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母弹近区子弹的弹道特性

归档日期:07-12       文本归类:弹道区      文章编辑:爱尚语录

  TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyVol.26 No.2 Feb.2006 文章编号: 1001-0645 02-0095-05母弹近区子弹的弹道特性 雷娟棉, (北京理工大学机电工程学院,北京 100081 结果表明,母弹干扰对子弹的弹道特性有重要影响,在母弹近区必须使用包含母弹干扰的子弹的当地气动特性数据进行子弹的弹 道计算;子弹的初始下抛速度缩短了子弹飞离母弹干扰区的时间;在干扰区内,子弹的攻角很小,不会出现翻滚与 母弹相碰;在母弹近区,子弹与母弹的纵向相对速度很小,后排子弹也不会运动到母弹的尾翼区 关键词:机载布撒器;子弹药;气动干扰;子弹弹道中图分类号: T0132 文献标识码:henearregionofthedispenser sotherearrosubmunitioncouldn stailfinarea.Key wors trajectorycharacteristics submunition收稿日期: 2005 06 09 基金项目:国家部委预研项目( 413130305 作者简介:雷娟棉(1968 ),女,副教授,机载布撒器一般携带三种子弹药:反跑道子弹 药、综合效应子弹药和反坦克子弹药 反跑道子弹药多采用向下时序抛撒,子弹脱离母弹干扰后,从 子弹底部弹出降落伞,在下落过程中子弹靠降落伞 稳定,并保证对地面的着角 在母弹近区必须考虑母弹对子弹的干扰,用子弹当地实际的气动特性数 据进行弹道计算 通过子弹弹道计算研究母弹气动干扰、初始分离参数对子弹弹道的影响,为子弹 药抛撒机构设计,下抛速度、子弹姿态角等初始分离 参数选择,子弹张伞时间的确定提供参考和依据 弹道方程布撒器采用下抛子弹方案时,子弹基本是在纵 向铅垂平面内飞行 在地面坐标系下,纵向平面内子弹的弹道方程为 dOdt ref-mgsin! ref-mgcos! dadt =Ocos! dydt =Osin! 分别为子弹的质量、赤道转动惯量、运动速度; 分别为子弹的攻角、弹道倾角和弹体俯仰角; ref分别为特 征长度和特征面积; 别为子弹的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数和俯仰阻尼力矩导数 分别取不同位置、不同攻角下的实验值, 初始抛撒参数进行前、后两排子弹弹道计算,初始分离参数有 下抛速度 y0和子弹的姿态角 y0分别为 子弹的攻角修正在布撒器(母弹)子弹干扰实验中,测得的是准 定常情况下包括母弹干扰的子弹的气动力,而实际 分离时子弹的运动是非定常过程,子弹相对于母弹 既有轴向速度 为由子弹的下抛运动引起的附加攻角, !$=arctan 升力、阻力和俯仰力矩进行纵向平面内子弹弹道计算要用到子弹的阻 力系数 有关;有母弹干扰子弹的 除与子弹的攻角有关外,还与子弹相对母弹的位置 为子弹轴线与母弹轴线的距离, 以数据文件形式给出 子弹的俯仰阻尼导数子弹的俯仰阻尼导数按下式计算 为子弹压心系数; 中包含了母弹的干扰影响 子弹气动干扰风洞实验得到的是子弹在母弹近区不同位置( )、不同攻角下离散的气动特性数据 进行子弹弹道计算时,某一时刻子弹的位置不可能恰在风洞实验时的位置上,子弹 的攻角也不可能正好是实验时子弹的攻角,因此弹 道计算时某一时刻子弹的气动特性数据要由实验点 的气动特性数据通过插值得到 是考虑母弹气动干扰时前排子弹飞行轨迹图,其中图 1a 子弹的初始分离速度为 1O子弹的初始分离速度为 y0=10m 是不考虑母弹气动干扰,即用单独子弹的气动系数进行弹道 计算得到的前排子弹的飞行轨迹图 计算子弹轨迹时只算到子弹运动到子弹质心与母弹质心的垂直距 1m的地方,即图中所示为子弹在距母弹 1m 之内的运动轨迹 从图可看出,子弹在下落的同时,也向后运动 间缩短,子弹相对母弹的纵向移动距离减小,即初始下抛速度有利于子弹迅速脱离干扰区 无初始下抛速度时,母弹的干扰使子弹下落到相同距离的时间 略有增加,使攻角和角速度显著增大 初始下抛速度降低了母弹气动干扰对子弹运动的影响,即在一 定的初始下抛速度时考虑母弹干扰与不考虑母弹干 扰时,子弹的弹道特性(子弹的纵向移动距离、子弹 的攻角、子弹的俯仰角速度等)相差很小 有干扰时前排子弹的分离轨迹Fig.1 Traceoffrontrowsubmunitionseparatefromdispenserwithaerodynamicinterference 无干扰时前排子弹的分离轨迹Fig.2 Traceoffrontrowsubmunitionseparatefromdispenserwithoutaerodynamicinterference 类似之处是,子弹在下落的同时也向后运动;初始下抛速度使子弹脱离干扰区的 时间缩短,使子弹的纵向移动距离减小 无初始下抛速度时,母弹的气动干扰使子弹下落到相同距离 的时间略有增加,使纵向移动距离减小 初始下抛速度降低了母弹气动干扰对子弹运动的影响 有母弹气动干扰时,子弹的攻角和俯仰角速度要比前排子弹的小得多,表明 在后排子弹处,母弹的气动干扰特性与前排子弹处 的不同 有干扰时后排子弹的分离轨迹Fig.3 Traceofrearrowsubmunitionseparatefromdispenserwithaerodynamicinterference 无干扰时后排子弹的分离轨迹Fig.4 Traceofrearrowsubmunitionseparatefromdispenserwithoutaerodynamicinterference 是在母弹干扰区内前排子弹攻角随时间的变化曲线 时,由于子弹是静不稳定的,且子弹运动到 #=1m 处的时间较长, 雷娟棉等:母弹近区子弹的弹道特性所以子弹的攻角较大,约达 2l 子弹运动到y=lm 处的时间较短,子弹攻角较小 初始下抛速度使子弹下落到y=lm 处的攻角显著 减小,可避免子弹出现大的翻滚 前排子弹攻角随时间变化曲线 !-Icurvesoffrontrowsubmunition 是在母弹干扰区内后排子弹攻角随时间的变化曲线 时,下落到y=lm 处的攻角也不大,表明在后排子 弹处母弹的气动干扰使子弹的静不稳定力矩大大地 降低了 初始下抛速度仍有明显地减小子弹攻角的作用 后排子弹攻角随时间变化曲线 !-Icurvesofrearrowsubmunition 前排子弹俯仰角速度随时间变化曲线 -Icurvesoffrontrowsubmunition 是在母弹干扰区内前排子弹俯仰角速度随时间的变化曲线 时,子弹的俯仰角速度随时间呈抛物线型增大,母弹的干扰使子 弹俯仰角速度增大很多 时,子弹的俯仰角速度随时间基本呈线性增大,初始下抛速度 是在母弹干扰区内后排子弹俯仰角速度随时间的变化曲线 ,考虑母弹干扰时,后排子弹的俯仰角速度比前排子弹的低得多; 对于后排子弹,母弹的气动干扰对子弹的俯仰角速 度影响不大 y0=10m 时,后排子弹与前排子弹的俯仰角速度相差不多,母弹干扰使子弹的俯仰 角速度略有增大 后排子弹俯仰角速度随时间变化曲线 !-tcurvesofrearrowsubmunition 结束语本文的研究表明,在进行母弹近区子弹的弹道 计算时必须使用包含母弹干扰的子弹当地的气动特 性数据;子弹的初始下抛速度降低了母弹气动干扰 对子弹运动的影响;在干扰区内,子弹的攻角很小, 不会出现翻滚与母弹相碰 1996.dguidedweaponhandbook 1999.htdynamicsofcargoprojectile .ei-jing RomeroJrS.Dynamictestsofasubmissiledispensingsysteminasupersonicwindtunnel JrC.Supersonicsubmunitionaerodynamicsduringdispense raddockWF.Submissileaerodynamicstudyduringdispense RossJA.Predictiontheeffectsofaircraftgeometryonthecarriageandreleaseofexternalstores AIAA87-0270 CulottaAJ.Apredictivetechniuefordeterminingstoremotionafterreleasefromacarriervehicleatsupersonic speeds SimsJL.Aerodynamicsofsub-missilesduringdispense 子弹气动干扰风洞实验研究[ 兵工学报,2005 535539.LeiJuanmian XiaoYabin.Aerodynamicinterferencewindtunnelexperimentinvestigationofdis- penserandsubmunation 雷娟棉等:母弹近区子弹的弹道特性母弹近区子弹的弹道特性 作者: 雷娟棉, LEIJuan-mian, WU Jia-sheng, XIAO Ya-bin 作者单位: 北京理工大学,机电工程学院,北京,100081 刊名: 北京理工大学学报 英文刊名: TRANSACTIONS BEIJINGINSTITUTE 2006,26(2)被引用次数: 参考文献(9条)1.樊启发 世界制导兵器手册 1996 子母弹飞行动力学1999 3.Stalmach J;RomeroJr Dynamictests submissiledispensing system supersonicwind tunnel 1980 4.Perkins Supersonicsubmunition aerodynamics during dispense 1988 5.Lundy Submissileaerodynamic study during dispense 1989 6.Ross aircraftgeometry externalstores 1987 7.Culotta predictivetechnique determiningstore motion after release from carriervehicle supersonicspeeds 1986 8.Deep submissilesduring dispense 1985 布撒器子弹气动干扰风洞实验研究[期刊论文]-兵工学报2005(04) 本文读者也读过(10条) 魏方海.王志军.尹建平Zhijun.YIN Jianping 有头部偏角的尾翼火箭弹气动性能数值计算 [期刊论文]-弹箭与制导学报2006,26(1) 王志军.蔡汉文子弹药抛撒时序对机载布撒器姿态的影响[期刊论文]-应用基础与工程科学学报2001,9(2) Xiao-yi.ZHANGYa.LI Bo 空抛子弹空中减速技术研究与仿真[期刊论文]-机械管理开 发2008,23(2) 吴宏.王勇.WUHong.WANG Yong 柔性体的有限质点模型弹道计算研究[期刊论文]-弹箭与制导学报2006,26(3) 高美艳.周紫光ANSYS对导弹尾翼的三种加载方法分析[期刊论文]-CAD/CAM与制造业信息化2004(12) 张立坤.朱广生半穿甲子弹气动外形设计及气动特性分析[会议论文]-1999 张宇.ZhangYu 一种小型炮射子母弹装置的伞降系统[期刊论文]-航天返回与遥感2005,26(1) 10. 王在成.姜春兰.李明 反机场弹药及其发展[期刊论文]-飞航导弹2010(3) 引证文献(2条) 飞机外挂物投放安全性的参数影响分析[期刊论文]-飞行力学2011(2) 制导兵器某些气动力问题[期刊论文]-兵工学报2007(3) 引用本文格式:雷娟棉.吴甲生.肖雅彬.LEI Juan-mian.WU Jia-sheng.XIAO Ya-bin 母弹近区子弹的弹道特性[期

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