底部排气弹减阻特性研究

摘要

本文以底部排气增程技术为工程背景，以国内某155mm低阻远程底部排气弹为研究对象，以减阻特性的设计原则得到最大的增程率和最小的射程散布为目标，分别建立了底排装置的内弹道模型、底排的减阻计算方程和底排弹的外弹道模型。研究分析了底排药柱燃速规律特性、底排工作不一致性对底排弹减阻特性的影响，并依据国内外飞行试验和风洞试验数据建立的经验半经验公式，实现底阻系数、底压比和减阻率的快速预测与仿真，为底排弹弹道计算和新型底排弹的总体设计提供可靠的参考。主要研究内容及成果如下: (1)在底排弹弹道计算模型的基础上，通过引入了燃速改变系数的概念和将底排药柱分为燃速不同的两层结构，建立了底排药柱燃烧的三种新模型，研究得到了底排弹在飞行过程中不同燃速燃烧的底排药柱、变燃速燃烧的包覆药柱和药柱包覆层位置的变化对减阻特性的影响，提出了改善底排弹减阻增程特性的新方法，且这种方法具有普遍适用性。 (2)利用建立的底排弹弹道计算模型，采用控制变量法，分别研究了点火延迟时间、药柱质量偏差、底排工作环境及药柱初温等底排工作不一致性问题对底排弹减阻特性的影响，得到了平均单位点火延迟时间、药柱初始质量偏差、发射点海拔位置、药柱初温四种因素下的射程散布，为底排弹减小射程散布的研究提供了理论基础。 (3)通过整理分析国内外飞行试验、风洞试验结果，总结了国内外的经验半经验公式，对底排弹底阻系数、底压比和减阻率进行了仿真计算。研究得到了底阻系数的工程计算结果及攻角对其的影响，并以减小散布为标准，分析对比了各底阻系数的计算方法;将底压比计算结果与文献中风洞试验数据作对比分析后证明了底压比计算模型具有一定的精度和适用性;对于底排减阻率计算得到的变化曲线，根据结果分析了其适用范围和主要考虑的因素，以及实际的弹道计算与射表编拟中所采用的方法，使工程中的快速预测和仿真计算变得方便。

目录

声明

摘要

图表目录

1绪论

1．1研究背景与意义

1．2国内外研究状况

1．2．1底排药柱燃烧规律特性研究

1．2．2底排工作不一致性研究

1．2．3底排减阻特性的计算方法研究

1．3本文主要工作

2底部排气弹弹道模型与减阻模型的建立

2．1引言

2．2．1底排药柱的燃烧

2．2．2底排装置的排气流量

2．2．3底排装置的内压力

2．2．4底排药柱的燃烧面积与燃气所占的体积

2．2．5底排装置内弹道计算模型

2．3底部排气弹外弹道模型

2．3．1坐标系的定义

2．3．2地球的地形条件

2．3．3底部排气弹外弹道模型

2．4底部排气弹减阻模型

2．4．1底部排气的减阻机理

2．4．2底排的减阻模型

2．5本章小结

3底排药柱燃速规律对减阻特性的影响

3．1引言

3．2燃烧模型

3．3仿真计算结果及分析

3．3．1不同燃速药柱燃烧的减阻特性

3．3．2药柱变燃速燃烧的减阻特性

3．3．3药柱变燃速位置改变的减阻特性

3．4本章小结

4底排工作不一致性对减阻特性的影响

4．1引言

4．2点火延迟时间对减阻特性的影响

4．3药柱质量偏差对减阻特性的影响

4．4底排工作环境不一致性对减阻特性的影响

4．5药柱初温对减阻特性的影响

4．5．1计算模型

4．5．2仿真计算结果与分析

4．6本章小结

5底排减阻特性的计算方法研究

5．1引言

5．2底阻系数的计算

5．2．1底阻系数的计算模型与仿真结果

5．2．2攻角对底阻系数的影响

5．2．3底阻系数计算方法的对比分析

5．3底压比的计算

5．3．1线性条件下底压比的计算方法

5．3．2非线性条件下底压比的计算方法

5．4减阻率的计算

5．5本章小结

6结论与展望

6．1全文主要结论

6．2本文创新点

6．3工作展望

致谢

参考文献

附录