【摘要】：單翼末敏彈即彈身頂部添加端部配重的單側(cè)翼、利用人為的子彈質(zhì)量和空氣動力的非對稱實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)掃描的一種新型的智能彈藥。非對稱的氣動力為末敏彈產(chǎn)生穩(wěn)定掃描所需的滾轉(zhuǎn)力矩并維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速,使掃描過程保持穩(wěn)定。本文針對單翼無傘末敏彈的氣動特性和穩(wěn)定性分析這一問題,采用了理論推導(dǎo)與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法進行研究。為了便于分析,將文章單翼末敏彈視為一個由圓柱體彈身、單側(cè)翼片、翼端重物組成的系統(tǒng),分別分析了單翼末敏彈圓柱體彈身和翼片翼端重物的受力情況、運動規(guī)律、掃描運動形成的機理,建立了該系統(tǒng)的二體運動動力學(xué)數(shù)學(xué)模型,探討了采用端部配重的單側(cè)翼實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)掃描這一方法的可行性問題。另外,建立了單翼末敏彈的氣動模型,并以計算流體軟件Fluent對單翼末敏彈的外部流場進行仿真計算,研究了系統(tǒng)各部分對氣動特性影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括翼片形狀、安裝角、來流方向等)對氣動特性(阻力系數(shù)、升力系數(shù)、尾翼導(dǎo)轉(zhuǎn)力矩系數(shù)等)的影響規(guī)律。并且選取了合適的氣動外形,對內(nèi)部質(zhì)量分布進行設(shè)計,設(shè)計出了四個單翼末敏彈的實物模型,進行了外場投放實驗。最后,建立了單翼末敏彈的角運動方程,并進行數(shù)值模擬,通過分析高低攻角和方位攻角的變化規(guī)律分析單翼末敏彈的穩(wěn)定性問題。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410
【圖文】：

速度在平面上的投影Ｆ逡逑圖２．６速度在彈軸坐標系中的位置逡逑如圖２．６所示，速度ｆ與彈軸坐標系中�；矫娴膴A角稱為高低攻角，記為４，而逡逑速度Ｆ在Ｃｘ，ｙ，平面的投影線與彈軸的夾角稱為方向攻角，記為＆。巧、＆可Ｗ描述速逡逑度與彈軸之間的位置關(guān)系。逡逑由上圖的幾何關(guān)系中，可Ｗ看出，速度Ｋ在彈軸坐標系ＣｘｊＡ中為：逡逑＼邐（－ｃｏｓ逡逑Ｐ＝邋Ｖ邋＝Ｖ邋ｃｏｓ＜５，邋ｓｉｎ＜５２邐（２．７）逡逑、ｗｊ邐，逡逑再由彈軸坐標系和固連坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可得到速度在圓柱體固連坐標系中逡逑為：逡逑＇－ｃｏｓ４邋ｃｏｓ《２邐、逡逑Ｆ邋＝邋Ｆ邋ＣＯＳ巧ｓｉｎＪ２Ｃ0

３單翼無傘末敏彈氣動特性分析邐碩±學(xué)位論文逡逑義３．１創(chuàng)建單冀末敏彈氣動模型及劃分網(wǎng)格逡逑網(wǎng)格劃分是計算流體力學(xué)數(shù)值分析的第一步，網(wǎng)格是分析與模巧的載體，網(wǎng)格質(zhì)量逡逑的好壞很大程度上決定了最終結(jié)果的計算精度本文使用的畫圖軟件為ＧＡＭＢＩＴ，逡逑網(wǎng)格劃分技術(shù)有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。由于單翼末敏彈模型外形復(fù)雜，具有很強非逡逑對稱性，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成相對簡單，還具有比較好的可調(diào)節(jié)和可控制性（比較方便疏逡逑密控制），因此采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來劃分單翼末敏彈的外部流場。逡逑在單翼末敏彈附近的流場區(qū)域，網(wǎng)格必須布置得足夠密，這樣才能滿足該區(qū)域氣動逡逑特性復(fù)雜的要求，而在離單翼末敏彈比較遠的流場區(qū)域，由于這些區(qū)域流場對彈身及翼逡逑片表面的流動影響較小，因此可＾文布置相對稀疏的網(wǎng)格來控制整個流場的網(wǎng)格數(shù)量，進逡逑而避免造成計算內(nèi)存不足和計算速度太慢等問題。逡逑由于該氣動模型解決的是末敏彈的繞流問題，因此需要布置足夠大的流場計算域來逡逑避免流場中由于壓力波等值邊界的反射而引起數(shù)值計算的不穩(wěn)定問題，外流場的計算域逡逑大概是末敏彈彈身的十倍大，邊界條件選取遠場邊界條件。逡逑后面對單翼末敏彈的氣動特性進行分析時，需要對彈身和翼片分別進行分析，因此逡逑將彈身和翼片單獨定義成壁面邊界條件。逡逑

圖１４流場整體網(wǎng)格圖逡逑適的解算器逡逑況下，基于壓力的求解器主要用于不可壓流動和低馬赫數(shù)可壓縮流的求解器用于高速的可壓流動。馬赫數(shù)小于０．３時，基本都＾不

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王宏波;莊志洪;李運生;鞏立先;;末敏彈引信與戰(zhàn)斗部系統(tǒng)的仿真研究[J];兵工學(xué)報;2011年05期

2 秘文亮;許路鐵;任新智;;末敏彈[J];四川兵工學(xué)報;2008年04期

3 顧建平;韓子鵬;;單翼與有傘末敏子彈的掃描比較及分析[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2011年01期

4 舒敬榮,韓子鵬,劉昌源,魏靖彪;用彈體強非對稱實現(xiàn)末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描的研究[J];火力與指揮控制;2003年03期

5 唐克;王存威;;末敏彈命中概率預(yù)測模型研究[J];艦船電子工程;2011年03期

6 周志超;趙潤祥;韓子鵬;陶鋼;;無傘末敏彈氣動特性風(fēng)洞實驗研究[J];實驗力學(xué);2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 白亞磊;機翼大攻角分離流控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 周志超;無傘末敏彈氣動外形設(shè)計與氣動特性分析[D];南京理工大學(xué);2011年

3 陳永亮;飛機大迎角非線性動力學(xué)特性分析與控制[D];南京航空航天大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 龔正;非線性飛行動力學(xué)系統(tǒng)分支分析與控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

2 王愛中;無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描特性研究[D];南京理工大學(xué);2008年

3 鄧超;彈箭非線性角運動規(guī)律研究[D];南京理工大學(xué);2013年

4 趙占龍;彈箭線性與非線性氣動特性計算[D];南京理工大學(xué);2013年

5 劉萌萌;末敏彈復(fù)合探測及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2014年

本文編號：2766668