有符合要求的安全与解除保险机构,并且可根据战术要求实现对起爆点的控制。对水下火箭弹的工作过程及实现功能进行了介绍,对其目标特性、战斗部特性以及弹... 详细信息

本文旨在利用水下火箭弹特有的发射与弹道环境,为其设计一个引信系统,以使其具有符合要求的安全与解除保险机构,并且可根据战术要求实现对起爆点的控制。对水下火箭弹的工作过程及实现功能进行了介绍,对其目标特性、战斗部特性以及弹道特性进行了分析,并对其引信系统各部分进行了分析,得出了该引信系统设计中存在的难点,为下一步的工作指明了重点。为对水下火箭弹的弹道情况有所了解,本文借鉴鱼雷航行力学的有关知识,得出了火箭弹在纵向平面内的的弹道微分方程,并借助ANSYS/LS-DYNA对火箭弹进行了动力学仿真。利用FLUENT软件对火箭弹高速(85m/s)和低速(5m/s)下的水下压力场进行数值计算,利用上述水下压力场数值计算的计算结果,完成了水下火箭弹远距离解除保险距离识别电路的方案和电路设计。结合计算结果及水下火箭弹自身特点,给出了引信系统的整体设计方案,对课题中引信电路部分所涉及的电源升压电路、主发火电路、远距离解除保险机构的执行电路、自毁电路以及自失能电路进行了方案设计和具体参数选取,并完成了上述电路的电路板的设计、制作与调试。

关键词：水下火箭弹引信系统分析 FLUENT 远距离解除保险引信电路

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水下火箭弹引信系统关键技术分析与设计

水下火箭弹引信系统关键技术分析与设计

作者：齐献山南京理工大学

学位级别：硕士

水下火箭弹是一种应用于小型水下航行器等的新型水中弹药。具有可近距离作战,杀伤威力大的特点。该火箭弹及其引信的研究与开发对于水下“蛙人”的作战能力的加强和小型高毁伤水下武器的研究有重要意义。针对水下火箭弹引信设计中... 详细信息

水下火箭弹是一种应用于小型水下航行器等的新型水中弹药。具有可近距离作战,杀伤威力大的特点。该火箭弹及其引信的研究与开发对于水下“蛙人”的作战能力的加强和小型高毁伤水下武器的研究有重要意义。针对水下火箭弹引信设计中面临的主要问题,进行了以下工作：引信保险机构方案和发火控制系统方案选择,用于引信解除保险的涡轮测速机构和水压测速机构的理论分析和设计,引信发火控制系统的方案设计与优化。通过数值分析方法对所设计的方案进行了验证,并对所设计的引信结构的相关性能进行了计算与分析。完成了信号放大、传输和处理部分的电路硬件设计与制作和控制软件编写。通过试验对所设计机构工作性能及电路可靠性进行了验证。通过数值分析和实验验证可知：涡轮机构的起动速度较低,对弹道影响很小基本可以忽略,涡轮转速和弹丸速度之间线性度良好,水深、攻角对涡轮转速影响较小。水压测试方案工作稳定性良好。根据碰撞加速度和弹道加速度的信号特点,提出了一种惯性和瞬发联合作用的发火控制方案。分析表明该方案可以实现水下火箭弹碰撞信号和弹道信号的分辨,且较单一控制方法可区别范围更宽,对于水下火箭弹低速大着角碰撞发火控制的可靠性与抗干扰性有重要意义。信号测试及处理电路工作稳定,可以正常完成既定的设计目的。数值计算所得结果与试验结果接近。设计的保险机构和发火控制系统方案可以满足水下火箭弹工作要求。

关键词：水下火箭弹引信数值分析安全与解除保险机构发火控制系统

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水下火箭弹引信电磁感应装定技术研究

水下火箭弹引信电磁感应装定技术研究

作者：黄明利南京理工大学

学位级别：硕士

中国海域辽阔,许多岛屿被其他国家非法侵占,在岛屿的争夺、水下设施的侦查等技术方面需要大力投入。目前,单兵水下作战武器主要是一些水下手枪、水下步枪,这些武器都有着很大的缺陷,威力小、射程近、不能形成面杀伤,对大型的水下设施或... 详细信息

中国海域辽阔,许多岛屿被其他国家非法侵占,在岛屿的争夺、水下设施的侦查等技术方面需要大力投入。目前,单兵水下作战武器主要是一些水下手枪、水下步枪,这些武器都有着很大的缺陷,威力小、射程近、不能形成面杀伤,对大型的水下设施或者船体破坏能力基本为零,这些严重限制了水下单兵作战的优势,研究一种便携性、大毁伤、高精度的水下武器显的尤为重要。首先,通过对水下火箭弹工作环境分析,利用两种环境力,设计了引信的安全和解除保险结构方案,并通过ADAMS软件验证了方案的正确性。其次,分析了海水介质特性和水下通信方式,提出电磁感应通信的关键技术。基于空心变压器原理设计了电磁感应装定的信息传输通道,并用ansys软件做了水下电磁耦合分析,验证了水下电磁感应装定理论的正确性。最后,根据水下电磁感应通信理论和项目要求,设计了水下火箭弹引信电磁感应装定系统的硬件电路和相应的软件程序。通过实验验证了该装定系统在水下工作的正确性和可靠性。通过本课题的研究,也填补水下装定知识的不足,可为以后水下武器装定发展提供理论依据,同时该水下电磁感应技术也可广泛应用在其他领域。

关键词：水下火箭弹引信水下电磁感应电磁仿真装定

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水下火箭弹引信总体方案设计与分析

水下火箭弹引信总体方案设计与分析

作者：刘建禄南京理工大学

学位级别：硕士

水下火箭弹是一种在水下工作的中小口径弹药,主要应用于水下“蛙人”部队等,携带方便、威力大、面杀伤的特点使其成为水下单兵作战的有力武器。研发水下火箭弹引信对于提高精度、毁伤等综合作战效能有重要意义。根据水下火箭弹的工作过... 详细信息

水下火箭弹是一种在水下工作的中小口径弹药,主要应用于水下“蛙人”部队等,携带方便、威力大、面杀伤的特点使其成为水下单兵作战的有力武器。研发水下火箭弹引信对于提高精度、毁伤等综合作战效能有重要意义。根据水下火箭弹的工作过程、外弹道环境、弹目交汇特性及引信总体设计要求,对水下火箭弹引信总体方案进行了设计和分析。主要完成了以下几项工作：首先,设计分析了引信系统的总体方案,主要包括保险机构、发火机构、爆炸序列、控制电路和引信电源等。然后,通过LS-DYNA进行动力学仿真,分析了水环境及弹体头部结构对弹体碰击目标过程的影响,研究了弹体以不同速度、不同着角碰击目标时引信开关的变形情况及引信内部零件的加速度特点。最后,试制了原理样机进行模拟实验,一方面,在水洞进行实验,测量不同水流速度下内置涡轮转速,验证引信计转数定距解除保险的可行性;另一方面,设计了水中低速碰撞实验平台并进行模拟实验,验证发火策略的可行性。本文结合理论分析、建模仿真计算及模拟实验,对水下火箭弹引信总体方案进行了设计和分析。表明内置涡轮转速与弹体速度有很好的线性关系,且启动速度小(2m/s左右),涡轮计转数定距可用来解除保险。弹体失去动力后爬行力明显,持续时间较长,可作为引信解除保险的另一种环境激励。加速度信号测试及控制电路工作稳定,可以实现既定的功能。

关键词：水下火箭弹引信总体方案动力学仿真模拟实验

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水下单兵火箭弹弹道计算

兵器装备工程学报 2018年第11期39卷 44-48页

作者：龚铂淳马少杰魏健南京理工大学机械工程学院南京210094

针对火箭弹水下工作过程,研究抛射和火箭助推的两段弹道,并进行理论计算,求取火箭弹在水下的运动学参数。建立抛射情况下火箭弹水下弹道数学模型,并分析了动力学和运动学特点。在单一火箭弹弹道模型的基础上,修正了火箭弹纵向平面内经... 详细信息

针对火箭弹水下工作过程,研究抛射和火箭助推的两段弹道,并进行理论计算,求取火箭弹在水下的运动学参数。建立抛射情况下火箭弹水下弹道数学模型,并分析了动力学和运动学特点。在单一火箭弹弹道模型的基础上,修正了火箭弹纵向平面内经典运动方程。利用MATLAB进行数值求解计算,得出火箭弹水下运动速度、加速度随时间变化的曲线。结果表明:火箭弹以80 m/s的初速度从水下抛射后,速度经历了先衰减后回升再衰减的过程,在火箭助推后最大速度可达62 m/s;在250～450 ms内,出现了明显的减加速度,最大可达65 g左右,由此可知爬行力可作为解除保险的环境力,为引信保险机构设计提供理论依据。

关键词：水下火箭弹双弹道数值求解爬行力

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水下弹药碰撞与弹道信号特点数值分析

现代电子技术 2013年第3期36卷 8-11页

作者：齐献山李豪杰沈德璋南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

根据水下火箭弹使用环境,易出现低速大着角碰撞,此时弹体轴向加速度与弹道水流阻力下加速度大小会较为接近,导致发引信误发火问题,但未见相关研究成果发表。针对水下火箭弹弹道和碰撞时的加速度特点问题,运用ANSYS 14.0中的LS DYNA和FLU... 详细信息

根据水下火箭弹使用环境,易出现低速大着角碰撞,此时弹体轴向加速度与弹道水流阻力下加速度大小会较为接近,导致发引信误发火问题,但未见相关研究成果发表。针对水下火箭弹弹道和碰撞时的加速度特点问题,运用ANSYS 14.0中的LS DYNA和FLUENT模块进行了仿真分析,结果表明在低速大倾角碰撞时轴向加速度信号小于弹道上的最大加速度信号,但此时弹体法向加速度差别较明显。根据仿真结果特点提出了一种加速度触发复合的发火控制方法,分析表明该软件仿真方法成熟、结果可信度较高,数据中存在的问题有合理的解释,该方法可以实现水下火箭弹碰撞信号和弹道信号的区别,且准确度较高,可以在设计中应用。

关键词：水下火箭弹引信大着角碰撞数值仿真