二维弹道修正弹的气动特性研究

论文摘要

现代战争对武器系统精度和成本的要求越来越高,弹道修正弹就是这一背景下的产物,它是一种通过在原有弹药上加装弹道修正模块,使弹丸在空中可以控制,以提高弹丸命中率的新型弹药。目前,我国一维弹道修正弹的技术已趋于成熟,是当前弹道修正弹的主流；二维弹道修正弹已被提上日程,其应用前景十分广阔,是未来发展的趋势。本文以采用阻力环和鸭舵的二维弹道修正弹为研究对象,从弹丸的修正状态入手,通过数值模拟,详细地分析了阻力环和鸭舵的增设对弹丸阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数和压心系数的影响。分析结果表明,阻力环增阻效果明显,且对弹丸升力影响较小,使弹丸压心后移,一定程度上有利于弹丸稳定飞行；鸭舵的增设对弹丸的阻力影响不大,使弹丸的升力明显增大,压心前移,不利于弹丸的稳定飞行。在上述基础上,计算得到各马赫数下弹丸各修正状态的陀螺稳定因子和动态稳定因子,得出弹丸各修正状态均具有良好的飞行稳定性。这些均为二维弹道修正弹的气动布局设计提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 注释表
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外弹道修正弹的发展概况
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展状况
• 1.3 弹道修正弹的概念
• 1.3.1 一维弹道修正弹
• 1.3.2 二维弹道修正弹
• 1.3.3 修正执行机构简介
• 1.4 本文的主要研究工作
• 2 数值计算方法
• 2.1 CFD软件FLUENT简介
• 2.2 基本控制方程
• 2.2.1 质量守恒定律
• 2.2.2 动量守恒方程
• 2.2.3 能量守恒方程
• 2.2.4 湍流的控制方程
• 2.3 边界条件
• 2.3.1 压力远场边界条件
• 2.3.2 物面边界条件
• 2.4 FLUENT求解器设置
• 2.5 计算方法验证
• 2.6 本章小结
• 3 二维弹道修正弹气动特性分析
• 3.1 模型及计算网格
• 3.2 流场分析
• 3.3 气动特性分析
• 3.3.1 阻力特性
• 3.3.2 升力特性
• 3.3.3 俯仰力矩特性
• 3.3.4 压力中心变化规律
• 3.3.5 马格努斯效应
• 3.4 气动系数计算结果
• 3.5 本章小结
• 4 弹丸飞行稳定性分析
• 4.1 旋转稳定弹丸飞行稳定性条件
• 4.1.1 陀螺稳定条件
• 4.1.2 动态稳定条件
• 4.1.3 追随稳定条件
• 4.2 二维弹道修正弹飞行稳定性分析
• 4.2.1 陀螺稳定性
• 4.2.2 动态稳定性
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献