【摘要】：在我國輕武器射表編擬領(lǐng)域,技術(shù)人員長期以來一直采用質(zhì)點(diǎn)彈道編擬射表。該方法將彈丸看作質(zhì)點(diǎn),不考慮其繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng),因而無法準(zhǔn)確描述彈丸的飛行姿態(tài)。該方法對(duì)于精度要求不高的普通輕武器來說足夠滿足要求,但是近年來高精度狙擊武器層出不窮,傳統(tǒng)射表編擬方法的適應(yīng)性越來越差。如何提高輕武器射表編擬精度成為當(dāng)前急需解決的重要問題。本文依據(jù)計(jì)算流體力學(xué)(簡稱CFD,下同)的基礎(chǔ)理論,采用穩(wěn)態(tài)仿真與瞬態(tài)仿真相結(jié)合的方法獲取彈丸全部氣動(dòng)參數(shù),利用六自由度外彈道方程組,采用四階Runge-Kutta法計(jì)算狙擊武器的射表,分析了典型外彈道參數(shù)的變化規(guī)律。(1)詳細(xì)研究了彈丸在空氣中飛行時(shí)所受全部空氣動(dòng)力,給出地面坐標(biāo)系下六自由度外彈道方程組。利用六自由度外彈道方程組,并代入初始條件和氣動(dòng)參數(shù),即可計(jì)算出任意時(shí)刻彈丸的位置、速度和飛行姿態(tài),進(jìn)而給出狙擊武器的射表。(2)提出穩(wěn)態(tài)仿真與瞬態(tài)仿真相結(jié)合的彈丸氣動(dòng)參數(shù)計(jì)算方法,并分析了各氣動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律。在瞬態(tài)仿真中,規(guī)定彈丸以正弦曲線形式進(jìn)行二維平面內(nèi)的俯仰運(yùn)動(dòng),采用一階諧波分離的方法,從算得的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)集中提取相關(guān)氣動(dòng)參數(shù)。(3)詳細(xì)分析了分析了各氣動(dòng)參數(shù)隨馬赫數(shù)、攻角、轉(zhuǎn)速等的變化規(guī)律。各氣動(dòng)參數(shù)隨馬赫數(shù)的變化規(guī)律不盡相同,但是在馬赫數(shù)1.0附近均變化較劇烈。各氣動(dòng)參數(shù)隨彈丸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律較一致,均為線性變化,這使得我們在計(jì)算類似彈丸氣動(dòng)參數(shù)時(shí),針對(duì)彈丸轉(zhuǎn)速的設(shè)置只需選取兩個(gè)代表點(diǎn)。阻力系數(shù)是攻角的二次函數(shù)。各氣動(dòng)參數(shù)隨海拔增加均有微量增加。(4)將算得的各氣動(dòng)參數(shù)代入六自由度外彈道方程組,采用四階Runge-Kutta法,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件下的某型狙擊武器的基本射表和滿足多地域適應(yīng)性的修正量表。經(jīng)過與靶場試驗(yàn)數(shù)據(jù)作對(duì)比可知,在未消耗武器彈藥基礎(chǔ)上,本文射表各參數(shù)誤差均在2.6%以內(nèi)。在進(jìn)行狙擊武器的靶場射表試驗(yàn)中,充分利用該方法,并依照試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行參數(shù)校核,必將帶來射表編擬質(zhì)量的飛躍。該方法是靶場射表試驗(yàn)的重要補(bǔ)充。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ201
【圖文】：

圖 1-1 采用理論計(jì)算法獲取某型導(dǎo)彈氣動(dòng)參數(shù)示意圖計(jì)算法的主要思想是對(duì)氣動(dòng)參數(shù)計(jì)算公式采用計(jì)算機(jī)編程得到結(jié)果需考慮的變量很多，消耗時(shí)間長，過程繁瑣而且對(duì)新形狀適應(yīng)性不好計(jì)算氣動(dòng)參數(shù)的首選。彈射擊法實(shí)彈射擊獲取彈丸氣動(dòng)參數(shù)的方法參見文獻(xiàn)[7]，其測試過程如圖 1-道上安放多個(gè)彈道紙靶，使得彈丸穿過各個(gè)彈道靶留下清晰彈孔，對(duì)，計(jì)算出彈丸的攻角和進(jìn)動(dòng)角。文獻(xiàn)[8]對(duì)紙靶上所留的彈孔進(jìn)行機(jī)器算，可以完成彈丸飛行姿態(tài)的高精度監(jiān)測。文獻(xiàn)[9]給出了利用飛行姿動(dòng)參數(shù)的方法。

圖 1-1 采用理論計(jì)算法獲取某型導(dǎo)彈氣動(dòng)參數(shù)示意圖算法的主要思想是對(duì)氣動(dòng)參數(shù)計(jì)算公式采用計(jì)算機(jī)編程得到結(jié)果考慮的變量很多，消耗時(shí)間長，過程繁瑣而且對(duì)新形狀適應(yīng)性不算氣動(dòng)參數(shù)的首選。射擊法彈射擊獲取彈丸氣動(dòng)參數(shù)的方法參見文獻(xiàn)[7]，其測試過程如圖 上安放多個(gè)彈道紙靶，使得彈丸穿過各個(gè)彈道靶留下清晰彈孔，計(jì)算出彈丸的攻角和進(jìn)動(dòng)角。文獻(xiàn)[8]對(duì)紙靶上所留的彈孔進(jìn)行機(jī)，可以完成彈丸飛行姿態(tài)的高精度監(jiān)測。文獻(xiàn)[9]給出了利用飛行參數(shù)的方法。

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