模擬超速脫殼穿甲彈用空心訓(xùn)練彈彈道特性研究.pdf

1、為了為開發(fā)空心彈提供技術(shù)基礎(chǔ)，應(yīng)用Fluent軟件仿真多種結(jié)構(gòu)方案的空心彈空氣動(dòng)力流場，得到了不同馬赫數(shù)、不同攻角下的空氣動(dòng)力參數(shù)，基于彈丸外彈道模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論建立了空心彈氣動(dòng)力-外彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。對初步設(shè)計(jì)的模擬超速脫殼穿甲彈的空心訓(xùn)練彈進(jìn)行優(yōu)化，采用蒙特卡羅方法和彈丸外彈道質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程組建立彈丸立靶散布仿真模型，對經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的空心訓(xùn)練彈和制式超速脫殼穿甲彈進(jìn)行模擬打靶并進(jìn)行彈道一致性檢驗(yàn)。應(yīng)用LS-DYNA軟件研究了空心彈落

2、地碰擊土壤介質(zhì)時(shí)的跳彈特性。
　　通過Fluent數(shù)值模擬得到空心彈典型設(shè)計(jì)方案簡化模型在不同馬赫數(shù)下的阻力系數(shù)，運(yùn)用Matlab軟件數(shù)值求解空心彈外彈道質(zhì)心運(yùn)動(dòng)微分方程組得到彈道頂點(diǎn)和落點(diǎn)諸元。將以上所得阻力系數(shù)和彈道諸元與公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比的結(jié)果表明:來流馬赫數(shù)為2.0-4.4時(shí)，無彈帶結(jié)構(gòu)的空心彈模型用兩種方法所得外彈道諸元結(jié)果相差很小;彈丸頭部前緣厚度在可信區(qū)間內(nèi)對阻力系數(shù)影響較小，但傳統(tǒng)的彈帶結(jié)構(gòu)對阻力系數(shù)的影響較大。

3、
　　通過Fluent軟件仿真三種典型空心彈結(jié)構(gòu)方案空氣動(dòng)力流場，得到了不同馬赫數(shù)、不同攻角下的阻力系數(shù)、升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)和壓力中心位置，應(yīng)用Matlab軟件擬合了阻力系數(shù)、升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)和壓力中心位置與攻角的關(guān)系式。空心彈阻力系數(shù)、升力系數(shù)隨著攻角的增大而增大。不帶一次項(xiàng)的二次函數(shù)式可以較為準(zhǔn)確地描述混合錐形空心彈和外錐形空心彈阻力系數(shù)與攻角的關(guān)系;而三次函數(shù)式可用來描述混合錐形空心彈升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)與攻角的

4、關(guān)系;同一馬赫數(shù)下，隨著攻角的增大，壓心位置向彈底移動(dòng);同一攻角下，隨著馬赫數(shù)的增大，壓心位置也向彈底移動(dòng)。
　　通過空心彈氣動(dòng)力-外彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)模型對空心彈進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將優(yōu)化后的空心訓(xùn)練彈外彈道參數(shù)與制式脫殼穿甲彈的外彈道參數(shù)進(jìn)行對比，并對優(yōu)化后的彈丸進(jìn)行內(nèi)彈道設(shè)計(jì)。射程為2500m時(shí)，兩者所需時(shí)間僅相差0.0047 s，相對誤差僅為0.26％。優(yōu)化后空心彈外彈道性能參數(shù)與制式超速脫殼穿甲彈外彈道性能接近。
　　通過

5、彈丸立靶散布仿真模型對制式超速脫殼穿甲彈和優(yōu)化后的空心彈進(jìn)行1000m、2000 m、3000 m立靶模擬射擊仿真，每種射程下模擬射擊3組，每組射擊5發(fā)。應(yīng)用國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB349.17《常規(guī)兵器定型試驗(yàn)方法》中的彈道一致性檢驗(yàn)方法和另一種較常用的彈道一致性檢驗(yàn)分組檢驗(yàn)法對兩種彈丸模擬射擊得到的結(jié)果進(jìn)行彈道一致性檢驗(yàn)，均可得到兩種彈丸滿足彈道一致性結(jié)果。
　　通過ANSYS/LS-DYNA軟件數(shù)值模擬彈體材料為鎢合金的空心彈以不