两栖火炮伸缩收放水翼技术研究

摘要

两栖火炮是指兼顾陆上作战、水上航行和射击作战的一种作战武器装备，是水陆两栖作战的主要火力突击力量和重要组成部分，在两栖作战方面发挥着不可替代的作用。水上航行的快速性早已成为两栖火炮作战存活能力的主要影响因素和权衡其性能的关键标准之一，是以，开展两栖火炮水上航行减阻增速技术研究，提升两栖火炮水上航行的快速性与稳定性，具有十分重要的意义。
　　本文以某两栖轮式自行火炮为对象，提出了在两栖火炮上加装伸缩收放水翼来实现减阻增速的技术途径，设计了水翼伸缩收放系统方案，并利用流体分析软件对水翼的特性及其对两栖火炮的减阻增速效果进行了仿真分析研究，本论文主要研究内容如下:
　　(1)结合了传统两栖火炮的结构特点，提出了在车体上加装与其结构相匹配的可伸缩收放型水翼的方案，并进行了水翼设计。运用Solid works对加装水翼的两栖火炮进行整体和部分的三维建模，并重点分析了加装水翼前后两栖火炮所受的阻力，分析结果证明了加装水翼不会对两栖火炮水上行驶快速性造成较大影响。
　　(2)利用水翼在流体中运动产生的动升力将车体尽可能多的抬出水面，从而使流体阻力大量减小以达到增速目的。运用Workbench对两栖火炮及水翼周围流场区域进行网格划分并进行Fluent流体仿真，重点分析了在不同速度下水上航行时，加水翼两栖火炮吃水深度变化和加装水翼前后两栖火炮的压力速度分布及整体升、阻力变化情况。结果表明，随速度增加，加装水翼两栖火炮升力迅速增加，吃水深度逐渐减小，阻力减小，升阻比增加，充分达到减阻增速目的。
　　(3)为确保加装水翼不干扰妨碍两栖火炮陆上行驶与作战，本文设计了一套实用的水翼伸缩收放装置以及与之相匹配的驱动系统，使两栖火炮在陆上行驶与射击时能够完全收起，在水上航行与作战时完全放下并伸展开以提高航速并增加稳定性。创建了伸缩收放装置的三维实体模型，运用了ADAMS软件对其进行了动力学仿真分析。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 两栖战车水上性能的研究现状

1．2．2 水翼在船舶领域的应用与发展

1．2．3 变形机翼的研究现状

1．3 主要研究内容

2 两栖火炮伸缩收放水翼设计

2．1 两栖火炮伸缩收放水翼方案设计

2．1．1 总体方案及工作原理

2．1．2 加装水翼的方案及原理

2．2 流体分析软件介绍

2．3 水翼设计

2．3．1 水翼翼型选型设计

2．3．2 水翼攻角选择

2．3．3 水翼支柱设计

2．3．4 水翼的安装位置设定

2．4 本章小结

3 水翼对两栖火炮水上航行快速性影响分析

3．1 两栖火炮水上航行时受力分析

3．1．1 两栖火炮航行时的受力

3．1．2 两栖火炮航行时的阻力分析

3．2 水翼水上航行时受力分析

3．2．1 水翼的受力

3．2．2 水翼的阻力分析

3．2．3 水翼支柱的阻力分析

3．3 加装水翼前后两栖火炮水上航行总阻力计算比较

3．4 本章小结

4 两栖火炮加装水翼减阻增速效果分析

4．1 ANSYS Workbench软件介绍

4．2 模型简化及网格划分

4．3 数学模型及求解

4．3．1 数学模型

4．3．2 边界及初始条件设定

4．3．3 车体姿态修正

4．3．4 迭代求解

4．4 计算结果及分析

4．4．1 加水翼车体的结构静力分析

4．4．2 裸车体与加水翼车体附近的压力分布

4．4．3 裸车体与加水翼车体附近的速度分布

4．4．4 裸车体与加水翼车体的升阻力分析

4．5 本章小结

5 水翼伸缩收放装置的设计研究

5．1 伸缩收放装置的方案

5．1．1 设计思路

5．1．2 总体方案

5．2 伸缩装置的设计

5．2．1 二级水翼应实现的功能和假设条件

5．2．2 二级水翼伸缩收放装置的结构设计

5．3 收放装置的设计

5．4 伸缩收放装置的动力学仿真分析

5．4．1 装置的运动分析

5．4．2 装置的模型建立

5．4．3 装置的动力学仿真

5．4 本章小结

6．1 本论文的主要工作

6．2 本论文的创新点

6．3 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢