冲压增程制导炮弹气动特性分析及爬升段优化

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作者 杜小文 王旭刚 朱胤 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期19-25,共7页

为实现爬升段燃料消耗最少,对巡航式冲压增程制导炮弹进行气动特性分析及弹道/发动机一体化优化。采用工程算法对炮弹进行气动参数计算,综合考虑了发动机与气动、弹道模块的耦合特性,建立了多约束条件下的炮弹弹道优化模型,采用Radau伪... 为实现爬升段燃料消耗最少,对巡航式冲压增程制导炮弹进行气动特性分析及弹道/发动机一体化优化。采用工程算法对炮弹进行气动参数计算,综合考虑了发动机与气动、弹道模块的耦合特性,建立了多约束条件下的炮弹弹道优化模型,采用Radau伪谱法对炮弹进行爬升段弹道优化。仿真结果表明,所设计的炮弹外形具有良好的气动特性和操稳特性,优化后爬升段燃料消耗减少了5.7 kg,可为巡航段飞行提供更多燃料。 展开更多

关键词 巡航式 冲压增程制导炮弹 爬升段 气动特性 一体化优化

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冲压增程弹丸冷态气动阻力特性分析 被引量：4

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作者 骆晓臣 鞠玉涛 周长省 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期524-527,共4页

以一冲压增程弹丸为例,在马赫数2.0到2.5的冷态飞行条件下,采用飞行试验结合流动仿真的手段,分析了作用在弹丸内、外表面的气动阻力分布。数值仿真所得阻力数据与飞行试验所得结果误差在6%以内。仿真分析结果表明:外部阻力在弹丸所受总... 以一冲压增程弹丸为例,在马赫数2.0到2.5的冷态飞行条件下,采用飞行试验结合流动仿真的手段,分析了作用在弹丸内、外表面的气动阻力分布。数值仿真所得阻力数据与飞行试验所得结果误差在6%以内。仿真分析结果表明:外部阻力在弹丸所受总的气动阻力中占有支配地位,约为总的气动阻力的95%;作用在弹丸上的气动阻力中,压力阻力远远大于摩擦阻力,约占总阻力中的85%;弹丸所受外部气动阻力中,压力阻力约占90%。冷态飞行试验所得气动阻力数据可以直接作为冲压发动机推力设计的依据;冲压增程弹丸减阻设计的重点在于减小进气道外罩和前弹体在来流方向上的投影面积。 展开更多

关键词 冲压增程弹丸 进气道 数值模拟 阻力

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冲压增程炮弹流场数值仿真与分析 被引量：3

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作者 王筱蓉 姜根柱 周长省 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期400-403,共4页

建立了冲压增程炮弹的三维计算模型,采用Navier-Stokes理论对冲压增程炮弹进行三维流场数值仿真,给出并分析了不同攻角下炮弹的流场结构和各部分的阻力系数,并与试验数据进行了对比。结果表明,在非设计状态下的总阻力系数比设计状态下... 建立了冲压增程炮弹的三维计算模型,采用Navier-Stokes理论对冲压增程炮弹进行三维流场数值仿真,给出并分析了不同攻角下炮弹的流场结构和各部分的阻力系数,并与试验数据进行了对比。结果表明,在非设计状态下的总阻力系数比设计状态下的要大,且随攻角的增加而升高,主要是由炮弹空腔及底部的阻力变化所引起的,仿真结果与试验结果吻合较好,对冲压增程炮弹总体设计具有参考作用。 展开更多

关键词 冲压增程炮弹 冲压发动机 数值仿真 攻角

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带单锥和双锥混压式进气道的冲压增程弹丸气动特性仿真分析 被引量：3

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作者 骆晓臣 周长省 鞠玉涛 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期110-114,共5页

针对带单锥和双锥混压式进气道的两种冲压增程弹丸,对比分析了单、双锥混压式进气道的特点。采用仿真手段,对弹丸外部气动阻力和进气道工作特性进行了数值计算,分析了不同飞行马赫数条件下的弹丸外部气动阻力的变化、进气道临界状态下... 针对带单锥和双锥混压式进气道的两种冲压增程弹丸,对比分析了单、双锥混压式进气道的特点。采用仿真手段,对弹丸外部气动阻力和进气道工作特性进行了数值计算,分析了不同飞行马赫数条件下的弹丸外部气动阻力的变化、进气道临界状态下的总压恢复、捕获流量特性,并分析讨论了进气道的起动特性。研究结果表明:在飞行马赫数2.65到1.75之间,两种冲压增程弹丸的外部气动阻力几乎相同;在飞行马赫数1.75下,两种冲压增程弹丸进气道均能够起动;在低于设计马赫数时,进气道临界状态下,单锥进气道的捕获流量和总压恢复特性均优于双锥进气道,冲压增程弹丸采用单锥进气道将更为合适。 展开更多

关键词 冲压增程弹丸 进气道 数值模拟 阻力

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冲压增程炮弹发动机工作性能分析 被引量：4

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作者 向敏 张为华 王中伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期185-187,191,共4页

简述了冲压增程炮弹的增程原理,建立了固体燃料冲压发动机内流场的流动及燃烧模型;对60mm实验发动机内流场进行了数值模拟,并通过与国外实验数据的比较,证实了该模型正确;通过数值模拟结果分析入口空气状态对发动机推力和比冲性能的影响... 简述了冲压增程炮弹的增程原理,建立了固体燃料冲压发动机内流场的流动及燃烧模型;对60mm实验发动机内流场进行了数值模拟,并通过与国外实验数据的比较,证实了该模型正确;通过数值模拟结果分析入口空气状态对发动机推力和比冲性能的影响,所得结论对冲压增程炮弹的设计具有较强的理论指导意义。 展开更多

关键词 冲压增程炮弹 固体燃料冲压发动机 数值模拟 推力

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冲压增程弹丸进气道内外流场分区数值模拟 被引量：1

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作者 陈雄 周长省 郑亚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期59-62,共4页

采用二阶隐式TVD格式,结合区域分解算法对固体火箭冲压发动机增程弹丸超音速进气道内外复杂流场进行了数值模拟。通过对Emery问题的算例分析验证了文中所采用的算法和编制的程序是可靠的,能够准确预报相关流场流动规律。最后,通过数值... 采用二阶隐式TVD格式,结合区域分解算法对固体火箭冲压发动机增程弹丸超音速进气道内外复杂流场进行了数值模拟。通过对Emery问题的算例分析验证了文中所采用的算法和编制的程序是可靠的,能够准确预报相关流场流动规律。最后,通过数值模拟得到了不同来流马赫数以及不同出口反压条件下超音速进气道流场复杂的波系结构,分析了来流马赫数和出口反压对进气道性能的影响。为进一步深入研究超音速进气道内外复杂流场提供了可靠手段。 展开更多

关键词 进气道 分区算法 TVD格式 冲压发动机 冲压增程弹丸 数值模拟技术

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冲压增程炮弹外弹道理论分析及数值仿真 被引量：1

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作者 向敏 张为华 王中伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期651-656,共6页

简述了冲压增程炮弹增程原理,建立了进气道、发动机一体化外弹道计算模型,通过数值仿真得到了155 mm增程弹弹道曲线。通过对仿真结果进行分析,得到了射程随部分设计变量变化的关系曲线,为增程弹总体优化设计奠定了理论基础。

关键词 流体力学 冲压增程炮弹 外弹道 进气道 数值仿真 优化设计

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冲压增程炮弹补燃室内铝镁推进剂燃烧流场数值模拟

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作者 张磊 周长省 +1 位作者 鞠玉涛 胡志刚 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期359-364,共6页

为研究镁对补燃室内燃烧的影响,利用概率密度函数模型和颗粒轨道模型,对冲压增程炮弹补燃室铝镁推进剂的二次燃烧流场进行了三维数值模拟。铝颗粒的燃烧采用蒸发扩散模型进行控制,湍流模型采用标准k-ε两方程模型。考虑镁质量分数、铝... 为研究镁对补燃室内燃烧的影响,利用概率密度函数模型和颗粒轨道模型,对冲压增程炮弹补燃室铝镁推进剂的二次燃烧流场进行了三维数值模拟。铝颗粒的燃烧采用蒸发扩散模型进行控制,湍流模型采用标准k-ε两方程模型。考虑镁质量分数、铝颗粒直径的影响,得出了产物组成、温度等发动机参数的变化趋势。结果表明:冲压增程炮弹补燃室头部有两处扩散火焰峰面,然后在补燃室中部混合成为一个火焰;随着镁质量分数由0%增加到15%,铝颗粒的燃烧效率由15%提高至35%;在镁质量分数相同的情况下,随着铝颗粒直径的增大,铝颗粒的燃烧效率减小。 展开更多

关键词 冲压增程炮弹 补燃室 铝镁推进剂 流场 数值模拟

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冲压增程制导炮弹气动特性研究 被引量：13

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作者 张宁 史金光 马晔璇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期460-470,共11页

为研究冲压增程制导炮弹在不同弹道阶段的气动特性,依据其工作原理与飞行特点,设计冲压助推、爬升飞行、滑翔控制状态所对应的3种气动外形。运用拼接网格技术与雷诺转捩模型,对冲压增程制导炮弹的三维流场与气动特性进行模拟和数值计算... 为研究冲压增程制导炮弹在不同弹道阶段的气动特性,依据其工作原理与飞行特点,设计冲压助推、爬升飞行、滑翔控制状态所对应的3种气动外形。运用拼接网格技术与雷诺转捩模型,对冲压增程制导炮弹的三维流场与气动特性进行模拟和数值计算。结果表明:3种气动外形与相同外形参数(除舵翼与头部母线外)但不采用冲压结构形式的鸭式布局制导炮弹(参考弹)相比,升阻力系数规律一致;冲压助推、滑翔控制、爬升飞行外形在相同条件下对应的阻力系数依次递减,分别较参考弹阻力系数增大约50.5%、42.9%、33%;滑翔控制外形因鸭舵展开,相同条件下升力系数较其他两种外形大,又因进气道限制了鸭舵面积,相同条件下升力系数较参考弹小(约小11.9%);弹体摆动减小了冲压发动机进气道的流量系数和总压恢复系数,对其总体性能产生了不利影响。 展开更多

关键词 制导炮弹 冲压增程 拼接网格 气动特性

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炮射增程冲压发动机内弹道计算方法研究 被引量：1

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作者 李志敏 鞠玉涛 王政时 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期152-154,共3页

为了快速预估冲压炮弹冲压发动机在设计点时的性能参数,根据冲压炮弹冲压发动机工作原理,利用一维气体定常流理论建立了冲压发动机内弹道的物理、数学模型。利用C++语言开发了发动机内弹道计算程序进行了典型算例的计算。通过将计算结... 为了快速预估冲压炮弹冲压发动机在设计点时的性能参数,根据冲压炮弹冲压发动机工作原理,利用一维气体定常流理论建立了冲压发动机内弹道的物理、数学模型。利用C++语言开发了发动机内弹道计算程序进行了典型算例的计算。通过将计算结果与实验数据比较,表明该方法在对固体冲压发动机内弹道计算上有一定的精度,能够满足工程设计阶段的要求。 展开更多

关键词 内弹道 冲压发动机 冲压增程炮弹

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大口径炮弹增程技术对固体推进剂的要求 被引量：11

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作者 李上文 赵凤起 +1 位作者 罗阳 陈沛 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 2003年第3期20-23,共4页

大口径炮弹增程技术的发展,使常规火炮射程产生了新的飞跃,增程炮弹将成为21世纪弹药发展的新宠。本文从底排增程、火箭助推增程和冲压发动机增程3个方面对此技术进行了简要介绍,并分别探讨了作为炮弹增程技术支撑的各种固体推进剂(底... 大口径炮弹增程技术的发展,使常规火炮射程产生了新的飞跃,增程炮弹将成为21世纪弹药发展的新宠。本文从底排增程、火箭助推增程和冲压发动机增程3个方面对此技术进行了简要介绍,并分别探讨了作为炮弹增程技术支撑的各种固体推进剂(底排推进剂、火箭推进剂和贫氧推进剂)对其性能的特殊要求。 展开更多

关键词 增程炮弹 固体推进剂 底排增程 火箭助推增程 冲压发动机增程 底排药剂 贫氧推进剂

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弹用固体燃料冲压发动机性能预示

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作者 于栋梁 武晓松 +1 位作者 谢爱元 陈洁 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期79-81,共3页

为快速准确揭示固体燃料冲压发动机性能,提出一种在燃烧室考虑热力计算的性能计算模型。通过查找进气道中正激波位置,进行了进气道、燃烧室、喷管耦合计算。并以VB为平台,开发出通用的发动机性能计算软件。以一种固体燃料冲压增程弹为例... 为快速准确揭示固体燃料冲压发动机性能,提出一种在燃烧室考虑热力计算的性能计算模型。通过查找进气道中正激波位置,进行了进气道、燃烧室、喷管耦合计算。并以VB为平台,开发出通用的发动机性能计算软件。以一种固体燃料冲压增程弹为例,计算结果与实验数据进行了对比,表明该方法可快速的预示发动机整体性能,缩短设计周期,能够满足方案设计阶段的精度要求。 展开更多

关键词 固体燃料冲压增程炮弹 组分 推力 比冲

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