射弹
- 空化器锥角对超空泡射弹阻力与弹道影响数值研究
)0 引言超空泡射弹是一种利用超空泡原理研制、由火炮发射攻击水下目标的高速弹药,可用于执行拦截鱼雷、摧毁水雷、反蛙人等多种任务。水下高速运动时超空泡射弹在由其头部空化器产生的超空泡中高速行驶,可获得90%以上的减阻效果[1]。通过合理的流体动力外形设计维持弹道稳定,使其在水下无动力、无控制飞行较远距离后仍有足够的动能摧毁目标。超空泡射弹在发射或入水时可能受到微小扰动,使弹丸在运动过程中尾部周期性碰撞空泡壁面,这种现象称为尾拍运动[2]。尾拍运动是超空泡射弹
兵器装备工程学报 2023年12期2024-01-04
- 尾部形状对超空泡射弹尾拍运动影响的数值研究
)0 引言超空泡射弹是利用超空泡原理、由火炮发射攻击水下目标的水下超高速弹药。超空泡射弹在水下高速运动时头部产生的超空泡完全包裹弹体,可使其水下运动阻力减小90%以上[1]。通过对射弹的流体动力外形进行合理设计可以实现超空泡射弹在水下无动力、无控制方式下稳定航行较远距离并毁伤目标[2]。超空泡射弹在水下高速运动时受到扰动(如发射时受到的扰动或者从空中入水时受到的扰动等),可能使射弹在运动过程中发生弹尾与空泡壁面的周期性碰撞,这种现象称为尾拍运动[3]。不同
兵工学报 2023年10期2023-11-27
- 不同角度对超空泡射弹入水过程的影响
)0 引言超空泡射弹在入水过程中产生了不同相之间的变化,从空气相进入水相过程中,射弹自身承受巨大压力,水面会出现明显的喷溅现象。这些现象对于射弹进入水中之后的空泡固有形状、流体本身动力特性、射弹弹道特性有着非常大影响。因此,对于超空泡射弹的入水过程研究至关重要。Truscott[1]对处于自旋状态的球体进行入水试验,分析球体自身旋转对球体运动轨迹变化的情况,试验得岀了在入水过程中自旋运动使得球体受到侧向力时让运动轨迹向其一侧偏转的结果,Holfeld等[2
兵器装备工程学报 2023年10期2023-11-13
- 铆接油箱的水锤毁伤效应*
存力至关重要。当射弹以极高的速度冲击充满液体的容器时，射弹携带的动能将转化为液体的冲击波能量，并最终以液体压力波的形式传递到容器壁面，从而对容器结构造成巨大破坏，这种流-固耦合现象称为水锤效应[1]。据统计，在美军开展的“沙漠风暴”行动中，有75%的飞机战斗损伤事件都与油箱受损有关，且在这些飞机战斗受损事件中水锤效应导致的战损比例最大[2]。为了研究水锤效应对油箱的毁伤机制，自20 世纪70 年代开始就有学者开展了大量的实验。Ball[3]首先使用不同能量
爆炸与冲击 2023年7期2023-07-27
- 高速射弹小角度入水弹道特性分析
火炮发射的超空泡射弹作为可以直接硬杀伤水下来袭鱼雷或潜艇的新型防御武器，受到越来越多的关注，但是通过舰载火炮发射高速射弹时由于射角的原因使得射弹入水角过小，极易出现跳弹现象。因此，对高速射弹小角度入水弹道及其稳定性的研究具有重要的意义。入水过程指运动体由空中以一定的速度和角度转入水中运动的过程及其伴随发生的现象。对入水问题的研究，早期研究主要涉及水上飞机的降落、鱼水雷的投放、救生舱的降落等方面[4]，在这些复杂过程中，由于巨大冲击力作用，航行体结构的稳定性
数字海洋与水下攻防 2023年3期2023-06-26
- 材料密度对超空泡射弹尾拍特性的影响
该技术,水下高速射弹航行时弹体表面出现低压区,当压力低于当地水的饱和蒸汽压时,出现局部空化,随着局部空泡进一步发展成超空泡,射弹表面几乎被完全包裹,此时射弹水下航行的摩擦阻力大大减小,实现增速增程[2]。水下超空泡射弹在300～1 000 m/s 航速下的运动稳定模式主要是尾拍稳定形式,即在运动过程中伴随着尾拍现象的发生[3],如图1 所示。射弹水下航行时,由于初始扰动的存在,射弹后体发生上下摆动而与超空泡壁面发生反复触碰,形成动态稳定[4]。图1 水下超
水下无人系统学报 2023年2期2023-05-19
- 高速航行体齐射出水过程的空化与运动特性研究
从水下发射超空泡射弹攻击水面目标或者低空飞行目标，可提高武器发射的隐蔽性，增强其作战效果。例如挪威 DSG 公司研制的多环境枪弹[1]，可实现水下5 m 深度发射，打击1 000 m 飞行高度的直升机。德国研制的反气垫船超空泡射弹，可预先在水下将射弹垂直布置，当目标出现后在不到1 s 时间内完成攻击任务[2]。在实际应用中，为了提高射弹的命中概率和毁伤效果，往往需要采用齐射方式，即以一定发射空间间距、在极短时间间隔内连续发射多发射弹。齐射出水过程中，不仅会
空气动力学学报 2023年2期2023-03-13
- 尾翼直径对超空泡射弹小角度入水弹道特性影响研究
094)1 引言射弹高速入水是一个包含空气、水蒸气、液态水等多相发展的复杂过程。当射弹从空中高速进入水中时，水被射弹排开形成空泡，空气随之填充空泡，与此同时空泡内部表面由于压力下降液体发生空化，形成了由空气和水蒸气混合的气泡。射弹继续运动后空泡在液面附近发生闭合，射弹周围变为完全由水蒸气组成的超空泡。高速入水过程中空泡结构发生快速变化，射弹结构与空泡表面发生剧烈相互作用，射弹的入水稳定性和阻力特性受到射弹结构、入水角、攻角、初始扰动等多个因素的影响，发展过
兵器装备工程学报 2022年12期2023-01-06
- 400AMeV 12C诱发乳胶核反应α射弹碎片与靶核的关联
部α集团的存在对射弹碎裂影响.进一步研究α射弹碎片的产生机制对认识原子核内部结构有着重要的意义.本次实验，我们共扫描碳核径迹总长度为26 599 cm，发现弹性作用事例1 143个，非弹性事例6个，共1 149个作用事例.在非弹性作用事例中，去掉无法测量的事例，选取793个清晰、记录完整的事例进行分析，对其中的α射弹碎片与靶核碎片关联进行了研究.中高能核—核碰撞中，核乳胶探测器只对带电粒子敏感，碰撞末态带电粒子数，称为“带电粒子多重数”，用“n”表示.n的
太原师范学院学报(自然科学版) 2022年3期2022-10-14
- 射弹高速入水尾拍载荷和弹道特性的数值研究
0 引 言超空泡射弹的高速入水过程，是其由空中弹道进入水中弹道的一个重要的过渡环节。自弹体接触自由液面瞬间，到形成超空泡水下航行状态，由于涉及流动介质突变引起的入水冲击，以及入水空泡发展、包覆状态改变引起的水动力变化，射弹的入水载荷形式较为复杂。在射弹高速入水载荷研究方面，苏轶龙[1]在考虑水的可压缩性基础上，对射弹垂直入水过程进行了数值研究，研究表明，基于不同的载荷形成机理，射弹垂直入水载荷先后表现为入水冲击载荷与入水水动力载荷特征。进而，陈晨等[2]、
船舶力学 2022年8期2022-08-17
- 衡重参数对超空泡射弹有效射程的影响
)0 引言超空泡射弹是一种动能武器，通过消耗初始动能克服航行阻力，依靠剩余动能毁伤目标，具有低成本、高杀伤的特点，是大型水面作战单位对抗小型水下威胁的有效手段。防御半径和射击精度是衡量超空泡射弹作战效能的重要指标，前者取决于有效射程[1-2]，后者取决于弹道稳定性。因此，增程和改善弹道特性是超空泡射弹领域的研究重点。超空泡射弹的运动是一个典型的尾拍过程，其流体动力特性和弹道稳定机理与水下全沾湿航行器存在较大区别[3]，国内外针对超空泡射弹的动态尾拍开展了相
兵工学报 2022年6期2022-07-05
- 400AMeV12C诱发乳胶核反应α射弹碎片的角分布
0 μm。2 α射弹碎片的投影角分布与发射角分布图2、3 分别给出了400 A MeV 12C 诱发乳胶核反应产生α射弹碎片的投影角分布和发射角分布，虚线为高斯函数拟合的曲线。图2 α射弹碎片的投影角分布图3 α射弹碎片的发射角分布可以看出α射弹碎片的投影角分布符合一个高斯分布，而α射弹碎片的发射角分布需要用两个分布宽度不同的高斯分布叠加拟合。发射角分布宽度与发射源的温度、α粒子质量和α粒子动量相关。由于α粒子每核子动量可以近似为弹核每核子动量，所以两个
山西大同大学学报(自然科学版) 2022年2期2022-05-16
- 小口径超空泡子弹头部外形的优化设计*
迅速发展。小口径射弹的速度大、射频高、使用灵活，但通常入水阻力大、射程短等，目前很难应用于海军近程防御。因此，在水陆都能造成有效杀伤的小口径超空泡射弹已成为两栖作战的重要需求。在水中运动时，高速射弹壁面附近的水会发生空化，理想情况下会形成超空泡包裹射弹。20 世纪60 年代，Logvinovich 提出超空泡截面独立扩张原理后，经过Savchenko 等的实验验证及分析对比，超空泡理论确立并被广泛应用。在此机理的基础上，对射弹的气动外形进行优化，使优化后的
爆炸与冲击 2022年3期2022-04-11
- 基于双向流固耦合的超空泡射弹入水研究1)
31)引言超空泡射弹是一种动能武器,依托火炮从空中发射入水,借助超空泡减阻技术能够在水下高速长距离航行,是对抗鱼雷、水雷和蛙人等小型水下威胁的有效手段.为了扩大防御范围、增加杀伤力,超空泡射弹应拥有更高的发射速度[1].超空泡射弹的初始速度主要取决于发射装置,当前火炮的射速能够达到1.7 km/s[2],电磁炮的射速可达2.5 km/s[3-4].提高初始速度是增加射弹动能的有效途径,然而也使得射弹在入水过程中受到的载荷按平方关系增大[5].高速条件下,因
力学学报 2022年3期2022-04-07
- 入水角度对高速射弹入水过程的影响
66004)高速射弹在入水过程中会产生相间转换、强湍动、多相、穿越自由液面等复杂的流动现象，同时射弹在撞水阶段承受非常大的冲击载荷，水面会出现喷溅等问题.这些问题对于射弹入水以后的空泡形态、弹道特性和流体动力特性都会造成极大的影响，因此，对射弹的入水问题进行研究显得十分重要.对于高速射弹的入水问题，国内外学者从理论、实验及数值模拟进行了研究.Karman忽略入水初期能量的损失，提岀了基于动量守恒的附加质量法理论，对运动体入水冲击载荷进行预测. Logvin
东北大学学报（自然科学版） 2022年2期2022-03-08
- 基于CEL方法的射弹高速入水数值研究
机上发射的超空泡射弹，实现对水雷的直接命中毁伤，具有反应速度快、灭雷效率高和作业安全等优点。超空泡射弹的高速入水过程，具有瞬态、跨介质、强非线性的特点。作为与射弹入水载荷、弹道耦合相关的重要动力学边界，入水空泡形成、演化的捕捉是射弹高速入水研究的重要基础。在射弹入水、水中航行超空泡形态研究方面，Hrubes[1]开展了超空泡射弹水下发射的光学观测试验，并对射弹水下超空泡航行状态、射弹超空泡状态下的弹道稳定机理进行了研究。Chen 等[2]和方城林等[3]采
船舶力学 2022年1期2022-02-10
- 自旋运动对射弹入水空化及弹道特性的影响
任 鑫自旋运动对射弹入水空化及弹道特性的影响何思澈1, 罗 凯1, 黄 闯1, 古鉴霄1, 任 鑫2(1. 西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072; 2. 山西平阳重工机械有限责任公司, 山西 侯马, 043001)无尾翼超空泡射弹由舰载火炮发射, 出管后通过高速自旋维持空中弹道稳定, 用于对抗鱼雷、蛙人等水下目标。为研究自旋运动对超空泡射弹入水过程空化及运动特性的影响, 基于多相流模型和重叠网格技术建立了适用于射弹小角度高速自旋入水工况的数
水下无人系统学报 2021年6期2022-01-15
- 基于耗能模型的超空泡射弹水下侵彻鱼雷等效关系研究*
过火炮发射超空泡射弹实现对鱼雷的毁伤是水下防御技术的研究热点之一[1]。采用真实目标进行水下毁伤试验的成本很高，陆上等效靶试验是一种可能的替代方案。Farrand等[2]讨论了等效靶的定义，基于极限穿透速度等效原则和剩余RHA方法建立了等效准则，并给出了RHA-e的使用方法。Held等[3]将装甲目标等效为一定厚度的均质靶，得出了射流侵彻下部件与均质靶的等效关系。熊冉等[4]基于剩余穿深等效原则，进行了杆式穿甲弹侵彻下陶瓷和均质钢之间的等效关系数值分析；周
爆炸与冲击 2021年9期2021-11-19
- 几何不对称对弹塑性射弹入水运动影响数值仿真研究
演重要角色的高速射弹的地位也日益提高。高速射弹跨介质入水过程形成入水空泡[1]，兼有高载荷、非定常以及强瞬时等特性，对武器的弹道特性和结构特性有着很大影响[2]。在射弹入水相关实验方面，Chen等[3]通过实验研究了高速入水弹丸的弹道稳定性，分别确定并量化了弹头形状，入水速度和入水角度对细长弹丸弹道稳定性的影响。结果表明，扁平弹丸产生的峰值压力最大，并且具有理想的弹道稳定性。相比之下，头部形状系数最大的卵形弹丸显示出明显的轨迹不稳定和姿态偏斜。陈先富等[4
弹箭与制导学报 2021年3期2021-07-30
- 入水参数对弹塑性射弹入水影响的数值仿真
行了分析，获得了射弹冲击水面时产生的射流对射弹运动的影响。熊天红等[15]在实验室的水靶道中进行了 4 种不同结构参数的射弹实验，并使用 FLUENT 软件针对实验做了一系列数值仿真，对影响射弹阻力特性的弹体长径比、空化器直径、空化数等因素进行了分析。以开展高速射弹入水转向弹道特性研究为背景，本文拟运用数值仿真方法对不同角度、不同入水速度的射弹高速入水转向问题进行研究，分析系列入水参数下，弹塑性射弹入水过程受力情况，揭示射弹入水转向规律，具有一定的参考价值
兵器装备工程学报 2021年5期2021-06-02
- 并联射弹水下运动实验研究
设计的高速超空泡射弹主要应用于反鱼雷和反水雷作战系统。并联射弹水下运动是指2 个以上的弹体模型以极短的时间间隔，并列平行穿越自由液面并在水下高速运动的过程。该过程不仅会出现穿越气水界面、空化、湍动、尾拍等复杂的流动现象，而且还存在多弹体相互扰动及流场与运动的耦合作用，具有重要的理论意义和应用研究价值[1-2]。针对超空泡射弹问题，国内外学者做了大量的研究。Logvinovich G. V.，Vlasenko Y. D.，Savchenko Y.N.[3-5
舰船科学技术 2021年2期2021-04-10
- 全浸水带间隙发射高速射弹的入水冲击载荷分析
排出弹前水柱，将射弹在膛口的发射环境由水介质转化为气体介质。当气体射流流出枪口后，膛口处射流迅速膨胀成球形气体空腔，射弹穿过气体空腔与水介质接触，产生强烈的冲击载荷。水下高速射弹的弹体主要由硬铝合金尾杆和钨合金头部组成，两者镶嵌连接，连接强度有限，入水瞬间弹头会承受巨大冲击，因此射弹的入水冲击载荷成为水下射弹设计中的一个重要问题。Karman[2]最先开始对入水冲击现象进行研究，采用动量定理并引入附加质量的概念，推导出入水冲击载荷的计算公式。Wagner[
高压物理学报 2021年2期2021-04-07
- 某型榴弹射弹散布随阵地高程变化规律研究
031)0 引言射弹散布是武器系统的重要性能指标之一，是衡量射击和命中率的重要依据。射弹散布是实弹射击时客观存在的现象，是有规律可循的，研究射弹散布，以便采取适当的措施，缩小射弹散布，提高射击效果[1]。因此，分析研究射弹散布的规律，对战斗前的弹药准备、射击方法和火力运用等都有重要影响。长期以来，火炮在高海拔地区使用问题较为突出，其根本原因是高海拔地区地理气象环境与低海拔地区存在较大差异，导致弹丸在高海拔地区的气动特性、弹道特性、射弹散布特性等发生了显著变
弹箭与制导学报 2021年6期2021-03-18
- 高速射弹入水过程弹道与流体动力特性研究
66004)高速射弹入水过程涉及到空化、湍动、穿越自由液面等复杂的物理现象[1]。射弹在入水过程中会形成空泡，空泡的发展过程会影响到射弹的弹道及其流体动力特性。而且入水问题的应用领域十分广泛，例如超空泡射弹、空投鱼雷、深水炸弹的硏发，因此对高速射弹入水问题展开深入的研究至关重要。国内外学者从不同角度对射弹的入水问题进行了分析和研究。M.Lee等[2]利用能量守恒原理对高速射弹入水空泡发展的过程进行了研究；T.Milo[3]对球体撞击水面的流动分布、载荷特性
兵器装备工程学报 2020年12期2021-01-12
- 高速射弹并联入水过程空泡演化特性试验
150001)射弹并联入水是指两个或多个射弹沿空间平行线同时或在极短时间间隔内穿越自由水面进入水中的过程.射弹在入水过程中,当流体低压区压力降低至水的饱和蒸汽压时，发生空化形成空泡，空泡向后发展覆盖整个弹体，形成超空泡[1].处于超空泡包裹之中的射弹流体阻力急剧下降，因此超空泡射弹得到国内外学者的广泛关注[2].国内外对超空泡射弹的研究手段主要集中于理论、数值和试验研究.早期的理论研究大多基于Logvinovich等[3]的空泡截面独立膨胀原理对空泡发展
哈尔滨工业大学学报 2020年12期2020-12-14
- 水下连发超空泡射弹的流动与阻力特性研究
引 言水下连发射弹的超空泡流动问题,来源于水下枪炮的连续发射、超空泡射弹的饱和攻击等海战背景,具有很强的军事应用价值。超空泡射弹是一种新型水下高速武器[1],相比传统的水下作战武器,它显著地提高了自身的运动速度和射程。超空泡射弹的一个重要用途是作为防御武器装备在水面舰船或者潜艇上[2],通过连续发射高速且密集的射弹形成弹幕保护舰船或者潜艇免受鱼雷的威胁。当超空泡武器串联运行时,这就需要考虑2个甚至多个超空泡的相互作用的问题,由于连发超空泡射弹周围流场相互
空气动力学学报 2020年4期2020-11-04
- 充液格栅结构抗射弹冲击特性研究
10065)高速射弹穿透飞机或撞击车充液油箱时,射弹受到燃油的阻力,动能通过燃油传递到壁板上,产生水锤效应，引起结构灾难性的破坏。外国对贯穿弹道物冲击充液箱体结构的响应研究开展较早。20世纪70—80年代，Fuhs等[1]、Patterson[2]、Bless等[3]、Lundstorm等[4-5]基于试验结果，指出射弹的入射角度和质量是影响射弹动能损失的主要因素。Disimile等[6]分别进行了钨合金、铝合金和钢射弹撞击充液箱体的试验，并测量了不同位置
科学技术与工程 2020年18期2020-08-06
- 充液格栅结构抗射弹冲击数值模拟研究
胁的关键部件。当射弹高速穿透充液箱体时，射弹通过与流体的阻尼作用将动能传递到箱体壁板，从而引起箱体结构灾难性的破坏。在20世纪70—80年代，国外就已经开展贯穿弹道物冲击充液箱体结构研究。其中Fuhs等[1]、Patterson[2]、Bless等[3]、Lundstorm等[4-5]基于实验数据，发现射弹的质量和入射角度是影响冲击过程中射弹动能损失的主要因素。Varas等[6]基于试验研究了高速射弹冲击不完全充液铝管，发现充液比例越高，铝管产生的塑性变形
科学技术与工程 2020年19期2020-08-03
- 并列超空泡射弹弹道特性研究
蒲汉平并列超空泡射弹弹道特性研究刘富强1, 罗 凯1, 黄 闯1, 古鉴霄1, 董兴杰2, 蒲汉平3(1. 西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072; 2. 中国船舶重工集团公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077; 3. 中国人民解放军 63759部队, 吉林 长春, 130051)为了研究不同间距并列射弹对射弹的流体动力特性和弹道特性的影响, 文中基于流体体积函数(VOF)多相流模型, 采用多重参考系和动网格及移动计算域技术, 建
水下无人系统学报 2020年2期2020-05-13
- 超空泡射弹水下侵彻靶板三相耦合数值模拟
水下目标。超空泡射弹在水下高速航行时，随着来流速度的增加，其锥形头部表面的液体压力下降至水介质的蒸汽压力以下，液体发生汽化，产生并发展为包裹弹体的空泡，从而大幅减小水下运动阻力，增加弹丸的有效射程[1]，可对水下目标实施有效硬杀伤，未来可能成为海军水下近防系统的一种重要手段。国外水下超空泡武器研究进展较快。挪威DSG公司研发的“多环境”超空泡射弹，能够兼顾水下和陆上射击使用环境，已形成多种口径系列装备，其利用30 mm次口径超空泡射弹进行了反鱼雷测试，射弹
高压物理学报 2020年1期2020-02-25
- 水下高速超空泡射弹串行运动流体动力特性研究
技术被视为超空泡射弹火炮武器向水下发展的重要关键技术之一[2]。超空泡射弹火炮武器是一种充分利用超空泡减阻技术实现射弹在水中稳定运动的火炮武器，由于射弹体积小，主要通过增加射弹航行速度和减小来流压力的方法实现自然超空泡，从而实现超空泡射弹在水中能够持续减阻航行[3]。对于水中高射频射弹连续发射，超空泡射弹间的水流场相互影响，使得超空泡射弹的运动特性受到干扰，影响着该类武器的弹道性能[4-5]。为了摸清超空泡射弹的弹道规律，对于其流体动力特性的研究是不可或缺
舰船科学技术 2019年11期2019-12-03
- 不同结构射弹高速入水稳定性分析
450000)射弹高速入水及其稳定性研究仍是国内外一大热点和难题，尚有许多理论、数值模拟以及实验等方面的难题需要解决[1]。射弹高速入水稳定性理论研究主要有以下三个方面：一是射弹高速入水超空泡发展过程研究。G.V.Logvinovich等[2]描述了空泡截面独立扩张原理对空泡发展过程；Tadd T Truscott等[3]对高速倾斜入水空泡形态和空泡发展过程进行了研究；M.Lee等[4]利用能量守恒原理对射弹高速入水空泡生成、发展过程及闭合特性进行了研究
兵器装备工程学报 2019年11期2019-12-03
- 入射条件对射弹入水跳弹行为的影响研究
现水空介质跨越的射弹平台，其兼顾空中突防速度快和水中突防隐蔽性好的特点.射弹在水中航行时，采用类似鱼雷的外形，在空中飞行时，采用类似反舰巡航导弹的外形，如图 1 所示.这种折叠方式减小了弹翼折叠过程中机体重心的变化，降低了出水控制难度.张佳强[4]对一类潜-飞两栖新概念导弹进行研究，基于可伸展环形翼构想，提出了一种共形半环翼布局的潜-飞两栖导弹概念方案，如图 2 所示.文献中阐述了其水-空介质适应性设计的原理，分析了技术方案的可行性，并采用ANSYS CF
中北大学学报(自然科学版) 2019年5期2019-07-22
- 空化器锥角对射弹跨音速入水初期超空化流动影响研究
斌空化器锥角对射弹跨音速入水初期超空化流动影响研究王 瑞1,2, 党建军1, 姚 忠2, 祁晓斌2(1. 西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072; 2. 西北机电工程研究所, 陕西 咸阳, 712099)为进一步研究空化器对射弹航行状态的影响, 以空化器锥角对射弹在跨音速入水时空泡的形成和发展为对象, 采用商业软件Fluent, 考虑水的可压缩性, 结合用户自定义函数(UDF)、多相流模型(VOF隐式)和动网格技术, 研究了空化器锥角分别为
水下无人系统学报 2019年2期2019-05-17
- 跨平台非制导射弹命中末端火力兼容性判断研究
同平台武器发射的射弹之间，以及射弹与发射平台之间[1-4]；2)火力兼容性判断的空域范围限定在舰艇安全距离范围内，仅涉及舰载武器发射后射弹飞行的初始段，射弹火力散布主要以射向或以圆锥体散布模型为主，干扰冲突判断准则主要限于射弹之间以及射弹与舰体、舰面设施之间距离满足大于最小安全距离的刚性要求[5-12]；3)编队火力兼容研究主要以射向交叉以及射弹作用区域重叠判断为主[13-16]。随着我国海军建设从以平台对抗为主向以体系对抗为主的转变，舰艇编队将成为海军未
兵工学报 2019年2期2019-03-13
- 水下连发射弹的超空泡流动特性研究
033)0 引言射弹从空中(如舰艇、陆地、飞机)连续发射、攻击水下目标时，必须满足跨介质以及水下飞行的稳定性条件。在水下连续发射射弹并形成弹幕是保护潜艇或航母免受鱼雷攻击的手段之一。这些应用都涉及多个超空泡运动的流体力学机理，是超空泡武器设计中必须考虑的问题。目前，对单个超空泡研究已有不少研究结果。Hrubes[1]使用火药爆破的实验方法捕获接近和超过水下声速的射弹超空泡图片，给出了水下高速射弹的运动特性、稳定机制、超空泡形状以及射弹在膛口的运动特点，并且
兵工学报 2018年11期2018-11-29
- 射弹尾翼数对超空泡流特性的影响
有尾翼的半球头型射弹入水过程的超空泡流进行了数值模拟与实验研究；Kadivar等[3]利用VOF方法对带有不同楔角的锥形空化器的三维超空泡流几何特性进行了分析；Kinzel等[4]通过数值模拟与实验相结合，对三维射弹模型的通气超空泡与气体射流间的相互作用进行了研究；施红辉课题组利用高速物体出入水实验设备研究了射弹出入水时超空泡的变化，同时开展了表面带0、2、4、6道凹槽射弹水下超空泡流实验，并与数值模拟结果进行了对比[5-8]；Yuan等[9]利用CFD研
浙江理工大学学报(自然科学版) 2018年5期2018-08-24
- 不同头型射弹低速倾斜入水空泡及弹道特性试验研究
。该过程是超空泡射弹、超空泡鱼雷等水下武器从空中弹道进入水下弹道的一个重要环节[1]，涉及到介质突变及气体与液体两相流动耦合，具有较强的非线性和非定常特性。对于入水问题，早期开展的研究较多集中在垂直入水问题上，且主要采用定性分析方法展开。Worthington等[2]通过闪光摄影方法研究了球体入水过程中入水速度和球体表面条件对入水喷溅的影响规律。May[3]开展了运动体垂直入水问题试验研究，分析了运动体特征尺寸和头部形状对入水空泡生成、发展和闭合的影响。D
兵工学报 2018年7期2018-08-07
- 低亚声速射弹垂直入水的流体与固体耦合数值计算研究
)0 引言超空泡射弹作为一种速射防御性武器，在反鱼雷、水雷等方面具有较好的应用前景。超空泡射弹与常规射弹的主要不同之处在于采用了超空泡减阻技术。目前对超空泡射弹理论和实验研究成果主要集中于弹体在水中运动过程或低速物体的入水问题。国内对于入水问题的研究起步较晚，对于入水过程的理论及数值模拟研究始于20世纪80年代，研究的方法主要是：有限差分法[1]、边界元法[2]、光滑粒子流体动力学方法[3]、附加质量法[4]、格子波兹曼方法[5-6]、有限体积法[7-12
兵工学报 2018年3期2018-04-11
- 不同空化器对水下射弹动态减阻特性影响分析
以来，各国在水下射弹、水雷、鱼雷的军事科学研究中取得了历史性的突破和重大成果。随着计算机的发展，超空泡理论的数值计算成为分析其机理的重要手段之一。乌克兰流体动力学研究所根据Logvinovich空泡截面独立膨胀原理开发了SCAC、STAB等程序用来计算超空泡的部分特征[1-2]，美国Kunz等[3]采用了不同的求解方法研究超空泡流场特性，并求得了显著的成就；国内许多专家也作了一些研究，如张纪华等[4]对可变攻角时的空泡形态和流体动力特性进行仿真计算得到了小
火炮发射与控制学报 2018年1期2018-04-02
- 射弹参数对侵彻防护液舱效果的影响研究
1)【弹药工程】射弹参数对侵彻防护液舱效果的影响研究黄阳洋1,2，王志军1，赵鹏铎2，张 磊2，张 鹏1,2，王 庆1,2(1. 中北大学 机电工程学院， 太原 030051； 2.海军装备研究院， 北京 100161)为研究射弹速度、长径比、质量对弹体侵彻能力的影响，利用AUTODYN软件模拟了不同条件下铜质射弹侵彻防护液舱的过程，分析比较了射弹剩余速度和侵彻深度。结果表明：在1 800～2 400 m/s速度区间内，射弹速度越大，对液舱侵彻效果越差；提
兵器装备工程学报 2017年12期2018-01-04
- 尾翼对高速射弹的空化与阻力特性影响分析
01)尾翼对高速射弹的空化与阻力特性影响分析赵成功， 王 聪， 魏英杰， 孙铁志(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)为研究尾翼对高速射弹水下运动时流体动力特性的影响，基于简化Rayleigh-Plesset空化模型和SST湍流模型，通过求解汽水混合物的RANS方程和相间质量传输方程，建立了具有相同弹体尺寸的有尾翼和无尾翼的两种平头射弹水下高速运动多相流计算模型.在相同的初始速度下，计算并对比分析两种射弹水下高速非定常运动的空泡形态及阻力特性.
哈尔滨工业大学学报 2017年10期2017-11-08
- 超空泡射弹火炮武器应用现状研究
2099)超空泡射弹火炮武器应用现状研究姚 忠 ，王 瑞 ，徐保成(西北机电工程研究所，陕西 咸阳712099)超空泡减阻技术作为一种革命性减阻技术，应用于火炮武器领域后，可使火炮武器系统具备水下作战能力。通过分析国外超空泡射弹火炮武器的发展现状，对超空泡射弹火炮武器反水雷作战的技术优势及其应用前景进行了探讨，分析了超空泡射弹火炮武器研制过程中的关键技术。超空泡减阻技术将实现火炮武器水下作战跨越式发展，对未来水下近程防御作战方式和装备发展产生革命性作用。超
火炮发射与控制学报 2017年3期2017-09-29
- 潜射超空泡射弹出水的流体力学现象的实验研究
18）潜射超空泡射弹出水的流体力学现象的实验研究贾会霞，施红辉，胡俊辉，陈 波（浙江理工大学 机械与自动控制学院 流体工程系，杭州 310018）对带有超空泡的潜射射弹出水过程的流体力学现象进行了实验研究。用高速摄影机拍摄了射弹模型出水的全过程，清晰地观察了射弹在航行中空泡的发展、脱落与自由面相互作用及溃灭过程，分析了空泡对射弹出水姿态的影响。通过测量射弹的速度，发现出水时射弹的速度有时会呈突增现象，进一步了解了潜射射弹出水的复杂过程。潜射射弹；出水；超空
船舶力学 2017年7期2017-08-01
- 细长体射弹高速水平入水研究
0094)细长体射弹高速水平入水研究王瑞琦,黄振贵,郭则庆,陈志华,刘如石(南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室,江苏 南京 210094)为研究射弹在水中航行的弹道特性,对细长体射弹高速水平入水进行了实验,并利用高速摄像机进行了自动同步拍摄,研究了超空泡的形成和发展过程,以及水箱底部2处位置在水下压力波影响下的压力变化趋势;基于动网格技术模拟了射弹在水中的航行过程,获得了射弹质心的位移、速度、加速度、射弹的偏转角度等物理量的变化规律,通过对航行过程中空化
弹道学报 2017年2期2017-07-18
- 高速射弹出水过程中水弹道问题研究
10022)高速射弹出水过程中水弹道问题研究侯 健1,施红辉2,孙亚亚2,高聚瑞3(1.海军工程大学 兵器工程系,湖北 武汉 430033;2.浙江理工大学 机械与自动控制学院,浙江 杭州 310018; 3.杭州杭汽轮压缩机有限公司,浙江 杭州 310022)在研制高速射弹出水实验装置的基础上,利用实验和数值模拟的方法研究了细长圆柱型射弹(简称射弹)高速出水时包裹着射弹的超空泡的发展、脱落及其与自由面相互作用的全过程。根据测得的实验数据,计算出高速射弹出
弹道学报 2017年1期2017-03-28
- 初始扰动对射弹尾拍运动及弹道特性影响分析
1)初始扰动对射弹尾拍运动及弹道特性影响分析赵成功，王 聪，孙铁志，张孝石(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨150001)为研究射弹的初始扰动对射弹的尾拍运动、超空泡形态及弹道特性的影响，基于计算流体动力学程序CFX，通过二次开发使用CEL语言将刚体动力学方程嵌入计算模块并实现刚体动力学方程与流体(unsteady reynolds averaged navier-stokes,URANS)方程的耦合求解，建立了超空泡射弹在不同初始扰动下自由减速运动的计
哈尔滨工业大学学报 2016年10期2016-11-17
- 不同头型高速射弹垂直入水数值模拟
)不同头型高速射弹垂直入水数值模拟方城林，魏英杰，王 聪，夏维学(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)为研究不同射弹头型对高速射弹垂直入水的流体动力和流场特性的影响，采用有限体积法和VOF(volume of fluid)多相流模型，并引入动网格技术，对5种不同头型的轴对称高速射弹垂直入水过程进行了数值模拟，分析了头型对空泡形态演化过程、射弹流体动力及弹道特性的影响规律.研究结果表明，头型对射弹入水空泡形态、表面闭合时间以及入水阻力、深度、速
哈尔滨工业大学学报 2016年10期2016-11-17
- 射弹动力学方程的修正与超空泡形态
610054）射弹动力学方程的修正与超空泡形态何生生1侯坤元2刘诗琪2吴明和3滕保华3（1电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都 610054；2电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都 610054；3电子科技大学物理电子学院，四川成都 610054）超空泡的形成对水下高速射弹运动有着非常重要的影响，为了更加全面地反映超空泡对水下射弹运动的作用以及超空泡的形态变化规律，通过对通常的射弹动力学方程进行修正，并结合Logvinovich原理，得到了在超
物理与工程 2016年4期2016-11-14
- 高速射弹超空泡流动的重力和压缩性效应*
30033)高速射弹超空泡流动的重力和压缩性效应*孟庆昌,张志宏,李启杰(海军工程大学理学院，湖北 武汉 430033)超空泡射弹是一种新型的水下高速动能武器。基于理想可压缩势流理论，考虑流体的重力效应，建立了水下细长锥形射弹超空泡流动的统一理论模型和数值计算方法，分别导出了亚、超声速条件下用于计算细长锥形射弹超空泡形态的积分-微分方程。采用二次多项式局部拟合空泡，提出了超空泡形态的数值离散和递推求解方法。通过超空泡长细比的渐近解与数值解计算结果比较，验证
爆炸与冲击 2016年6期2016-04-18
- 基于6DOF超空泡射弹减阻性能分析*
于6DOF超空泡射弹减阻性能分析*张学伟,李 强,黄 岚(中北大学机电工程学院,太原 030051)为了研究射弹运动过程中的空泡形态和减阻性能,基于Rayleigh-Plesset单一介质可变密度混合多相流模型和6DOF动网格技术,利用Fluent14.0对带圆锥空化器射弹进行了数值研究。分析了超空泡射弹在运动过程中空泡的形成和溃灭过程、射弹的弹道及与全沾湿下射弹速度衰减对比。结果表明随着射弹的运动,弹后空泡逐渐溃灭,射弹有上浮趋势,且射弹减速度逐渐减小,
弹箭与制导学报 2016年5期2016-03-02
- 锥头射弹侵彻金属薄板极限速度分析*
0300)锥头射弹侵彻金属薄板极限速度分析*严 平1康 德2(1.海军工程大学 武汉 430033)(2.92207部队 石家庄 050300)论文将锥头射弹侵彻贯穿金属薄靶板的耗能分为整体和局部耗能两部分。基于空腔膨胀理论,给出了靶板对射弹的阻力表达式,然后计算出局部变形耗能。根据量纲分析和相似原理,由搜集到的弹道试验数据拟合求得整体变形耗能,推出了射弹穿透金属靶板的弹道极限公式。并将模型预测结果和数值仿真分析的结果进行了比较分析。锥头射弹; 侵彻贯穿
舰船电子工程 2015年3期2015-12-17
- 超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究
0001)超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究何乾坤1†王聪2魏英杰2(1．中国航天科工集团第九总体设计部，武汉 4 30040)(2．哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 1 50001)基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代法对超空泡射弹尾拍运动过程中的流固耦合响应进行了研究，结构响应仿真采用有限元法、流场仿真采用分相流模型和SST湍流模型，重点比较分析了流固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响，给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律．超空泡射弹
动力学与控制学报 2014年3期2014-09-17
- 基于Logvinovich原理射弹超空泡形态解析解研究
33）国内外针对射弹超空泡形态已有许多研究，其计算主要通过由实验数据拟合的经验公式[1－3]、CFD软件仿真[4]和基于Logvinovich原理的数值计算[5－7]3 种 途 径。 本 文 基 于 Logvinovich 原 理、Riabouchinsky[8]空泡闭合模型和射弹动力学方程，通过适当简化，推导出射弹运动过程中空泡形态解析解和空泡参数的计算公式。计算结果与经验公式吻合良好，说明本文推导的正确性。1 方程的建立1.1 参考坐标系超空泡射弹高速
弹道学报 2013年1期2013-12-25
- 超空泡射弹尾拍问题研究进展
技术研制的超空泡射弹，可以显著提高射弹的运动速度，大大增加射弹的行程和杀伤力［2］。超空泡射弹目前主要应用于反水雷和反鱼雷作战，通常有2种作战方式。一种是通过水面舰载或机载火炮发射，以高速入水打击水下目标，如美国的机载快速灭雷系统［3］(简称RAMICS，如图1所示)主要装备于直升机机载火炮系统中，用以消灭水下30 m深的浅水锚雷或漂雷，也可作为一种对付反舰鱼雷的硬杀伤防御武器;另一种是全水下火炮系统，采用超空泡射弹密集发射的方式拦截来袭的敌方鱼雷，如美国
舰船科学技术 2013年1期2013-10-20
- 亚音速超空泡射弹尾拍动力学响应分析
减小，从而使水下射弹等小尺度水下航行体的速度提高到1 000m/s的量级［2］。当超空泡射弹在水下高速运动时，任何小的扰动，如射弹在发射时的扰动及水下横向扰流等，都会使射弹的尾部与空泡壁面发生连续反弹碰撞，即尾拍现象［3］。近年来，高速超空泡射弹的尾拍现象引起了国内外学者的广泛关注，并开展了一系列的数值研究工作。目前关于超空泡射弹的研究主要集中于超空泡的流体动力学特性以及超空泡射弹的弹道研究［4］，超空泡射弹结构振动方面的研究不多。Ruzzene［5］基于
振动与冲击 2012年18期2012-09-15
- 质心位置对超空泡射弹稳定性影响的规律研究＊
术研制水下超空泡射弹，可以突破普通射弹水中运动极限，显著减小水中射弹的速度降，大大增加射弹的行程和杀伤力，从而为舰（潜）艇提供有效的防御能力［1］。而超空泡射弹技术的核心就是怎样使射弹达到带空泡稳定飞行的状态。文献［2］在不考虑射弹重力的情况下对射弹带空泡运动稳定性进行了理论分析，本文则重点研究射弹质心对其运动稳定性的影响规律。2 数学模型超空泡的出现改变了射弹的运动性质。射弹在发射和沿直线飞行的同时其头部将不可避免地发生转动。射弹的尾部也会因转动而与超空
舰船电子工程 2012年1期2012-06-07
- 水下高速射弹空泡形态与阻力特性研究
王亚东水下高速射弹空泡形态与阻力特性研究弋 辉, 张宇文, 袁绪龙, 王亚东(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072)试验研究射弹在水下带空泡高速运动存在诸多限制, 为了获得水下高速射弹的空泡形态和阻力系数的变化规律, 分别采用CFD仿真软件和应用基于空泡截面独立扩张原理建立的公式来研究水下高速射弹的空泡形态及阻力特性。研究结果表明, 仿真计算结果与公式计算结果吻合良好; 随着空化数的减小, 空泡的相对长度、相对直径和长细比都在增大; 在小
水下无人系统学报 2011年4期2011-05-28
- 通气超空泡水下射弹数值模拟及试验研究
高速鱼雷及超空泡射弹，目前超空泡减阻问题仍是研究的热点［1］。超空泡可以通过提高速度或对模型通气得到，分别称为自然超空泡和通气超空泡［2］。对于自然超空泡，一般采用射弹的办法来研究，水下射弹的速度通常为几百至上千米每秒［3-4］，能实现比较低的空化数(10-2～10-4)，可以直接使接触的水气化而生成超空泡;对于通气超空泡，一般是在水洞中进行研究，在低速情况下对模型利用外接气源通入气体的办法获得超空泡，由于受水洞工作段流速的限制(通常在20 m/s 以下)
兵工学报 2011年10期2011-02-22
- 10.7 A GeV 197 Au-Em作用电荷为3≤Z≤9的射弹碎片研究
荷为3≤Z≤9的射弹碎片研究王 琦1张东海2（1.临汾职业技术学院,山西临汾 041004;2.山西师范大学现代物理研究所,山西临汾 041004）对10.7 A GeV197A u-Em作用电荷为3≤Z≤9的射弹碎片的整体特征进行了研究.实验结果显示其约化自由程与距扫描起点距离D无关,电荷为3≤Z≤9的射弹碎片平均自由程不存在反常现象.这一结论可以通过I.O tterlund等人提出的检验方法和F-检验得到进一步证实.相对论重粒子碰撞;射弹碎片;平均自由
太原师范学院学报(自然科学版) 2010年1期2010-01-09