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1、 毕业设计说明书头锥摆动式二维弹道修正引信气动特性分析学生姓名： 学号：0701054347学 院： 机电工程学院 专 业： 探测制导与控制技术 指导教师： 2011年 6 月头锥摆动式二维弹道修正引信气动特性分析摘要提高精度、增大射程和控制毁伤威力，一直是武器系统发展的方向和各国持续不断追求的目标。然而，精确制导武器价格昂贵，没有任何国家承受得起其在战场上的大量消耗。近年来，弹道修正引信的出现，则为常规武器提高打击精度提供了一种廉价手段，成为各国重点发展的技术。本课题以头锥摆动式二维弹道修正引信为研究背景，对其二维气动特性进行了初步分析，该结果为头锥摆动式二维弹道修正引信的设计提供了参考。根
2、据空气动力学理论，分析了火箭弹的受力情况和空间运动过程，利用Gambit建立了该弹体的弹体模型及网格的划分。基于CFD流体仿真技术，应用Fluent计算了引信头锥摆动产生的弹道修正气动力及力矩，并分析了引信头锥不同摆角（0、1、2、3、4、5）时的气动特性，得出在亚音速条件下，由此产生的升力系数、阻力系数和力矩变化不明显，但在相对的攻角条件下，0.9Ma时火箭弹的升阻比仍然可以达到1左右，升力大小和火箭弹所受重力相当。虽然产生的附加控制力较小，但是附加控制气动力矩仍然起着比较重要的作用。关键词：二维弹道修正，头锥摆动引信，数值计算，气动特性Analysis of Aerodynamic Cha
3、racteristic of two-dimensional Trajectory Correction Fuze with an Angle of WarheadAbstractImproving hitting accuracy, increasing gunshots, and controlling damage power, are always the trend of weaponry developing and the goal of each nation pursuing incessantly. However, as the exact guidance the pr
4、ice of weapons are heavy, no nation can endure its exhaustion on war field. Recent years, the trajectory correction fuze appearing, which provides a cheap means for developing conventional weapon, it becomes each nations precedence developing technology. Against this background and with a view to ou
5、r countrys practical situation, we research the two-dimensional trajectory correction fuze with an angle of warhead technology in this paper. The research of this technology has important meaning against improving precision strike weapons hitting accuracy.This paper has analyzed the state of rocket
6、under stress and its space motion firstly, based on the aerodynamics theory, and the space rigid body motion principle. Based on the CFD fluid simulation technique, we has simulated and analyzed the trajectory correcting aerodynamic force using the FLUENT software tool, and analyzes different angle
7、of warhead (0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ), it is concluded that the aerodynamic characteristics of the subsonic conditions, the resulting lift coefficient, drag coefficient and torque variation is not obvious, but in relative 5 Angle of attack of the conditions, when the rockets 0.9 Ma lift-drag ratio can
8、 still reach 1 or so, lift size and rockets by gravity quite. Although producing additional control is lesser, but additional control pneumatic torque still plays a more important role.Keywords: 2-D trajectory correction，swing a Angle of Warhead of Fuze，Numerical calculation，Aerodynamic Characterist
9、ic朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典1. 名词 1. precision2. exactness2. 形容词 1. accurate2. precise3. exact目录1绪 论11.1 课题研究的背景11.2 国内外研究情况及发展趋势21.2.1 国外发展状况21.2.2 国内发展状况41.3 本文主要研究内容62气动模型的建立72.1 概述72.2 Fluent软件介绍72.3 定义流场模型92.4 模型的建立92.4.1 头锥摆动式引信模型相关参数92.4.2 Gambit建立弹体模型（以头锥未摆动的情况为例）112.4.3 二维网格的划分123 基于Fluent头锥摆动式二维弹道修正
10、引信气动仿真153.1 应用Fluent软件验证模型153.1.1 利用Fluent进行仿真计算（以头锥未摆动情况下为例）153.1.2 Fluent进行仿真后得到0情况下的气动特性曲线213.2 利用Fluent计算头锥摆动不同角度下的气动受力分析（摆动角度1、2、3、4、5）273.3 本章总结424 气动计算结果分析434.1 不同头锥摆角时的气动特性分析434.1.1 升力系数434.1.2 阻力系数444.1.3 力矩系数454.2 马赫数对头锥摆引信的气动特性影响464.3 来流速度对气动特性的影响484.4 不同长径比对头锥摆引信的气动特性影响484.5 本章总结485 论文结论
11、505.1 全文总结505.2 问题与不足505.3 展望50参考文献51致谢531 绪论1.1 课题研究的背景弹药是进行战争的基本物质，也是常规兵器对目标实施毁伤的唯一有效载荷，更是完成武器系统作战任务的核心。从发展来看，弹药作为火力系统是最活跃的因素，发展弹药是发展武器系统的重点，弹药的性能对战争的进程和结局起着关键性的作用。随着科学技术的发展以及高新技术的应用，弹药的变化一日千里应用1。命中精度对武器的打击功效来说是非常重要的，因为提高精度意味着要摧毁同一目标，所需的弹药量大幅度地减小，加快战争的节奏，减少作战平台与人员的暴露和物资的消耗，导致对战争后勤需求的明显减少。而且现代战争要求对
12、平民和对非军事设施的附带毁伤最小，提高打击武器的命中精度是实现这一目标的最好手段2。无论是从海湾战争还是伊拉克战争，我们可以看出现代战争已经发生了深刻的变化。现代战争对武器打击精度的要求越来越高，精确打击弹药在今年中历次战争中发挥着越来越重要的作用。自海湾战阵到科索沃战争，再到阿富汗战争、伊拉克战争，精确制导武器的使用越来越频繁，分别占总投弹量的8.36%、35%、56%、68%234。精确制导导弹首推导弹，但其价格太高，只适合打击高价值目标，用来替代使用数量非常庞大的常规弹箭是不合适的，于是出现了介于二者之间的弹道修正弹。弹道修正弹可以大幅度地提高命中精度和作战技能，具有较好的性价比和应用前
13、景。利用弹道修正技术，完成弹丸的简易弹道修正功能，使其能够在预定的目标起爆，提高毁伤概率和毁伤程度，具有精度高、成本低、高作战效能的特点。弹道修正技术15是指实时测量弹箭在飞行弹道的恰当弧段上的参数，并同预定弹道参数进行比较，根据弹箭偏离预定轨迹或目标的情况，进行弹道偏差计算，形成控制指令，使弹上的修正机构作用，从而减小弹道偏差，向预定弹道靠近，从而大幅度提高弹箭密集程度的一种技术。在弹药中采用“弹道修正技术”是现代战争中提高命中精度的重要措施。如果在修正飞行弹道过程中仅对纵向射程进行修正，通常指的是一维弹道修正技术（对应的炮弹称为一维弹道修正弹）。一维弹道修正技术主要是针对距离散布远大于方向
14、散布的弹丸，只对弹丸进行纵向修正，通过改变弹丸的轴向力来达到降低弹丸距离的散布的目的。对于方向散布较大的情况，必须通过对侧向进行修正，通过控制修正弹的横向运动可达到快速修正弹丸的运动方向的目的，这种技术称为二维弹道修正技术（对应的炮弹称为二维弹道修正弹）。对于地炮。二维修正引信比一维修正引信增加了对落点侧偏的修正，而对于高炮弹丸或者防空火箭则主要进行高低和方向坐标的修正。弹道修正系统6主要是由三部分组成，即弹道测量系统、弹道信息处理系统和修正机构。弹道测量系统有的安装在弹上，如GPS测量装置或者微机电传感器（MEMS）等，有的采用地面雷达测量。弹道信息处理系统采用了先进的计算机技术、外弹道理论
15、和解算装置，实现了弹道信息处理的准确性和实时性，该系统可用小型单板机的形式组装在弹上，也可以与地面测控系统连在一体。弹上修正机构提供的修正力主要有两种类型，一类是通过调节弹丸的弹形或翼片来改变空气动力，如增大阻力的作用用于减小弹丸的飞行速度，增加升力用于改变弹丸的飞行方向。另一类是脉冲推力发动机产生的脉冲力，该里沿轴向作用时可提高弹丸的飞行速度，沿垂直弹轴横向作用时可改变弹丸的飞行方向。用于改变飞行速度的大小的修正通常称为纵向修正，而用于改变飞行方向的修正称为侧向修正。弹道修正引信与其他引信相比最大的特点是能有效地提高命中率，技术上为实现这一特点有以下几点要求：1) 由于二维弹道修正引信都是由火炮发射，弹上所有的部件和设备必 须要够承受发射过载。2) 弹道修正引信的尺寸受制式火炮限
