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期刊信息/Journal information
弹道学报
中国兵工学会
弹道学报

中国兵工学会

王中原

季刊

1004-499X

ddxb@vip.163.com

025-84315487

210094

江苏省南京孝陵卫200号南京理工大学《弹道学报》编辑部

弹道学报/Journal Journal of BallisticsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国兵工学会和南方理工大学工同主办的学术性刊物。它及时发表起始弹道学、内弹道学、中弹道学、发射动力学、外弹道学、水下弹道学、终点弹道学、创伤弹道学、实验弹道学、空气动力学、飞行力学、弹道系统综合与分析、弹道系统计算机软件的及有关飞行物体运动规律等领域内的学术论文、实验研究、研究报告、综合评述、学术动态等内容。主要读者对象为兵器工业及其他相关部门的研究人员，工程技术人员、管理人员和大专院师生。
正式出版
收录年代

    电磁轨道发射系统动力学理论与设计方法研究进展

    王国平伍根洋何斌杨富锋...
    1-9页
    查看更多>>摘要：电磁轨道发射作为电磁发射技术的重要分支,具有发射速度高、射速可调节等显著优势,被誉为改变未来战争样式的颠覆性技术之一.目前,电磁轨道发射技术仍然面临射击精度低及装置寿命短等关键瓶颈问题,这些都与电磁轨道发射装置所涉及的复杂电、磁、热和力等多领域耦合发射动力学行为密切相关,然而国内外对极端冲击条件下电磁轨道发射装置的系统动力学分析尚缺少成熟理论方法和技术手段.针对上述情况,从动力学建模、性能预测、优化设计等方面综合阐述近期电磁轨道发射系统动力学理论与设计方法的国内外研究进展,总结相应的研究方向和需求.随着电磁轨道发射装置的工程化发展,电磁轨道发射系统的建模与仿真应考虑发射环境的全系统因素,建立电磁轨道发射装置和发射环境耦合的发射动力学性能快速预测和优化设计系统,详细阐明电磁轨道发射装置和发射环境多领域耦合振动机理等基础科学问题,为电磁轨道发射装置系统动力学的深入研究和相关装备研制提供支撑.

    电磁轨道发射发射动力学性能预测优化设计

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    基于组合圆锥构型的水下声学定位系统布站优化

    马顺南路宇王炯琦何章鸣...
    10-20页
    查看更多>>摘要：在水下目标定位中,布站构型的共面约束会导致目标单点定位的几何精度因子(GDOP)理论最小值不能达到.为改善水下布站的观测矩阵,将单圆锥扩展为组合圆锥构型布站模式.然而,传统的优化算法易陷入局部最优且存在收敛效率低等问题.针对以上问题,提出了一种改进的自适应粒子群算法.首先提出了一种有共面约束的水下声学定位系统组合圆锥构型,并证明了所提出的组合圆锥构型具有可叠加性、可旋转性以及GDOP旋转不变性;其次,针对布站优化指标单一的问题,构建了一种基于水下目标全局GDOP的布站优化准则;在此基础上提出了一种基于自适应粒子群的优化算法,并应用于组合圆锥构型下的水下声学定位系统布站优化.所提出的自适应粒子群算法能增强布站的全局最优性,提高算法收敛效率和水下目标的定位精度.

    水下声学定位布站几何组合圆锥构型自适应粒子群算法几何精度因子

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    一种基于轨迹预测的滑翔制导炮弹时间约束末制导律扩展方法

    尹秋霖陈琦王中原马帅...
    21-28,73页
    查看更多>>摘要：针对滑翔制导炮弹末制导过程中的攻击角度与攻击时间控制问题,为简化制导律设计、方便工程应用,提出了一种将现有高性能非时间约束制导律扩展为可处理时间约束形式的方案.该方案以非线性导引模型为基础、现有制导律作用下的弹丸飞行轨迹为参考轨迹,通过为弹丸预设合理的飞行时间并结合轨迹预测的方法,将滑翔制导炮弹的末制导过程分为 2 个阶段.第一阶段制导炮弹在扩展后的制导律作用下飞行,通过增加参考轨迹曲率、延长弹丸飞行时间的方式使攻击时间误差在有限时间内收敛至零;第二阶段制导炮弹在原始制导律作用下飞行,直至命中目标以满足脱靶量与攻击角约束.同时,通过不同工况下的大量仿真,研究了设计参数的取值范围对第一阶段中弹丸攻击时间误差收敛性能的影响.该扩展方案的推导过程无需现有制导律的显式表达,具有一定的通用性.研究结果表明:通过合理的参数设置,扩展方案可以在现有制导律的基础上实现攻击时间控制,且制导指令光滑,需用过载较小,符合作战任务要求.

    滑翔制导炮弹末制导速度时变攻击时间控制攻击角约束轨迹预测

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    变外形滑翔制导炮弹的气动外形多目标优化

    刘天翔史金光赵新新任华杰...
    29-36页
    查看更多>>摘要：为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计.采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼的外形参数,基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对滑翔制导炮弹的爬升段(优化目标为弹丸的零升阻力系数和静稳定储备量)和滑翔段(优化目标为弹丸的升阻比和操纵比)分别进行了变外形多目标优化设计,最终获得各飞行段的最优外形方案.数值仿真结果表明:优化后的变外形方案可明显改善该滑翔制导炮弹各飞行段的气动弹道性能.在本文设定的飞行条件下,爬升段阻力系数降低了 13.3%,滑翔段升阻比增大了36.1%,弹丸在整个飞行过程中稳定性适当,且稳定性和操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好;相较于基准固定外形方案,滑翔控制条件下采用变外形方案的滑翔制导炮弹射程增加了 8.4%,增程效果显著.本文工作为滑翔制导炮弹的变外形方案设计提供了参考.

    滑翔制导炮弹变外形变后掠变展长多目标优化

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    暴雨环境下滑翔制导炮弹气动特性研究

    刘译蔓陈琦常思江
    37-43页
    查看更多>>摘要：为研究暴雨条件对滑翔制导炮弹气动特性的影响,基于双向动量耦合的欧拉-拉格朗日方法,采用考虑转捩的剪切应力输运湍流模型(Transition SST)和三阶精度的MUSCL格式,建立了暴雨环境下的滑翔制导炮弹气动特性计算模型并进行数值模拟.结果表明:与无雨条件相比,降雨在弹丸表面形成了贴体水膜层,后续雨滴粒子下落时,会冲击弹丸表面水膜形成凹坑,增加了弹丸表面的粗糙度;随着飞行速度的增加,弹体表明温度逐渐升高,水膜层的厚度随着蒸发不断减小;当炮弹以亚跨音速飞行时,暴雨环境对炮弹气动系数有较大的影响,当炮弹以Ma=0.8 的速度在降雨强度为 2 200 mm/h的工况下飞行时,阻力系数提高了 27.39%,升力系数减小了 18.09%.同时,随着降雨强度的提高,炮弹阻力会呈现先增加后减小再增加的趋势,但此差异会随着炮弹飞行速度的增大而逐步消失,而升力系数会不断下降;在降雨强度不变,炮弹飞行速度达到Ma=0.95 时,阻力系数提高了 32.29%,升力系数减小了 18.38%;当炮弹飞行速度达到Ma=1.2 时阻力系数提高了 21.76%,升力系数减小了 18.87%.

    极端降雨滑翔制导炮弹气动特性水膜层

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    模块装药短管炮实验及数值模拟研究

    马天一陶如意周思渊王金龙...
    44-52页
    查看更多>>摘要：大口径加榴炮主要以模块装药结构为主,炮管内部流场复杂.基于模块装药结构,对短管炮内部燃烧场分区域建立二维轴对称两相流内弹道数理模型,采用MUSCL格式对该模型进行离散求解,编制程序对短管炮膛内流场进行了数值模拟,研究两模块装药结构在燃烧过程中的膛内流场特性以及不同破膜压力对两模块装药结构膛内燃烧的影响.仿真结果表明:与实验值相比,计算获得的膛内压力全局平均误差约为 7.42%,峰值误差仅 0.72%,说明所建立的内弹道数学模型与编制的程序能够较好地对两模块装药火炮发射过程进行数值模拟.模块药盒对火焰波的传递有阻碍作用,在模块药盒破裂之前,火焰波与压力波主要在模块内部流动,与外界物质交换较少.模块药盒破碎后,火药颗粒才随着压力波向膛内自由空间运动,火焰波和压力波开始在膛内传递.随着模块药盒破裂压力的增大,模块装药膛内发射药燃烧越充分,压力上升时间减少.点火药燃气从传火孔处向周围区域扩散,膛内温度也从传火孔处开始升高,逐渐向四周传导,从而点燃发射药.

    模块装药短管炮内弹道两相流

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    气液混合作动装置内弹道设计与试验研究

    王金龙董朝庆王后
    53-58页
    查看更多>>摘要：为提升某大型起竖-翻转设备的快速响应能力,开发了一种新型燃气-液压混合作动装置,针对该新型混合动力装置,建立了变构型燃烧"凹型"药柱燃面推移变化数学模型及气液混合作动装置内弹道数值计算模型,完成了样机研制和空放试验研究,通过变构型燃烧"凹型"药柱的燃面匹配设计,实现了对不同燃烧阶段作动装置的快速建压和流量的稳定输出控制,验证了本文所建立的内弹道数值计算模型的准确性及该混合作动装置系统设计的可靠性.在此基础上,分析了"凹型"药柱设计参数对作动装置工作性能的影响,计算结果表明:作动装置输出流量的大小和响应时间的快慢主要与"凹型"药柱初始燃面及增面燃烧阶段肉厚的大小相关,药柱整体高度则决定了作动装置系统工作时间;在本文计算工况下,凹槽直径和药柱高度每增加 10 mm,作动装置响应速度、平均输出流量和工作时间分别提升 0.09 s、13 L/min和 0.2 s左右.研究结果可为大型起竖装置的快速展开提供一种新的动力源及内弹道设计方法.

    燃气-液压混合动力内弹道设计试验研究

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    基于极值响应的某翻转输药机构运动精度非概率可靠性分析

    高轩陈龙淼羊柳
    59-64页
    查看更多>>摘要：翻转输药机构是弹药自动装填系统的重要组成部分,其运动精度可靠性对于确保发射药输送动作的顺利执行至关重要.现有的机构运动精度可靠性研究主要基于输入参数的概率模型,需要通过大量实验样本数据来确定参数的概率分布函数,这对于很多工程实际问题而言成本极高甚至无法实现.然而,将输入变量考虑成非概率区间模型在一定程度上可以规避上述难点,区间模型不要求输入变量,有详细的样本特征,只需要确定输入变量的不确定幅度或者界限,这相对于确定变量的概率分布较为容易.在此基础上,针对机构运动精度可靠性的评估提出了一种基于输入参数非概率区间模型的新型时变可靠性分析方法.该方法旨在机构完整运动时间区间内搜索输出响应区间域的局部极值时刻,并引入非概率可靠性指标来评估和分析局部极值时刻的瞬时运动精度可靠性,由此将时变可靠性问题转化为瞬时可靠性问题.将该方法应用于某翻转输药机构进行可靠性评估,结果表明所提出的非概率时变可靠性分析方法对机构运动精度可靠性分析具有一定指导意义.

    翻转输药机构运动精度可靠性非概率区间模型极值分析

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    基于热源网络法的永磁式电磁制退机热特性研究

    胡自明杨国来李雷王丽群...
    65-73页
    查看更多>>摘要：永磁式电磁制退机以磁场为能量传输介质,有望彻底解决传统液压式制退机液体泄漏、阻力规律稳定性差等问题.然而电磁制退机工作过程中的热特性变化规律尚未探明,限制了电磁制退机的进一步发展.依据电磁制退机的结构,建立了热源网络温度场分析模型,计算了电磁制退机各主要部件的热参数,结合热路传播路径编写了温度场计算程序,得到了火炮后坐过程中电磁制退机不同时刻的瞬态节点温度,探究了电磁制退机瞬态工作过程中的温度传播规律与分布特性.同时建立有限元模型,对热源网络分析模型进行了验证.最后充分利用热源网络模型计算效率高的优势,开展了连发射击工况下电磁制退机的热特性研究、失效预测和冷却措施探究,为电磁制退机的工程设计提供了参考.

    电磁制退机热源网络法有限元法温度场

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    混合励磁式电涡流制退机电磁场与阻力特性分析

    王义金杨国来李雷王丽群...
    74-81页
    查看更多>>摘要：电涡流制退机具有无液体泄漏、无需密封、阻力稳定的优势.与目前应用较多的永磁式电涡流制退机相比,混合励磁式电涡流制退机采用线圈替代了一部分永磁体,对阻力特性的调节效果更好.对比了混合励磁式电涡流制退机 2 种可能的结构形式,然后根据磁路分析与初步计算选择出具有更好阻力性能的结构.针对该结构,利用等效磁路法计算气隙磁场,采用子域模型考虑感生涡流影响,建立了求解混合励磁式电涡流制退机阻力值的等效子域模型.根据某口径火炮反后坐要求,确定了制退机的主要尺寸参数,完成了混合励磁式电涡流制退机结构参数的前期设计,并通过数值计算对解析计算结果进行了验证.接着,针对某口径火炮发射时的工况建立仿真模型,以炮膛合力曲线和复进机力的后坐行程函数曲线作为条件输入,分析强冲击载荷下混合励磁式电涡流制退机的电磁阻尼力、后坐位移和后坐速度规律.最后,分析了不同气隙宽度与内筒的电导率对电磁阻尼力的影响,结果表明气隙宽度越小电磁阻尼力越大,同时过大的内筒电导率会导致电磁阻尼力呈现"马鞍"型.本文研究可为混合励磁式电涡流制退机的工程化应用提供理论基础.

    混合励磁电涡流制退机等效磁路法子域模型电磁阻尼力

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