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水中无人作战装备频“试水”
水中 无人作战装备 试水
2021/2/26
随着相关科技和新材料的发展，无人作战装备近年来渐入发展的“黄金时期”，特别是以新型无人潜航器和水下机器人为代表的水中无人作战装备，格外引人瞩目。各种自主式或遥控式的水中无人作战装备，开始频繁“试水”，承担起侦察、打击、运输等多样化任务。
以某特定尺度的微型聚能装药结构为研究对象，运用正交设计方法和数值模拟手段对影响射流成型和侵彻的4个关键结构参数进行优化设计。选定射流有效长度与头部速度作为试验指标，利用AUTODYN对9组试验方案进行数值模拟并获得指标数据，通过对模拟结果分析获得最优装药结构参数组合为璧厚0.8 mm、药型罩锥角角度60°、药柱高80 mm、锥顶形状缺口形。采用该方案的装药结构侵彻10 cm厚钢靶，装药产生的射流能...
针对当前水声目标探测及作战使用需求，开展了大规模阵列光学参数匹配与均衡、大规模阵列PGC调制解调等关键技术研究，进行了基于大规模光纤线列阵拖曳声纳系统功能样机设计，并完成了样机系统海上试验。试验数据表明，样机系统探测精度较高，探测距离优于现有水下固壳声纳系统。此外，就技术研究和工程化研制提出了建议措施。
某型水下拖曳设备水动力仿真研究
水下拖曳设备 水动力特性 数值模拟 航速 航行姿态 ISIGHT插值与拟合
2020/3/19
为探究水下拖曳设备的力学及运动特性，建立了流体力学控制方程，利用与仿生扑翼模型实际数据验证的数值计算方法，分析设备在不同航速及姿态下的力学性能和运动规律以及相关参数与水动力特性的理论关系。计算结果表明，偏摆角及侧向速度对水升力、偏航及自转力矩有明显的影响，且偏摆角度大于5°时，不利于系统的稳定性；基于ISIGHT软件获得水动力特性与速度及姿态角参数间的响应面函数。
为了研究不同结构射弹入水过程的空泡形态、弹道稳定特性和流体动力特性的变化规律，采用重叠网格技术与6DOF动网格对高速射弹入水过程进行数值模拟。结果表明：射弹形状对射弹入水的弹道稳定性影响很大，最稳定的是锥形平头射弹，其次是椭圆平头射弹，锥形锥头射弹最差；在撞水阶段，射弹阻力系数和射弹头部最大压强值远大于其他时刻；射弹下表面沾湿是超空泡射弹失稳的主要原因。
基于空化原理的水下降压腔仿真分析
空化效应 水下降压腔 流场仿真 水下发射
2019/10/30
为了研究不同转速与结构对基于空化原理的水下降压腔性能的影响，分析水下降压腔的原理，建立流场计算的三维工质模型，对模型进行了网格划分；利用CFD数值模拟软件，仿真分析不同转速、不同结构下的空化、压降以及运动阻力的情况，研究相应的变化趋势。分析结果表明：转速越高、翼片高度、翼片夹角越大在一定范围内都能够提升水下降压腔的降压性能，但也增大了运动阻力，同时降压性能还与翼片数量有关，该研究可为水下降压腔的设...
基于前混合磨料水射流技术排爆机器人的设计与试验
前混合磨料射流 排爆机器人 切割性能 切割安全性
2019/10/18
为了安全高效处置各类爆炸物，综合运用磨料水射流切割、智能行走和红外与无线远距离控制等技术，设计了基于混合磨料水射流技术的新型排爆机器人。对45#钢板的切割速度、切割温度和切割静电利用该排爆机器人进行了相关测试，结果表明，该款排爆机器人的切割能力强，安全性能好，能够较好地实现预定的功能和任务。
潜射弹道导弹发射深度的扩大，可以为有效规避敌反潜兵力的侦查创造良好条件，进而提高发射的隐蔽性和安全性。然而，大水深发射面临着弹道偏转大、载荷大、速度衰减大等难题，技术实现较为困难。通过对大深度水下发射技术的需求分析，借鉴国外相关领域的技术手段，提出了肩空泡优化、低速有控式发射和浮筒式发射三种解决方案，并对其采取的具体技术手段进行了阐述。结论可以为深入开展潜射弹道导弹大深度发射提供理论参考，对提高潜...
为了研究空化槽对弹丸水下运动特性的影响，基于RayleighPlesset方程、6DOF模型和动网格技术，利用CFD软件对无空化槽弹丸与多种（不同形状，不同尺寸）有空化槽弹丸的水下运动过程进行数值模拟。分析了空化槽的形状与尺寸对弹丸水下运动的弹道稳定性和减阻特性的影响机制。结果表明:矩形空化槽有着最佳的弹道稳定性但会略微降低弹丸的水下减阻性能；空化槽的槽深越浅，弹丸的弹道稳定性越好，但其减阻性能...
空气和水介质中EFP形成特性的数值仿真研究
爆炸成型弹丸（EFP） 水介质 弹丸结构 参数设计 数值仿真
2019/8/15
为掌握水介质中EFP成型的参数设计方法，开展了4种EFP（向后翻转型、向前压合型、压垮型和长杆型）在空气和水介质中形成特征的对比数值仿真研究，确定了上述4种EFP在水介质中成型的参数要求，分析了水介质中EFP成型参数的变化规律。结果表明：相同装药条件下，水介质中药型罩获得的能量比空气中大，药型罩沿母线罩微元压垮速度梯度更大，从而形成长径比更大的EFP结构；与空气中相比，向后翻转型EFP、长杆型EF...
不同结构射弹高速入水稳定性分析
高速入水 ABAQUS/Explicit 入水稳定性 头部形状 质心位置
2019/7/30
首先通过试验结果证实了ABAQUS/Explicit入水有限元模型的正确性，然后应用该模型分别研究了射弹的头部形状和质心位置对高速入水稳定性的影响。结果表明：头部形状为圆柱形和截锥形的射弹入水稳定性较好，而锥形和半球形入水稳定性较差；平头弹设计有利于提高射弹入水后的稳定性，但头部直径过大会造成射弹在水中速度衰减过快；质心距弹顶较近时有利提高射弹的入水稳定性，但质心过于靠前会增加射弹的尾拍次数。
依据国家标准提供的考核方法，利用LSDYNA软件建立了40 mm、30 mm和20 mm三种不同口径、不同速度水射流的有限元仿真模型，研究了爆炸物解体器对Q235靶板的侵彻过程，分析了口径、速度对侵彻效应的影响。结果表明：水射流的速度相同时口径的减小，口径相同时水射流速度的减小，均会导致爆炸物解体器的侵彻能力下降；口径为40 mm、水射流速度为180 m/s时，靶板形成裂纹；口径为20 mm、水...
为探究水下兵器爆炸形成的强冲击波载荷对航行体结构造成的结构响应特征，本文结合ALE方法建立了水下爆炸载荷与双层壳结构的强冲击耦合计算模型，并在模型验证的基础上，探究了壳体周围的冲击波传播特征、不同舷间介质及水深条件下的结构冲击响应特征。
基于有限体积法，采用动网格技术，建立了膛口流场二维轴对称仿真模型，对12.7 mm水下枪在无初始流场，弹丸发射初速不同工况下的膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明：弹丸出膛后，燃气迅速喷出，形成一个射流膨胀区，压力迅速衰减，由于燃气喷射过程中受到水和弹丸的较大阻碍，导致燃气在弹后空间聚集，压力又升高。膛口射流场压力随时间的衰减呈指数规律衰减。在475～650 m/s初速范围内，膛口马赫盘的形成时间...