管式发射燃气流动计算方法及特性研究

1

作者 谢军虎 赵英豪 +2 位作者 杜文强 李浩镕 傅德彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期162-167,共6页

燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型... 燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型、全局时间步长定常模型和非定常模型进行求解计算。结果表明:局部时间步长和全局时间步长能够获得相吻合的燃气自由射流结构,但不同模型获得的发射管内受限燃气流场存在显著差异;局部时间步长定常模型收敛于局部平衡状态,发射管内出现明显雍塞;全局时间步长定常模型收敛于完全发展的无雍塞流动状态;非定常模型则出现先雍塞,而后雍塞区逐渐后移并消失的时变过程。 展开更多

关键词 燃气流动 发射管 时间推进法 局部时间步长 雍塞流动

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基于CFD-FASTRAN的小型发射筒激波开盖过程仿真分析

2

作者 王启凡 安超 +1 位作者 魏广威 秦会国 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第2期199-207,共9页

为研究小型发射筒热发射激波开盖过程,通过CFD-FASTRAN气动分析软件对其过程进行数值仿真计算。根据计算结果分析给出了小型发射筒热发射激波开盖过程中主要部件表面温度、压力所受燃气激波影响的变化过程。创新性通过CFD-FASTRAN气动... 为研究小型发射筒热发射激波开盖过程,通过CFD-FASTRAN气动分析软件对其过程进行数值仿真计算。根据计算结果分析给出了小型发射筒热发射激波开盖过程中主要部件表面温度、压力所受燃气激波影响的变化过程。创新性通过CFD-FASTRAN气动分析软件对小型发射筒热发射激波开盖全过程进行了分析,并首次系统性分析了喷管与后盖距离以及喷管扩张角度对激波开盖过程的影响。结果表明,后盖受到燃气射流影响压力由边缘向中心减小,温度由边缘向中心增大;燃气流反射激波沿发射筒轴向向弹头方向运动,发射筒壁面压力、温度随激波运动方向逐渐减小;前盖受到燃气激波影响温度、压力由边缘向中心减弱;弹体喷管出口与后盖的距离增大、喷管扩张角度增大均有利于增强激波反射到前盖的总能量,同时可以缩短激波开盖的时间。计算模拟方法可为采用热发射激波开盖的小型发射筒前后盖强度设计、结构设计等提供参考依据。 展开更多

关键词 CFD-FASTRAN 发射筒 激波 计算流体 燃气射流

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液压油缸缓冲结构规律分析与优化

3

作者 刘瑞琪 赵存生 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期64-71,共8页

当水下发射装置盖板开闭时,冲击引发的结构振动传递给壳体后会激发较大的辐射噪声。通过设计合理的缓冲结构,可有效降低冲击振动。通过对油缸运动过程分析,完成了活塞运动过程的受力及负载、加速度及速度变化分析;推导计算了3种结构形... 当水下发射装置盖板开闭时,冲击引发的结构振动传递给壳体后会激发较大的辐射噪声。通过设计合理的缓冲结构,可有效降低冲击振动。通过对油缸运动过程分析,完成了活塞运动过程的受力及负载、加速度及速度变化分析;推导计算了3种结构形式缓冲过程中压力随位移变化规律;然后对各种方案的缓冲效果进行了计算,并分析了工作压力、缓冲腔压力、活塞运动速度、缓冲行程等主要参量对缓冲效果的影响规律。9 MPa油源压力下开启或关闭前盖时间≤10 s,缓冲机构样机振动加速度级较现有方式降低3~5 dB(5 Hz~10 kHz)。采用变阻尼孔与平面盘式缓冲结构形式相结合的缓冲结构优化方案,能在缓冲过程中基本实现活塞均匀减速运动,各项参数指标满足设计要求并能够解决缓冲最后阶段的压力脉冲和振动冲击。 展开更多

关键词 缓冲结构 液压油缸 振动噪声 遗传算法 发射管

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导弹尾焰对周边发射筒前端盖表面流场的影响研究

4

作者 赵志 朱睿 +2 位作者 吕志超 武伟 温雄飞 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第2期215-222,共8页

针对导弹离开发射筒矩阵过程中,发动机燃气气流对周边发射筒易碎前端盖的影响,建立了三维仿真模型,利用动网格方法,模拟弹体运动,对周边前端盖的表面瞬态流场进行数值仿真计算。通过分析气体流线和流场云图,得到导弹运动过程中,发动机... 针对导弹离开发射筒矩阵过程中,发动机燃气气流对周边发射筒易碎前端盖的影响,建立了三维仿真模型,利用动网格方法,模拟弹体运动,对周边前端盖的表面瞬态流场进行数值仿真计算。通过分析气体流线和流场云图,得到导弹运动过程中,发动机膨胀压缩波系的发展对前端盖表面气流流向和压强分布的影响。根据不同时刻前端盖内外压强差的变化,结合试验得到的压强差安全范围,辅助判断前端盖是否会提前破裂,并通过改变临近发射筒之间的距离,计算前端盖内外压强差的变化幅度,得到发射筒之间的安全距离,为前端盖的结构优化设计和多个发射筒单位的排列方案提供仿真预测和数据支持。 展开更多

关键词 尾流场 发射筒前端盖 动网格 数值计算

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复合材料发射筒筒体发射力学特性仿真分析与优化 被引量：3

5

作者 李永康 赵亚鹏 李苗 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期180-184,共5页

采用有限元数值仿真方法对导弹发射时某型玻璃纤维复合材料发射筒筒体的刚强度进行评估分析。将筒壁螺旋层螺旋角、环向层与螺旋层厚度比以及筒壁厚度作为设计变量,对复合材料发射筒筒体进行优化设计。研究结果表明:优化前的复合材料发... 采用有限元数值仿真方法对导弹发射时某型玻璃纤维复合材料发射筒筒体的刚强度进行评估分析。将筒壁螺旋层螺旋角、环向层与螺旋层厚度比以及筒壁厚度作为设计变量,对复合材料发射筒筒体进行优化设计。研究结果表明:优化前的复合材料发射筒筒体安全裕度低,不满足设计要求;优化的复合材料发射筒筒体最大位移降低了57.8%,安全裕度提高到0.27,满足了筒体设计要求,且复合材料发射筒筒体重量比优化前轻6.8%。研究结果为复合材料发射筒筒体的设计提供参考。 展开更多

关键词 发射筒 玻璃纤维缠绕 结构强度 Hashin失效准则

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复合材料发射筒水锤载荷数值模拟与试验验证 被引量：1

6

作者 李易松 袁航 +2 位作者 张建宇 段要全 王学兴 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第5期141-144,共4页

本文使用有限元数值仿真方法对某型复合材料发射筒进行水锤动态载荷下结构强度、刚度研究。研究结果表明,主体段采用复合材料,上、下法兰采用铝合金的结构方案,能够满足承载要求。开展部段样机的承载试验,与样机的仿真结果吻合,验证设... 本文使用有限元数值仿真方法对某型复合材料发射筒进行水锤动态载荷下结构强度、刚度研究。研究结果表明,主体段采用复合材料,上、下法兰采用铝合金的结构方案,能够满足承载要求。开展部段样机的承载试验,与样机的仿真结果吻合,验证设计结果的正确性,为碳纤维复合材料筒设计提供支撑。 展开更多

关键词 发射筒 复合材料 水锤

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加固机动发射车外形结构对其稳定性影响研究

7

作者 余文鑫 万晨 +3 位作者 季方 刘志鹏 赵家兴 罗世建 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2024年第5期16-24,34,共10页

爆炸场中发射车受冲击作用存在倾覆可能,从而丧失战斗能力,在针对发射车抗爆加固设计中,对车体外形结构的考虑是必要的。为分析发射车不同外形结构在冲击波作用下的稳定性差异,使用激波管分别对矩形箱体、半圆形箱体、等腰梯形箱体进行... 爆炸场中发射车受冲击作用存在倾覆可能,从而丧失战斗能力,在针对发射车抗爆加固设计中,对车体外形结构的考虑是必要的。为分析发射车不同外形结构在冲击波作用下的稳定性差异,使用激波管分别对矩形箱体、半圆形箱体、等腰梯形箱体进行冲击试验,并利用高速摄影观测箱体受冲击后的运动响应。为在激波管口获得预想的冲击波超压,使用AUTODYN对爆炸驱动激波管内流场进行仿真计算并与试验结果对比验证,通过仿真数据拟合了爆炸驱动激波管超压的经验公式。冲击试验表明,爆炸场中半圆形箱体比矩形箱体在质量更小的条件下具有更强的抗平动位移优势;等腰梯形箱体比矩形箱体在质量更小的条件下具有更强的抗倾覆能力。在发射车的加固设计中,采用等腰梯形截面结构比传统矩形截面结构在质量更小的条件下会有更好的抗倾覆稳定性。 展开更多

关键词 发射车外形 激波管 爆炸冲击波 稳定性

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一种提高正横布置潜艇发射装置发射安全性的方法 被引量：5

8

作者 张振山 张宝华 +1 位作者 王恽瑛 陈行勇 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第1期14-17,共4页

正横布置的潜艇发射装置在发射鱼雷诱饵时,由于受潜艇航行带来的水流作用力的影响,鱼雷诱饵出管后将向潜艇的尾部方向回转,如果潜艇发射鱼雷诱饵时的航速较高,则这种回转将十分严重,有可能与发射艇的尾部相碰撞,这将给发射艇及鱼雷诱饵... 正横布置的潜艇发射装置在发射鱼雷诱饵时,由于受潜艇航行带来的水流作用力的影响,鱼雷诱饵出管后将向潜艇的尾部方向回转,如果潜艇发射鱼雷诱饵时的航速较高,则这种回转将十分严重,有可能与发射艇的尾部相碰撞,这将给发射艇及鱼雷诱饵带来安全性问题.文中提出了一种鱼雷诱饵发射装置在艇上作向前倾斜的斜置式布置结构.数值仿真结果表明:此种布置方式可以削弱鱼雷诱饵出管以后的回转趋势,从而可以避免较高航速时鱼雷诱饵与发射艇的回转碰撞. 展开更多

关键词 潜艇发射装置 鱼雷诱饵 水流作用力 发射安全性

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大口径超短身管高低压发射装置内弹道过程的数值模拟与试验研究 被引量：9

9

作者 杨正才 廖昕 +1 位作者 江坤 吴玉均 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期78-81,90,共5页

根据大口径超短身管发射装置的特性,为保证点火一致性和燃烧的稳定性采用高低压发射原理设计了装药结构。利用经典内弹道理论对混合装药考虑喷口气流流动的发射过程建立了内弹道模型。采用该模型对正装药、强装药和减装药条件下内弹道... 根据大口径超短身管发射装置的特性,为保证点火一致性和燃烧的稳定性采用高低压发射原理设计了装药结构。利用经典内弹道理论对混合装药考虑喷口气流流动的发射过程建立了内弹道模型。采用该模型对正装药、强装药和减装药条件下内弹道过程进行了数值计算和相关的试验验证。结果表明,数值计算结果与试验结果较为接近,证明所建模型的合理性和可靠性。 展开更多

关键词 爆炸力学 先射装置 短身管 高低压药室 内弹道 混合装药

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玻璃钢定向器热弹性能数值仿真与分析 被引量：4

10

作者 张中利 党玉功 +1 位作者 乐贵高 于存贵 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期877-880,共4页

玻璃钢定向器在火箭弹和高温燃气流作用下,呈现出热弹耦合的复杂力学特性。采用有限元法对某型号玻璃钢定向器进行燃气流场和热弹耦合数值仿真与分析,掌握了燃气流场的分布及对定向器的影响情况,得到了玻璃钢定向器热-结构耦合的各数值... 玻璃钢定向器在火箭弹和高温燃气流作用下,呈现出热弹耦合的复杂力学特性。采用有限元法对某型号玻璃钢定向器进行燃气流场和热弹耦合数值仿真与分析,掌握了燃气流场的分布及对定向器的影响情况,得到了玻璃钢定向器热-结构耦合的各数值结果和热弹特性,了解了物理特性参数变化对定向器热弹性能参数的影响规律。结果表明燃气流对定向器热作用非常强,定向器经热传导从内到外温度呈梯度分布,经5分钟后,管体温度逐渐和周围空气介质温度趋于一致,物理特性参数变化对定向器热弹性能参数值产生一定的影响。本仿真研究为玻璃钢定向器的热性能设计和结构设计提供了理论依据和重要参考。 展开更多

关键词 玻璃钢定向器 热弹性能 仿真与分析 有限元法 耦合

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复合材料火箭定向器有限元法数值仿真 被引量：3

11

作者 许寿彭 马大为 +1 位作者 于存贵 陈兵 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1940-1942,共3页

以某复合材料火箭定向器为对象,分别建立了3mm,3.5mm,4mm三种壁厚的定向器和火箭的有限元模型进行分析,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线。数值计算结果与实际数据对比显示,最大偏差不... 以某复合材料火箭定向器为对象,分别建立了3mm,3.5mm,4mm三种壁厚的定向器和火箭的有限元模型进行分析,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线。数值计算结果与实际数据对比显示,最大偏差不到14%,证明仿真结果是可信的,综合比较,4mm壁厚的定向器是最佳选择。研究表明,用复合材料制成的火箭定向器完全能够满足工程需要。 展开更多

关键词 数值仿真 复合材料 定向器 有限元

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火箭炮同时离轨发射管二次流实验研究 被引量：2

12

作者 曹从咏 方毅 张福祥 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期75-77,共3页

采用局部动力相似理论建立了火箭炮同时离轨发射系统的静态模拟实验，对发射管内二次流进行了实验研究，摸清了管内二次流的流动特征。

关键词 火箭 发射管 二次流 实验研究

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弹管间隙对火箭炮初始挠动影响的仿真分析 被引量：2

13

作者 陈学义 朱孙科 +1 位作者 乐贵高 姜勇 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2011年第3期31-34,共4页

弹管间隙是影响火箭炮初始扰动的重要因素之一。依据某多管火箭炮的实际结构,建立了发射动力学模型。应用动力学显式有限元理论对模型进行了仿真计算,获得了不同弹管间隙条件下影响火箭炮初始挠动的相关参数。通过结果的对比分析,得到... 弹管间隙是影响火箭炮初始扰动的重要因素之一。依据某多管火箭炮的实际结构,建立了发射动力学模型。应用动力学显式有限元理论对模型进行了仿真计算,获得了不同弹管间隙条件下影响火箭炮初始挠动的相关参数。通过结果的对比分析,得到了火箭炮初始挠动随着弹管间隙变化的趋势,为火箭炮结构优化提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 基础力学 多管火箭炮 发射动力学 弹管间隙 初始挠动

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水下垂直发射筒口压力波动特性分析 被引量：6

14

作者 赵志敏 吴训涛 覃东升 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第10期5-8,共4页

筒口压力场的波动特性对于发射装置的设计和飞行器水下点火时机的选择至关重要。通过CFD仿真计算和试验结果分析,给出了筒口压力波形,归纳出了压力波动的量值模型。研究结果表明,飞行器出筒后筒口压力出现第一个峰值,经历了一个脉宽大... 筒口压力场的波动特性对于发射装置的设计和飞行器水下点火时机的选择至关重要。通过CFD仿真计算和试验结果分析,给出了筒口压力波形,归纳出了压力波动的量值模型。研究结果表明,飞行器出筒后筒口压力出现第一个峰值,经历了一个脉宽大约为峰值脉宽2倍的波谷后,达到第二个峰值,之后以较为稳定的频率波动,波动幅值近似以指数规律迅速衰减。从第二个波峰开始,压力波可以用有阻尼的振动方程近似表示;波动频率随流场欧拉数的增大而增大,与欧拉数的倒数近似成线性关系,可为飞行器的水下发射设计提供参考。 展开更多

关键词 水下发射 筒口压力 波动特性

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基于减小初始扰动的弹管间隙优化设计方法 被引量：4

15

作者 陈阵 毕世华 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期135-137,共3页

针对火箭/发射装置系统,用牛顿-欧拉法建立了火箭和发射管的动力学方程组,基于MATLAB平台编写了方程组求解程序,在此基础上分析了弹管间隙对火箭初始扰动的影响,并利用二次回归模型求出了弹管间隙的最优解。计算结果表明,初始扰动角和... 针对火箭/发射装置系统,用牛顿-欧拉法建立了火箭和发射管的动力学方程组,基于MATLAB平台编写了方程组求解程序,在此基础上分析了弹管间隙对火箭初始扰动的影响,并利用二次回归模型求出了弹管间隙的最优解。计算结果表明,初始扰动角和角速度是弹管间隙的二次函数,而最优弹管间隙为该二次函数构成的齐次方程的解。该方法能为火箭发射系统的设计提供参考。 展开更多

关键词 火箭/发射装置系统 初始扰动 优化 弹管间隙

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点火管气固两相流模拟喷射装置的设计与计算 被引量：7

16

作者 潘玉竹 余永刚 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2010年第4期88-91,共4页

为了研究火炮装药床中的点传火特性,根据高低压发射原理,设计了一种点火管气固两相流的模拟喷射装置,建立了模拟装置中高低压室的内弹道方程组,并进行了数值计算。计算结果表明,通过调整装药量、药形参数、节流孔面积及喷孔面积的大小,... 为了研究火炮装药床中的点传火特性,根据高低压发射原理,设计了一种点火管气固两相流的模拟喷射装置,建立了模拟装置中高低压室的内弹道方程组,并进行了数值计算。计算结果表明,通过调整装药量、药形参数、节流孔面积及喷孔面积的大小,可以满足点火管多种工况下模拟实验的要求。对于单孔管状药,增大装药量或者减小弧厚,均可以使破膜时间提前,稳定喷射持续时间延长;增大节流孔面积或者喷孔面积,均会导致稳定喷射时的平均压力降低。 展开更多

关键词 流体力学 点火管 高低压发射 内弹道设计 数值模拟

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玻璃钢定向器老化性能及蠕变行为研究 被引量：3

17

作者 苏腾腾 于存贵 宋涛 《四川兵工学报》 CAS 2015年第10期139-141,146,共4页

针对玻璃钢定向器的老化性能及蠕变行为,提出了相应的蠕变估算方案。通过试验曲线对比验证,建立适合定向器用玻璃钢材料的本构模型;对Schapery、Rabotnov两种蠕变理论进行深入研究,利用蠕变试验曲线确定模型中的相关参数,拟合两种模型... 针对玻璃钢定向器的老化性能及蠕变行为,提出了相应的蠕变估算方案。通过试验曲线对比验证,建立适合定向器用玻璃钢材料的本构模型;对Schapery、Rabotnov两种蠕变理论进行深入研究,利用蠕变试验曲线确定模型中的相关参数,拟合两种模型的蠕变变形图,结果表明:Rabotnov蠕变理论更适合用于描述定向管用玻璃钢材料的蠕变变形。 展开更多

关键词 玻璃钢定向器 贮存 老化性能 蠕变

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基于刚柔耦合的火箭发射箱振动特性仿真研究 被引量：3

18

作者 张中利 党玉功 +1 位作者 周铭丽 于存贵 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2249-2254,共6页

火箭武器弹-架系统的振动引起火箭弹的初始扰动,振动结果集中反映到定向器管口上,而发射箱的柔性变形对振动结果的影响不可忽略。通过建立某火箭武器发射箱基于弹管碰撞作用的刚体振动模型,并考虑发射架和定向器的柔性变形因素,用动力... 火箭武器弹-架系统的振动引起火箭弹的初始扰动,振动结果集中反映到定向器管口上,而发射箱的柔性变形对振动结果的影响不可忽略。通过建立某火箭武器发射箱基于弹管碰撞作用的刚体振动模型,并考虑发射架和定向器的柔性变形因素,用动力有限元法建立发射箱的柔性多体模型,经仿真计算和模型验证,对刚体振动结果和柔性变形结果耦合叠加,得到了发射箱的综合振动特性结果,掌握了影响发射箱振动的因素和规律,进行了火箭弹初始扰动的计算。研究方法和计算结果为某火箭武器初始扰动分析、弹道修正及提高射击精度提供了参考,也为同类火箭武器动力学分析提供借鉴。 展开更多

关键词 振动特性 初始扰动 发射箱 弹管碰撞 动力有限元法 刚柔耦合

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基于偏最小二乘回归的鱼雷管峰压估计 被引量：2

19

作者 董玉才 林敏 +1 位作者 宫雷 李慧珍 《科学技术与工程》 2010年第19期4831-4834,共4页

采用偏最小二乘回归方法,经交叉有效性检验建立了鱼雷管峰压的回归方程。通过实验数据比较,该模型拟合精度较强,说明偏最小二乘回归是估算舰艇鱼雷发射内弹道特征参数的一种有效方法。

关键词 鱼雷管峰压 偏最小二乘 预测 误差

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导弹水下动机座垂直发射动力学建模与仿真 被引量：1

20

作者 裴譞 张宇文 +1 位作者 袁绪龙 邓飞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期558-560,565,共4页

分析了潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹所受到的流体动力特性、弹体与弹性密封环的相互作用,建立了水下动机座垂直发射导弹的动力学模型,提出了导弹仿真耦合算法,给出了弹道仿真算例。为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导... 分析了潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹所受到的流体动力特性、弹体与弹性密封环的相互作用,建立了水下动机座垂直发射导弹的动力学模型,提出了导弹仿真耦合算法,给出了弹道仿真算例。为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。 展开更多

关键词 动机座 水下垂直发射 出管弹道 动力学模型 耦合算法

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