弹道模型在旋转弹丸稳定性仿真中的应用
高速旋转弹丸弹道修正原理分析及仿真
就会产生偏转 ， 同的信号控制不同陶瓷杆的伸缩 ， 不 弹头就可以向不同的方向偏转。 考虑弹丸高速旋转 ， 飞行过程中由于摩擦作用 ， 弹体会带动弹头旋转 ， 要实现偏转还必须解决旋转 的问
第１ ０卷第 ２期
２０ ０９年 ４月
空
军
工
程
大
学
学
报（ 自然科学版 ）
Ｖｏ． Ｏ 】 １ Ｎｏ ２ ． Ａｐ ． ０ ９ ｒ２ ０
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｉ Ｏ Ｃ Ｎ ＩＥ ＲＮ ＮＶ Ｒ ＩＹ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳＩＮ ＥＥ ＩＩＮ Ｏ Ｒ Ａ Ｆ ＲＦ Ｒ ＥＥ ＧＮ Ｅ ＩＧＵ ＩＥ Ｓ （ Ａ Ｕ Ａ ＣＥ Ｃ ＤＴＯ ） Ａ Ｔ
目 前世界各国的智能杀伤武器库中鲜有供小 口径火炮使用的智能炮 弹¨ ， Ｊ这也是现代军事所关注的
一
个方向。尤其对于旋转稳定的小 口径弹丸 ， 要使其在飞行过程 中完成弹道偏离、 自动寻的、 准确命 中目标
等任务 ， 首先必 须解决 的就是 高速旋 转 问题 ， 控 制系统 要高 度紧 凑而 简单 ， 而且 能够装 配 到炮 弹 中 ， 同时还应 能承受射击 时 产生 的巨大 过载 。这样 ， 用传统 的小 型弹翼 和气 体动 力学舵 面设 计 方案 都是不 合适 的 ， 采 只能 考虑弹 丸上有 可能动 的部 分 ， 于此 ， 基 本文 设计 了基 于压 电 陶瓷智 能 材料 的弹头 修 正 机构 ， 立 修 正 弹丸 的 建 外 弹道模 型 ， 并通 过仿 真说 明其 有效性 。
刘 占 １６ 一 ， 河北赞皇人 ， 辰（９２ ）男， 教授， 主要从事航空武器装备、 弹药引信等研究 ．
某型130mm榴弹刚体弹道建模与飞行稳定性分析
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ＷＵ Ｈａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ，ＳＯＮＧ Ｗｅ ｉ ｄ ｏ ｎ ｉ，ＳＯＮＧＸ ｉ ｅ’ ｅ ｎ ｇ，ＺＨＡＮＧＬｅ
第３ ６ 第 ３ 期 ２ ０ １ ５年９月
火炮发射与控制学报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＮＬＡＵＮＣＨ ＆ ＣＯＮＴＲＯＬ
Ｖｏ ｌ ．３ ６Ｎｏ ．３ Ｓ ｅ ．２ ０ １ ５ ｐ
某型 １ ３ ０ｍｍ 榴弹刚体弹道建模与飞行稳定性分析
吴汉洲 ， 宋卫东 ， 张 磊 ， 宋谢恩
军械工程学院 ， 河北 石家庄 ０ （ ５ ０ ０ ０ ３） 摘 要 ： 基于 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 建立了六自由度非标准条件下的刚体外弹道模型 。 以该型 １ ３ ０ｍｍ 榴弹为仿真实 例 ， 利用该模型分析了射角 、 弹道风和初始角速度扰动对弹丸飞行稳定性的影响 。 仿真结果表明 ， 该型旋转 稳定弹在达到 ６ ０ °射角射击时容易出现弹丸飞行不稳定 ； 弹道风使弹丸飞行初始时间段内产生较大攻角 ； 在相 同风速下弹道纵风对弹丸飞行稳定性影响较弹道横风大 ； 初始角速度扰动使弹丸飞行过程中攻角作不等幅值 振荡 ，犗η 轴方向的初始角速度扰动主要使弹丸落点侧偏增大 ，犗ζ 轴方向初始角速度扰动主要使弹丸射程 减小 。 关键词 ： 六自由度弹道模型 ； 飞行稳定性 ； 弹道风 ； 初始角速度扰动 中图分类号 ：ＴＪ ０ １ ２ ．３＋１ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ３ ６ ５ ２ ４（ ２ ０ １ ５）０ ３ ０ ０ １ ７ ０ ６
高速旋转弹丸外弹道修正分析及数学模型的建立
［ 键 词 ］旋 转 弹 丸 ； 电 陶 瓷 ；弹 道 修 正 ； 学 模 型 关 压 数 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ０ ２ ３ 中 Ｊ １． ３ ［ 献标识码］Ａ 文
Ｅ ｔｒｏ ｒｊｃｏｙＣ ｒｅｔ ｎＡｎ ｌｓ ｎ ａｈ ｍａｉ ｘｅｉｒＴ ａｅｔｒ ｏ ｒｃｉ ａｙ ｉ ａ ｄＭ ｔｅ ｔ ｏ ｓ ｃ
［ 要 ］ 跟踪 国 际 智 能 弹 道 修 正 弹 药 前 沿 ， 对 高 速 旋 转 的 弹 丸 ， 中在 介 绍 压 电效 应 产 生 机 理 的基 础 上 ． 摘 针 文 分 析 了 基 于压 电 陶 瓷 智 能 材 料 的 弹 头 修 正 技术 方 案 ． 阐述 了 其 机 构 组 成 和 工 作 原 理 ． 建 立 了修 正 弹 丸 的 外 弹 并
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第 ２ 卷 第 ４期 ６
弹 箭 与 制 导 学 报
・ ３ ・ ２ ３
高速旋转弹丸外弹道修正分析及 数学模型的建立
解 增辉 刘 占辰 郭 佳 。 ， ，
（ １空 军 工 程 大 学 工 程 学 院 ． 西安 ７ ０ ３ ； ９９ ２ 队 装 备 部 ， 西 咸 阳 ７ ０ ） １０ ８ ２ ３ ４ 部 陕 ｌ０ ０ ２
１ 引 言
在弹 丸的飞 行过 程 中要完 成 弹道偏 离 、 自动 寻的、 准确命 中 目标 等任 务 ， 制 系统 就 必 须 高 控 度 紧凑 、 巧 、 轻 简单 ， 能 装 配 在 小 口径 炮 弹 中． 并 ， 同时这种 控制 系统 还 应 能 承 受 射 击 时产 生 的 巨
Hale Waihona Puke ｊｃｉｎ ｂ ｓ ｄｏ ｉｚ ｅｅ ｔｉｉｙｐ ｔｅ ｙｉｔｌｇ ｎ ｔｒ Ｊｆｒｈｇ — ｐ ｅ ｏ ａ ｙｐ ｏｅ ｔｅ ｎ ｘ ｌｉｓｌｅｃ ｒｅ ｔ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ｐｃｏ ｌｃｒ ｔ ｏｔｒ ｎｅｌ ｅ ｔｍａｅ ｉ ｏ ｉｈ ｓ ｅ ｄｒ ｔｒ ｒｊｃｉ ．ａ ｄ ｅ ｐａｎ ｈ ｏ ｒｃｉ ｏ ｃ ｉ ａ ｌ ｏ ｓｒ ｃｕ ｅａ ｄ ｗｏ ｋ ｐ ｉｃｐｅ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｒ ｒｎ ｉ ｌ．Ｅｘ ｅｉｒｔａｅ ｔｒ ｔｅ ｔｃ ｌ ｄ ｌ ｆｃ ｒｅ ｔ ｎｐ ｏｅ ｔ ｅｉ ｕ ｌｅ ． ｔｒ ｒｊｃｏ ｙｍａｈ ｍａｉａ ｏ ｍｏ ｅ ｏ ｏ ｒｃｉ ｒｊｃｉ ｓｂ ｉ ｄ ｏ ｌ ｄ
弹丸外弹道运动学分析及模拟试验研究
图4
.章动模拟示意图
2.4 回转试验台自转实现 将进动和章动分别实现以后，为了模拟弹丸 在外弹道的真实运动，在弹丸的右端安装一个独 立的电机，在自转电机的输出轴上安装弹载设 备，可实现弹丸自转。 回转试验台分别对弹丸的进动、章动和自转 进行模拟，将上述三个机构组合为一个系统，就 可以准确模拟出弹丸实际的角运动。弹丸姿态模 拟回转试验台的总成结构如图 5 所示。
攻角方程（5）的特征根为：
r1,2
攻角的表达式为：
)=A1 exp(i∀1 ) & A2 exp(i∀2 )
（6）
图 2.弹丸角运动分解示意图
式中， A1 、 A 2 为模态振幅，∀ 为幅角。再引入 阻尼指数 d j 以后，可以得出模态振幅的表达式 为：
2.2 回转试验台进动的实现 回转试验台进动主要由高速电机、偏心法兰 盘、传动系统、球铰和拐臂等主要部件。进动示 意图如图 3 所示。
图 7 弹载设备锥点投影位移曲线
4. 结论 图 7 说明了回转试验台的节点位移曲线为梅 花形的外摆线，与（4）式得出的结论一致，验 证了高速回转试验台模拟弹丸姿态的合理性。该 试验台为弹载设备的试验和故障检测提供方便， 节约了成本。 参考文献：
[1] 陈曦.弹载机构运动物理仿真与测试方法研究， 2005.
图 1.复攻角的二圆模式
)'' & ( H % i P ) )' % (M & i PT ) ) G
式中， H
.
(5 )
by & k zd & k . Nhomakorabea% bx %
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高速旋转弹丸外弹道仿真研究
高速旋转弹丸外弹道仿真研究
黄吉传;刘占辰;房振生
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)16
【摘要】现代战争中,精确打击是大势所趋.将大量常规弹药改造成灵巧弹药.使其具备精确打击能力是一种经济有效的方法.在高速旋转弹丸的设计改造过程中.需要获取外弹道数据.通过实验方法获得这些数据可行但不经济,相比之下.通过计算机仿真获得这些数据要方便、经济、有效的多.在分别建立了高速旋转弹丸的质点和刚体外弹道模型的基础上.利用Matlab进行仿真,得到了所需的外弹道数据.仿真结果与相应实验结果进行比较,验证了模型、参数和算法的可靠性.
【总页数】3页(P227-229)
【作者】黄吉传;刘占辰;房振生
【作者单位】710038,陕西,陕西西安空军工程大学工程学院;710038,陕西,陕西西安空军工程大学工程学院;044500,山西,山西永济空军第六飞行学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ103
【相关文献】
1.高速旋转飞行弹丸外弹道表面温度场研究 [J], 张俊;刘荣忠;郭锐;邱荷;刘萌萌
2.高速旋转弹丸马格努斯效应数值研究 [J], 雷娟棉;李田田;黄灿
3.高速旋转弹丸外弹道修正分析及数学模型的建立 [J], 解增辉;刘占辰;郭佳
4.高速旋转条件下的弹丸气动特性研究 [J], 马杰;陈志华;姜孝海
5.电磁发射弹丸飞行弹道仿真 [J], 李湘平;鲁军勇;冯军红;李开;杜佩佩
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子弹弹道稳定的原理
子弹弹道稳定的原理
子弹弹道稳定的原理涉及到空气动力学和旋转稳定的概念。
首先，子弹弹道稳定的最重要原理是旋转稳定。
大多数子弹都设计成具有自旋，这是通过枪管内的螺旋槽或螺纹来实现的。
当子弹离开枪口时，螺旋槽或螺纹施加力矩，使子弹开始自旋。
这个旋转运动帮助稳定子弹的飞行，类似于陀螺的自旋稳定原理。
其次，子弹需要与空气进行相互作用，使用空气动力学来保持稳定。
空气动力学是研究物体在气体中运动的学科。
空气动力学原理通过使子弹具有特定的外形和重心位置来保持稳定。
子弹通常具有较高的长度与直径比，以增加稳定性。
此外，一些子弹还具有尾翼或稳定翼，以便在飞行过程中维持稳定。
这些尾翼或稳定翼可以改变子弹与空气之间的相互作用，从而使其保持平稳飞行。
综上所述，子弹弹道稳定的原理可以归结为旋转稳定和空气动力学。
旋转稳定通过自旋来帮助维持子弹的稳定飞行。
空气动力学原理通过外形设计和与空气的相互作用来维持稳定，并使子弹保持在预期的飞行轨迹上。
这些原理的组合确保了子弹在飞行过程中的稳定性和精确性。
弹头外形对非零攻角亚音速旋转弹丸气动特性的影响
弹头外形对非零攻角亚音速旋转弹丸气动特性的影响
刘宣;闻泉;王雨时;张志彪
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2016(037)009
【摘要】为寻求阻力特性受攻角影响较小的弹丸外形,提高射击精度,针对35 mm 口径亚音速旋转稳定弹丸,利用FLUENT软件仿真研究半球形、抛物线形、截锥形三类弹头外形对非零攻角亚音速旋转弹丸气动特性的影响,并借助Matlab软件模拟亚音速范围内弹丸阻力系数Cx随攻角x的变化规律,计算得到弹丸攻角系数K 值在16-20;结果表明：半球形弹头外形对非零攻角亚音速旋转弹丸气动特性的影响较小,而抛物线形弹头外形对亚音速旋转弹丸阻力系数的影响较小;用于描述弹丸阻力系数Cx随攻角变化规律的函数Cx=cx2＋dx＋e相对函数Cx=ax2＋b更为精确,相对误差前者小于1%,后者小于4.5%。
【总页数】6页(P5-10)
【作者】刘宣;闻泉;王雨时;张志彪
【作者单位】南京理工大学机械工程学院,南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TJ431.3
【相关文献】
1.小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应影响的数值研究
2.弹头外形对非零攻角亚音速旋转弹丸气动特性的影响
3.攻角对某超口径尾翼稳定弹丸气动特性的影
响4.弹头引信外形对小口径亚音速弹气动特性影响5.可旋转鸭舵对旋转弹丸纵向气动特性的影响
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一维弹道修正弹飞行稳定性研究
计算 机 测 量 与 控 制 ．２０１６．２４（１） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
军事装备测控技术
文章编号：１６７１ ４５９８（２０１６）０１ ０１３２ ０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１６．０１．０３７ 中图分类号：ＴＪ０１２．３ 文献标识码：Ａ
本文通过弹道建模、仿真模拟等分析了阻力片在不同修正 能力下阻力片打开后对弹丸陀螺稳定、动稳定、追随稳定的影 响大小；分析了弹丸飞行不同时刻打开阻力片对弹丸飞行稳定 性的影响等。
收稿日期：２０１５ ０７ ０２； 修回日期：２０１５ ０９ ０６。 作者简介：吴汉洲（１９８９ ），男，山 东 日 照 人，硕 士 研 究 生，主 要ｔ流体仿真软件，获 得 了 弹 丸 在 不 同 马 赫 数、 阻 力 片 不 同 展 开高度、不同展开时刻及作用时间情况下的气动力参数，并通 过外弹道程序验证了阻力环的增阻效果。从目前发表文献来 看，研究者研究内容主要侧重于阻力片 （环） 打开后弹丸 飞 行 稳定性及对射程的修正量等，而对阻力片 （环） 打后对弹 丸 飞 行稳定性影响大小鲜有研究。
关键词：一维弹道修正；弹道建模；稳定性；修正能力
犚犲狊犲犪狉犮犺狅犳犛狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犉犾犻犵犺狋狅犳犗狀犲犇犻犿犲狀狊犻狅狀犜狉犪犼犲犮狋狅狉狔 犆狅狉狉犲犮狋犻狅狀犘狉狅犼犲犮狋犻犾犲
Ｗｕ Ｈａｎｚｈｏｕ，Ｓｏｎｇ Ｗｅｉｄｏｎｇ，ＷａｎｇＹｉ，ＺｈａｎｇＬｅｉ，ＳｏｎｇＸｉｅｅｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５０００３，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｓｉｘ ＤＯＦｒｉｇｉｄｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂ ｌｉｓｈｅｄ．Ｂｙｓｅｔｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｄａｍｐｅｒｏｐｅｎｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅａｎｇｌｅｏｆ ａｔｔａｃｋ，ｇｙｒｏｓｃｏｐｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｗｈｉｃｈｉｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｔｏｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｆｌｉｇｈｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｗｈｅｎｉｔｏｐｅｎｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｆｌｉｇｈｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｌｉｍｉｔｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｔａｔｉｃｍｏｍｅｎｔａｒｅ３ｔｉｍｅｓ，３．５ ｔｉｍｅｓ，４ｔｉｍｅｓａｓｍｕｃｈａｓｏｒｉｇｉｎａｌｓｔａｔｉｃｍｏｍｅｎｔｗｈｅｎｄａｍｐｅｒｏｐｅｎｓｗｈｅｎｄａｍｐｅｒｐｒｏｄｕｃｅｓ３、４、５ｔｉｍｅｓａｓｍｕｃｈｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｓ ｏｒｉｇｉｎａｌｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ．Ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｓｔａｒｔｉｎｇｔｉｍｅｔｏｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｆｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ ｔｈｅｌａｔｅｒｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｉｓｏｐｅｎｅｄｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｉｍｐａｃｔｔｏｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｆｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅｌａｔｅｓｔｏｐｅｎｔｉｍｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｉｎａｃｅｒｔａｉｎｃｏｒｒｅｃ ｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙ
基于双旋运动弹道修正弹系统建模
基于双旋运动弹道修正弹系统建模柯知非;高敏;王毅;程呈;宋谢恩【摘要】针对配装弹道修正组件的炮弹,其外弹道飞行过程中受力特性和运动状态相较于传统炮弹发生了较大改变,为准确描述修正弹的运动规律,提出了基于双旋运动的弹道修正弹系统建模方法.该方法通过分析修正组件与弹体之间的运动特点,建立运动约束关系,选择适宜的坐标系,利用多刚体理论建立起完整的适用于多种型号的修正弹弹道模型.仿真和飞行试验结果表明,所建立的数学模型可对弹丸的运动状态进行准确的描述,仿真结果与实际弹丸落点偏差小于弹丸射程的5‰,符合精度要求.%For the projectile which equiped with the trajectory correction fuze, the mechanical characteristics and motion state of the projectiles of which during the outer ballistic flight have been changed greatly compared with the traditional projectiles. In order to accurately describe the motion law of the modified missiles, a ballistic correction system modeling method based on double-rotation motion was proposed. The method analyzed the motion characteristics between the modified component and the projectile, established the motion constraint relationship, selected the appropriate coordinate system, and used the multi-rigid body theory to establish a complete modified ballistic model suitable for various models. Simulation and flight test results showed that the established mathematical model could accurately describe the motion state of the projectile. The deviation between the simulation result and the actual projectile point was less than 5‰ of the projectile's range, which met the accuracy requirements.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】7页(P24-30)【关键词】弹道建模;弹道修正弹;双旋运动;飞行试验【作者】柯知非;高敏;王毅;程呈;宋谢恩【作者单位】陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TJ410 引言弹道修正弹是指通过采用弹道修正技术，减小传统弹药的射击散布以及圆概率误差值。
高速旋转弹丸弹道修正原理分析及仿真
第10卷第2期空军工程大学学报(自然科学版)V o.l10N o.2 2009年4月J OURNAL OF AI R FORCE ENG I NEER I NG UN I VERSITY(NATURAL SC I ENCE ED I TI ON)Apr.2009高速旋转弹丸弹道修正原理分析及仿真解增辉,刘占辰,黄吉传(空军工程大学工程学院,陕西西安710038)摘要:解决由于高速旋转弹丸的旋转特性导致难以采用常规方案对其进行弹道修正的技术难点。
提出基于压电陶瓷智能材料的弹道修正原理技术方案,依据弹头可能动作的思路,设计弹头修正机构,通过探知弹头旋转频率,以此调整压电陶瓷杆的加电模式,利用压电陶瓷的逆压电效应,从而调整相应陶瓷杆的伸缩动作,保证在旋转条件下弹头可以向固定方向偏转,解决了修正旋转弹丸的难题。
详细阐述了修正弹丸的系统组成和工作原理,同时建立了修正弹丸理想条件下的外弹道数学模型,并通过仿真计算得到一定条件下修正弹丸的弹道曲线和详细修正数据,仿真结果验证了该方案的有效性和可行性。
关键词:高速旋转弹丸;弹头;压电陶瓷;弹道修正中图分类号:T J765文献标识码:A文章编号:1009-3516(2009)02-0046-05目前世界各国的智能杀伤武器库中鲜有供小口径火炮使用的智能炮弹[1-2],这也是现代军事所关注的一个方向。
尤其对于旋转稳定的小口径弹丸,要使其在飞行过程中完成弹道偏离、自动寻的、准确命中目标等任务,首先必须解决的就是高速旋转问题,而且控制系统要高度紧凑而简单,能够装配到炮弹中,同时还应能承受射击时产生的巨大过载。
这样,采用传统的小型弹翼和气体动力学舵面设计方案都是不合适的,只能考虑弹丸上有可能动的部分,基于此,本文设计了基于压电陶瓷智能材料的弹头修正机构,建立修正弹丸的外弹道模型,并通过仿真说明其有效性。
1修正原理方案压电陶瓷材料是一种多晶体结构的特殊电介质,在电场中时,陶瓷中各晶胞的自发极化沿着电场方向排列起来,于是从整体上看,压电陶瓷在电场方向上就出现伸长,在垂直电场方向上出现缩短,这就是逆压电效应。
一种旋转自稳定灵巧子弹药稳态扫描运动研究
和气动特性进行了研究， 获得了涡环旋转伞能顺利充 气展开并使弹丸实现稳态扫描的来流条件及其气动 特性。舒敬荣、 韩子鹏等[4]针对单侧翼无伞末敏弹在 非对称空气动力作用下产生稳态扫描运动的机理进 行了研究， 并建立了二体运动动力学模型， 推导出了 适于上机编程的标准形式的运动微分方程组。 吕胜 涛、 刘荣忠等[5]以 - 型末敏弹模型的气动参数为源 数据， 对尾翼弯折面积和弯折角两因素组合进行优化 设计,并进行了实验验证。 以上国内研究成果均以非对称气动外形末敏弹 为背景， 研究非对称空气动力使弹体产生稳定扫描运 动的机理。文中所研究的旋转自稳定灵巧子弹药主 要由圆柱形战斗部和战斗部外的探测器组成， 如图1 所示。根据该灵巧子弹药抛射初始条件和结构非对 称特点， 文中重点建立了弹体非对称结构模型， 并以
Keywords：rotary self-stabilization ；dynamic unbalance ；steady state scanning ；advanced dynam ics；smart subm unition
末敏弹的减速导旋伞— —
祸环旋转伞的充气性过程
〇 引言
旋转白稳定灵巧子弹药是将红外毫米波探测器安 装于圆柱体战斗部外某一侧， 形成弹体质量非对称分 布， 依靠弹丸旋转时产生的动不平衡实现稳态扫描， 弹 丸被抛撒器水平抛出后， 便会在地面上形成类似‘ 橄榄 球’ 形的扫描螺旋曲线。与有伞末敏弹、 翼片型末敏弹 靠非对称空气动力实现稳态扫描相比， 质量分布旋转 自稳定弹丸受风的影响更小， 且体积小、 落速高、 不易 受敌方干扰， 成为末敏弹的新的发展方向。 目前,美国已成功研制出类似弹药 -108[1]并
Abstract ：For studying the steady scanning mechanism of a certain type of rotary self-stabilization smart subm unition, according to the
高速旋转飞行弹丸外弹道表面温度场研究_张俊
行过程是一个受弹道诸元和气流物性不断变化而控制 的相互影响、 不可分割的整体， 仅计算有限飞行时刻点 下的稳态值， 难以满足红外跟踪探测的需要。 本文速度和角速度产生的气动热分别按照高速 气流纵掠和绕流对流换热理论计算， 通过耦合求解 得到了弹道诸元和表 弹道模型和热流平衡方程组， 面温度场的变化规律， 最后分析了不同发射条件和 气流温度对其平均温度场的影响规律 。
426
兵
引言
工
学
报
第 34 卷
0
v 分别为弹丸的质量和速度； θ a 为速度高低 式中： m、 F y 和 F z 分别为作用在弹 角； ψ2 为速度方位角； F x 、 y 和 z 为弹丸的 丸上的力在弹道坐标系上的分量 ； x、 质心坐标。 其次， 基于动量矩定理建立弹轴坐标系下的绕 心运动方程组， 得到弹丸绕心转动的运动学方程组 与动力学方程组： dγ = ω － ω tan φ ， 2 ξ ζ dt d φ2 （ 3） dt = － ω η ， dφ ωζ a= ． dt cos φ2 式中： γ 为弹体坐标系相对于弹轴坐标系的转角 ； φ2 为弹轴方位角； φ a 为弹轴高低角； ω ξ 、 ω η 和 ω ζ 分别 为弹丸的角速度在弹轴坐标系上的分量 。 dω ξ dt dω η dt dω ζ dt = = 1 M， C∑ ξ 1 C M － ω ξ ω ζ + ω2 ξ tan φ2 + A∑ η A
{
1 /2 0. 332 （ Re* （ Pr * ） 1 / 3 ， i， x） 4 /5 0. 029 6 （ Re* （ Pr * ） 1 / 3 ， i， x） * 0. 185 （ Re* i， x ） （ lg Re i， x） － 2. 584
旋转伞-末敏子弹系统动力学建模与仿真
旋转伞-末敏子弹系统动力学建模与仿真马晓冬;郭锐;刘荣忠;吕胜涛【摘要】为提高末敏子弹稳态扫描段的整体性能,设计一种由旋转伞和圆形减速伞构成的组合伞系统.基于ADAMS软件,对2种旋转伞-末敏子弹系统进行多体动力学建模,计算零初速自由下落过程,并通过伞塔试验验证模型的正确性.模拟2种系统的稳态扫描过程,得到弹道特性并进行对比分析.结果表明:双伞-子弹系统具有更好的整体运动性能,稳态落速低,滞空时间长,在地面形成更密集的扫描轨迹.【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】5页(P33-36,40)【关键词】伞-弹系统;拉格拉日方法;多体动力学;伞塔试验【作者】马晓冬;郭锐;刘荣忠;吕胜涛【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点实验室,南京210094【正文语种】中文【中图分类】V212末敏子弹从母弹抛出经减速减旋后,减速导旋主伞张开。
伞-弹系统受到空气动力及系统阻尼的影响,运动一段时间后匀速下落,并绕着伞轴稳定旋转,子弹在地面形成规则的扫描轨迹,即达到稳定扫描状态,探测地面装甲目标[1]。
为了末敏子弹能够有效的打击地面装甲目标,了解并且提高其稳态扫描段的运动性能至关重要。
伞-弹系统是一种复杂的动力学系统,国内外学者从理论建模方面对其进行了一系列研究。
Karl Friedrich Doherr等[2]建立了旋转伞-子弹系统9自由度模型,计算得到弹道特性和动力学行为。
V.Dobrokhodov等[3-4]针对可控圆形伞-物系统进行6自由度动力学建模,并开发出相应的控制硬件。
舒敬荣等[5]建立末敏弹系统的伞、伞盘、弹三体运动学模型。
唐乾刚等[6]建立伞-弹系统9自由度动力学模型,并将其用于末敏弹目标识别分析中。
旋转飞行器非线性运动稳定性判据
旋转飞行器非线性运动稳定性判据
旋转飞行器非线性运动稳定性判据
在弹体坐标系和准弹体坐标系中建立了旋转飞行器角运动数学模型.应用李亚普诺夫第一近似理论和劳斯-霍尔维茨方法导出了旋转飞行器的非线性运动稳定性判据,这个判据可应用于有控旋转导弹的运动稳定性分析,也可应用到炮弹和火箭弹上.
作者：高庆丰刘莉陈罗婧 GAO Qing-feng LIU Li CHEN Luo-jing 作者单位：高庆丰,GAO Qing-feng(中国航天科工集团公司,二院二部,北京,100854)
刘莉,陈罗婧,LIU Li,CHEN Luo-jing(北京理工大学,飞行器工程系,北京,100081)
刊名：现代防御技术 ISTIC PKU英文刊名：MODERN DEFENCE TECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 34(1) 分类号：V412 TJ415 O242.2 TJ761.1+3 关键词：旋转飞行器非线性稳定性。
基于旋转稳定的机动弹药制导技术的开题报告
基于旋转稳定的机动弹药制导技术的开题报告
一、研究背景
随着现代化战争的发展，机动战斗愈加频繁，弹药的制导技术亦得
到了迅速发展。
现有的弹药制导技术，如激光制导、GPS/INS制导等，
在射击过程中受到各种因素干扰，制导精度难以保证。
因此，需要一种
具有高稳定性和准确性的弹药制导技术，以适应现代战争的需要。
基于旋转稳定的弹药制导技术，利用弹丸自身旋转的稳定性对导引
系统进行操纵，实现精确命中目标。
与传统制导技术相比，基于旋转稳
定的技术不受干扰，可以大幅提高弹药的打击精度，因此备受关注。
二、研究内容
本研究将从以下三个方面进行深入研究：
1.基于旋转稳定的弹药运动学建模
弹药的运动学方程是基于弹药的受力分析而建立的。
本研究将提出
一种受力方向与旋转角速度相耦合的弹药运动学模型，以更好地反映弹
药在旋转稳定条件下的运动轨迹。
2.基于旋转稳定的弹药制导算法研究
本研究将提出一种基于旋转稳定的弹药制导算法，以实现对弹药的
精确制导。
该算法将考虑弹药的旋转稳定特性，以达到最优制导效果。
3.基于实验的弹药制导系统设计与实现
基于研究结果，本研究将设计出一种基于旋转稳定的弹药制导系统，并进行实验验证。
系统将包含旋转式弹道传感器、基于旋转稳定的控制
算法、制导电路等组成元素，以实现对弹药的精确制导。
三、研究意义
本研究将破解传统弹药制导技术受干扰的问题，从而大幅提升弹药的打击精度和作战效果，为现代化战争打赢提供了有力的技术支撑。
爆炸抛撒子弹翻转运动研究
爆炸抛撒子弹翻转运动研究
王刚;冯顺山
【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(029)003
【摘要】针对子母弹爆炸抛撒实验中产生的子弹绕弹轴垂直方向翻转的现象,通过理论和计算机仿真两方面的研究,以弥补对这一问题研究的空白.应用经典力学理论建立了子弹翻转运动的理论模型,并采用LS-DYNA 对子弹翻转过程进行了仿真计算.采用理论模型计算得到的子弹翻转角速度与仿真结果具有非常好的一致性,说明所建立的理论模型是正确的,可以用来预测子弹爆炸抛撒时子弹翻转的角速度.【总页数】4页(P210-213)
【作者】王刚;冯顺山
【作者单位】北京理工大学,爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学,爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TJ413.+3
【相关文献】
1.爆炸抛撒方式对FAE近场抛撒影响的数值模拟研究 [J], 贾飞;李向东;白强本;刘天宋
2.基于气体发生剂的子弹药气囊抛撒数值模拟研究 [J], 王琪;蒋建伟;王树有
3.火箭助飞连续爆炸式声源子弹抛撒落点分析 [J], 颜彬;马光宇;周长省
4.基于图像的子弹抛撒试验测试方法研究 [J], 宋师军; 宋歌; 马思宇
5.中心炸管内调速挡板对子弹抛撒速度影响的研究 [J], 李文通;王浩;苗军
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低伸弹道超稳定旋转弹丸外弹道特性研究
低伸弹道超稳定旋转弹丸外弹道特性研究
王中原
【期刊名称】《兵工学报：弹箭分册》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】本文讨论了对直射武器低伸弹道情况下的稳定弹丸与超稳定弹丸的两种外弹道特性．指出了超稳定弹丸的有利与不利因素，为今后超稳定弹丸的应用提供参考。
【总页数】13页(P52-63,21)
【作者】王中原
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TJ41
【相关文献】
1.低伸弹道的外弹道相似条件和模拟试验研究 [J], 肖亮;王中原;周卫平;易文俊
2.超音速弹丸低伸弹道的近似解析解 [J], 刘鹏;王雨时;闻泉;张志彪
3.过稳定弹丸外弹道特性分析 [J], 樊文欣;王中原
4.串联爆炸成型弹丸外弹道特性仿真 [J], 杨帅;郭光全;石晓山;郭子云;郑延斌;赵太勇;陈智刚
5.串联爆炸成型弹丸外弹道特性仿真 [J], 杨帅; 郭光全; 石晓山; 郭子云; 郑延斌; 赵太勇; 陈智刚
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陀螺稳定的。
２ ）全 弹道 追 随稳 定 性 计 算
由４ Ｄ弹道模型或 ６ Ｄ弹道模 型计算 得到任意 时刻 的弹 丸攻角 ８ 。若 ６始终不大 于动力平 衡角 的限定值 ［ ， 弹 ６］则 丸的运动在全弹道上是追 随稳定 的。 ３ ）全 弹道动态稳定性 的计算 在弹道上任意点的动态稳定 因子 图 １ 考虑地球 曲率时的坐标 系 此 时在 弹丸 质心运动的动力学 方程 中， 弹丸加速度 可分 解 为地 面坐标 系中的相对 加速度 和速度 矢量 随 变化 的 牵连加速度 × 弹丸绕 心运动 的动力学方 程 中， ； 弹丸所 受 合 力矩 可分解为地面坐标系 中的相对合力矩和动量矩矢量 ， Ｊ 随 变 化的牵连力矩 Ｘ 。 Ｌ
ｎ ｃ
＋
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ｐｄＣ（ ［ （ 一 ）一 ］ Ｓｙ ： ６ Ｍ）
模型 ， 对脉冲力和脉冲力矩影响下 的弹丸稳定性条 件进行 了
分析 ， 其研究成果对弹道修正方案 的选 取具有参 考意义 。上 述文献均建立 了 ６自由度 的刚体 弹道模型 ， 却忽 略了地球 曲 率 的变化 ， 对弹丸稳定性 的分析精度有一定影 响。 本文建立 了高速旋 转弹丸的质点弹道模 型 、 正质点 弹 修
行过程 中地 面 坐标 系相 对 于地 面 固联 坐标 系 有旋 转 角 度
。
丸转 速 、 速度 、 插值计算 的 ｋ ， ；可根据 式（ ） ４ 计算 出该时 刻
的 陀 螺 稳 定 因 子 Ｓ 。若 每一 时刻 的 Ｓ 大 于 １则 全 弹道 是 均 ，
考 虑地球曲率时的坐标系如图 １ 所示 。
型， 并在考虑地球表面曲率变化影响的基础上 ， 建立 了 ６自由度的 刚体 弹道模 型。利用 得到 的模 型对某 口径榴弹空 中飞行 的稳定性进行仿 真。对 比分析 不同弹道模型 ， 结果表 明 ， 弹道模 型愈精确 ， 弹丸 飞行 时 间的仿 真值愈大 ， 仿真 射程愈小 ， 其结果愈接近实验值 ； 正质点弹道模型与刚体弹道模型对 弹丸稳定性 的仿真结果 在弹丸 飞行 的上升段 修
第３ ３卷
第 ５期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ２年 ５月
【 武器装备理论与技术】
弹 道 模 型 在 旋 转 弹 丸 稳 定 性 仿 真 中的应 பைடு நூலகம்
睡 辉
（ 州空军勤务学院 武汉训练大 队， 徐 武汉 ４０３ ） ３０ ３
摘要 ： 为研究不同弹道模型在旋转弹 丸稳定 性仿 真 中的应用 ， 用 动力平衡 角 的直接 求法建 立 了修正 质点 弹道模 利
２ｍ
ｄ
一 Ｓ ￣ （ ｐ ｌ ｍ Ｍ） ｄ
（） １
式中： ６ 为考虑攻角 ６影响 的弹 丸阻力 系数 ； 、 占
的直接
算法可 参考文献［］６ ／ ＋ 其他符号的物理意 ５ ； ＝￣ ＋ ；
义 可参 考文献 ［ ］ ６。
１３ 刚 体 弹 道 模 型 ．
升力 、 马氏力 和弹丸攻 角引起的诱导阻力 ， 高了计算精 度 ， 提
一
致性较好 ， 而在下降段一致性较差 。 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）５— ０ １— ３ １０ ０ ０ （０ ２ ０ ０ １ ０
关键 词 ： 外弹道 ； 稳定性 ； 模型 中图分 类号 ：Ｊ１ ． １ Ｔ０ ２３
弹丸 飞行 稳 定 性 状 况对 弹 丸 飞 行 弹 道 有 直 接 影 响 ， 外 是
立地球 曲率 影响下的刚体弹道模型。 地球 曲率对刚体外 弹道模 型影 响 的物理本 质是 弹丸 飞
收 稿 日期 ：０ ２— ３—１ ２１ ０ ２
作者简介 ： 广辉 （ ９ ２ ） 男 ， 廖 １７ 一 ， 讲师 ， 主要从事 计算 机仿真研究 。
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四 川 兵 工 学 报
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１ 弹 道 模 型
１ １ 质 点 弹 道模 型 ．
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是 ４自由度的弹丸 运动 微分方 程 。修 正质点 弹道 是空 间 曲 线 ， 比于质 点弹道更 接近实际弹道 。本文 只列 出其 与质点 相 弹道方程不 同的部分 ｊ ：
刚体 弹道方 程包括质心运动 的动力学 方程 、 绕心运动 的
动力学方程 和质 心运 动学 方程 。本 文基 于坐标 变换理 论建
… ｓ ｃ ＋ ＋
ｄ： ６ 一 ｔ一 一 士
（ （ ｉ ） ～ ＋ 嬲以 ＋ ０ ２ ∽ 八 ） （
道模型和 刚体 弹道模 型 ， 且在刚体弹道模 型 中考 虑了地球 表 面曲率变化 的影 响 ， 旨在分析和得到不 同弹道模 型在弹丸稳
定性仿真 中的优 劣与规 律。
： 一
弹道研究 的重要 内容。文献 ［ ］ 析了火炮射角和弹丸长径 １分
２ ０
… ｓ （
ｓ（ ｉ ）一 ｎ
比对 弹丸追 随稳定性 和动态稳定 性的影 响实质 ， 到其影 响 得 规律 ， 该研究对弹丸设计具有重要参考价值 。文献 ［ ２—３ 分 ］
别建立 了脉冲力 和脉冲力 矩作 用于 弹道修 正弹 的弹 道数 学
一６ （ 一Ｗ ） ｘ］
质点 弹道方程是实 际弹道的最简单模 型 ， 一般作 为研究 实际弹道 的基准 。它是将弹丸作 为质 点处理 ， 仅考 虑重力 和 空气 阻力 的作用 ， 忽略攻角的存在 （ ６＝ ） 是 ３自由度 的 即 ０ ， 弹丸运动微分方程 。本文采用综合考 虑 自然 风、 地球 表面 曲 率及重力加速度变化 和科 氏加速 度影 响 的弹丸 质点运 动方 程组 ， 可参考 文献［ ］ ４。 １２ 修正质点弹道模 型 ． 修正质点弹道模 型是 在质点 弹道模 型 的基础 上考 虑 了