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兵工学报
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高修柱

月刊

1000-1093

acta@cos.org.cn

010-68962718;68963060

100089

北京2431信箱

兵工学报/Journal Acta ArmamentariiCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊以反映兵器科学与技术领域的最新科研成果，促进科学发展，繁荣学术交流为宗旨。以介绍与兵器相关的基础理论、应用研究实验分析和工程技术等为主要内容。其专业涉及军用车辆、军用光学、电子技术、火炮、枪械、弹药技术、控制技术、力学工程、化学工程、机械工程、材料科学和应用数学等诸多领域。
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    基于磁异探测的侵彻引信计层方法

    王益利李长生王鑫张合...
    695-704页
    查看更多>>摘要：针对侵彻弹药打击多层建筑物时传统加速度传感器探测方法存在信号振荡混叠、粘连严重、难以精确计层的问题,提出基于磁异探测的侵彻过程精确计层方法.楼层建筑结构中的钢筋会对周围地磁场分布产生扰动,引信随战斗部侵彻目标时,利用磁传感器探测楼层周围地磁场畸变产生的磁异信号,从而完成侵彻过程的状态识别.建立多层钢筋混凝土靶板磁场仿真模型与弹丸侵彻多层目标磁场仿真模型,得到楼层周围空间磁场分布特征与侵彻过程引信部位磁场强度变化规律,分析了斜侵、钢筋疏密、弹体材料等对侵彻过程磁信号变化的影响.发现侵彻过程中磁信号幅度与楼层位置存在明确的对应关系,信号特征明显,且弹体材料磁导率越低、靶板钢筋含量越高,越利于磁探测的信号处理.设计了磁异探测实验室实验,测试结果表明,穿靶过程磁异信号清晰易辩,原理可行.

    侵彻弹药引信磁异探测计层仿真分析

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    基于塑性弦线法的深水爆炸下加筋锥柱壳变形模型

    汪海洋龙仁荣张庆明刘博文...
    705-719页
    查看更多>>摘要：为探究凸型加筋锥柱壳在静水压与深水爆炸载荷联合作用下的动态响应,在塑性弦线模型基础上考虑静水压载荷、锥角因素,将问题简化为求解拥有初边界值的波动方程,利用特征值展开将肋间板壳径向位移表示为无穷级数的形式,并对每个特征值计算相应的卸载时间,以此显示冲击波载荷的衰减特性.使用有限元程序Abaqus对半锥角为20°的凸型加筋锥柱壳开展最大深度500 m、最大冲击因子0.79 kg0.5/m的水下爆炸数值模拟研究,对邻近结合处的柱段、锥段肋间板壳的理论模型计算结果进行验证对比和讨论.研究结果表明:与不计静水压相比,静水压使得肋间板壳刚度减小——最大位移出现时刻延滞,最终径向位移随水深而增大;在不同冲击因子下,理论模型与数值模拟最终径向位移误差最大为21.7％(锥段),最小为2.0％(柱段);由于锥角的存在,肋间板壳位移不再关于中心点对称分布,中心点最终位移较柱段减小40％以上.

    加筋锥柱壳塑性弦线深水爆炸特征值卸载

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    偏心药型罩在D型装药中的设计及成型性能研究

    高鹏王芳汪聪牛文煜...
    720-730页
    查看更多>>摘要：为改进整体式多爆炸成型弹丸(Multiple Explosively Formed Projectile,MEFP)战斗部中位于边缘位置处的药型罩口部闭合较差的问题,设计一种沿周向壁厚不同的偏心药型罩.将该药型罩应用于D型装药结构战斗部中,通过理论分析以及数值仿真方法,针对药型罩较厚一侧朝向和偏心距大小对药型罩成型的影响规律进行研究,开展爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projec-tile,EFP)软回收试验.研究结果表明:偏心药型罩较厚侧朝向及偏心距大小对EFP各方向速度基本无影响,对EFP成型效果影响较大;药型罩较厚侧朝向战斗部中心时成型效果最佳;偏心距的大小能够调整药型罩周围微元向中心压合的速度差,改善药型罩口部包合情况;试验中回收到的EFP成型结果与仿真结果吻合度较高;偏心药型罩通过调整药型罩壁厚与爆轰波强度的匹配关系能够改善非对称爆轰下EFP的成型,有效解决D型装药结构MEFP战斗部位于边缘位置处药型罩成型较差的问题,为整体式MEFP战斗部边缘位置处药型罩结构设计提供参考.

    多爆炸成型弹丸偏心药型罩偏心距爆炸成型弹丸软回收

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    舰炮半穿甲模拟弹对金属靶板斜侵彻研究

    裴桂艳聂建新王秋实焦清介...
    731-743页
    查看更多>>摘要：舰炮作为打击海上、空中和岸上目标的主要武器之一,半穿甲弹的侵彻能力是评价其弹药毁伤能力的重要一环,而开展实船射击实验成本高、机会少.为研究舰炮半穿甲弹倾斜侵彻金属靶板的侵彻能力,参考美军MK-45舰炮使用的奥托·梅莱拉127 mm弹药设计半穿甲模拟弹,采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法分析靶板破环模式、破口尺寸.实验结果表明,在45°和60°两种靶板倾角、385 m/s和500 m/s两种着靶速度情况下,半穿甲模拟弹对12 mm厚E36钢板具有足够的侵彻能力,模拟弹对靶板侵彻的破坏形式为冲塞破坏,破口尺寸平均为弹直径的1.25倍.仿真结果表明:剩余速度、破口形状与实验结果吻合;Thor公式的计算结果与实验结果较为接近,经过参数优化后实验、经验公式与仿真得到的剩余速度误差不超过10％.

    舰炮半穿甲弹倾斜侵彻均质靶板剩余速度

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    爆炸冲击波超压非均匀分布特性及最优测点数量

    张玉磊陈华袁建飞姬建荣...
    744-753页
    查看更多>>摘要：为掌握炸药爆炸冲击波超压的非均匀分布特性,根据非理想爆轰波特征及空气冲击波的形成机制,探讨了炸药爆炸冲击波超压峰值时空非均匀分布的原因和表现形式,得到了实验影像和测试数据的验证;开展了公斤级和百公斤级装药爆炸冲击波实验,分析了相同对比距离的多个超压峰值测试结果之间的偏离特性,结果表明炸药组分非理想程度越高、装药质量越大、距离装药越近,冲击波超压峰值非均匀特征越显著.在实验数据偏离分析基础上,提出了满足非均匀分布超压准确测试的最优测点数量,将爆炸场划分为对比距离小于1.5 m/kg1/3、1.5～3.0 m/kg1/3、3～5 m/kg1/3和大于5 m/kg1/3共4个区域,对应的最优测点数量分别为6个、5个、4个和2个.

    冲击波超压波阵面对比距离测点数量非理想爆炸

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    乙烯对煤粉-氧气爆轰波起爆特性影响机制的实验研究

    罗永晨续晗张锋郑权...
    754-762页
    查看更多>>摘要：为实现煤粉连续旋转爆轰发动机的可靠点火,开展乙烯对煤粉-氧气起爆特性的影响机制研究.在初始压力p0=100 kPa下,采用高能电点火对有无0.5当量比乙烯氛围下的煤粉-氧气混合物开展直接起爆实验研究.点火能量通过测定在空气中高能电火花产生的爆炸波压强进行计算.计算后发现:采用6.3 J的有效点火能量,煤粉-氧气在不含乙烯的氛围下无法起爆;在此能量下,煤粉-氧气在0.5当量比的乙烯氛围条件下可实现直接起爆;将能量降低为3.6 J,使其低于乙烯-氧气(0.5当量比)混合物的临界起爆能量,虽然乙烯-氧气无法直接起爆,但是在加入煤粉后却可以形成稳定的自持爆轰波.研究结果表明:若要实现煤粉-氧气的直接起爆,则需要添加一定量的助爆气体(如乙烯);煤粉的加入还可以拓宽乙烯-氧气混合物的起爆极限.所得结果可以为煤粉连续旋转爆轰发动机的点火起爆提供理论依据并提供技术支撑.

    粉末连续旋转爆轰发动机爆轰煤粉直接起爆临界起爆能量气-固两相爆轰

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    火工分离螺母作动噪声的预示和解耦

    杨拓熊诗辉汪靖程赵象润...
    763-773页
    查看更多>>摘要：火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险.利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦.研究结果表明,在10～6000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50％,螺母瓣撞击的贡献量约为23％,燃烧噪声的贡献量不到1％,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22％,仿真结果与试验测试结果一致性较好.

    火工分离螺母作动噪声有限元边界元

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    大攻角条件下制导弹滚转稳定控制方法

    王雨辰王伟李宁朱泽军...
    774-788页
    查看更多>>摘要：制导弹跨域飞行过程中,伴随着大攻角下的涡流非对称以及跨音速气动转捩,这些干扰将引起控制失稳,进一步增大脱靶量.针对以上问题,考虑气动模型强非线性、强参数不确定性及强外界干扰,建立制导弹滚转通道动力学模型,进而提出一种基于滑模观测器与非奇异终端滑模的滚转姿态组合控制方法.以此为基础框架,结合微分跟踪器设计一种反步控制方法,以补偿执行机构动力学.利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统稳定性及有限时间收敛特性.通过仿真实验验证了所设计控制方法的优越性及普适性.

    制导弹滚转稳定控制滑模观测器非奇异终端滑模执行机构动力学反步控制

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    考虑输出约束和输入饱和的弹仓自适应控制

    鲍丹卫俞凯金鑫侯保林...
    789-797页
    查看更多>>摘要：针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案.该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function,BLF),在实现高精度控制的同时满足输出约束和输入饱和的工程条件.通过BLF的设计,保证弹仓的位移跟踪误差约束在给定范围内.结合神经网络的函数逼近能力和模糊逻辑系统的推理能力,用于估计系统中的不确定性,减小对模型的依赖;两者结合的NFS作为NDO的一部分,进一步补偿估计误差和外部扰动,提高控制性能.此外,控制器设计考虑了运动过程中的执行器输入饱和问题.仿真结果表明,所设计的控制器在3种典型工况以及系统参数变化情况下均可实现弹仓的高精度位置跟踪控制,满足系统的约束条件.

    链式回转弹仓自适应控制神经模糊系统输出约束输入饱和

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    考虑时空协同的滑翔制导炮弹单炮多发快速弹道规划

    尹秋霖陈琦王中原王庆海...
    798-809页
    查看更多>>摘要：针对单炮多发应用场景,研究在时间、空间协同等多约束条件下的滑翔制导炮弹快速协同弹道规划问题.为平衡序列凸优化(Sequential Convex Programming,SCP)算法在快速性与最优性之间的冲突,提出一种改进的SCP算法;考虑到多约束条件下可行域较小、初值敏感性较高的特点,设计两种迅速且有效的迭代初值生成方案;为充分发挥弹群整体控制能力,采取集中式的协同规划策略,同步求解所有方程组,以达成全局规划目标.仿真实验结果表明,新算法能够较好地解决多约束条件下的协同规划问题,与现有文献中的常见算法进行对比,具备良好的收敛性能和较高的计算效率.

    滑翔制导炮弹协同弹道规划单炮多发多约束快速规划

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