高超音速炮彈氣動(dòng)分析及彈道仿真研究.pdf

1、自從二十世紀(jì)初人類實(shí)現(xiàn)空中飛行以來(lái)，人們追求飛行速度的步伐便不曾停止過(guò)，從低速到高速，由亞音速到超音速，甚至達(dá)到高超音速。高超音速?gòu)椉w行速度在5馬赫以上，擁有快速響應(yīng)、突防能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)實(shí)施精確打擊，已經(jīng)成為將來(lái)軍事斗爭(zhēng)中新的“制高點(diǎn)”，此種武器的出現(xiàn)將會(huì)改變未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)方式，對(duì)國(guó)家的安全產(chǎn)生戰(zhàn)略性影響。針對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于高超音速?gòu)椉P(guān)鍵技術(shù)所取得的成果，發(fā)現(xiàn)有關(guān)高超音速炮彈的研究較少，尤其是氣動(dòng)特性與外彈道研究

2、方面兒乎是空白。本文以兩種彈翼組合體為研究對(duì)象，對(duì)其氣動(dòng)力及其外彈道特性進(jìn)行探索性研究，主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.采用基于高超音速無(wú)粘流理論發(fā)展起來(lái)的工程預(yù)測(cè)方法，利用面元法并根據(jù)彈箭不同情況選用不同的壓強(qiáng)系數(shù)計(jì)算方法，對(duì)錐形彈翼組合體的無(wú)粘氣動(dòng)力特性進(jìn)行計(jì)算，采用經(jīng)驗(yàn)公式方法計(jì)算彈箭的摩擦阻力與底部阻力，得到關(guān)于完整彈箭的氣動(dòng)力工程預(yù)測(cè)方法。
　　2.數(shù)值模擬了高超音速炮彈不同馬赫數(shù)與不同攻角情況下的流場(chǎng)。利用計(jì)算流

3、體力學(xué)軟件及計(jì)算方法對(duì)模型進(jìn)行了高超音速下的氣動(dòng)模擬，得到了升力系數(shù)與阻力系數(shù)變化規(guī)律，分析了不同馬赫數(shù)與不同攻角下流場(chǎng)的分布，并對(duì)高超音速?gòu)椡璞砻媪鲌?chǎng)特性進(jìn)行了分析。
　　3.建立了高超音速?gòu)椉鈴椀罃?shù)學(xué)模型?？偨Y(jié)了不同形式的外彈道模型以及它們的適用范圍與假設(shè)條件。根據(jù)高超音速炮彈的特點(diǎn)建立了其外彈道數(shù)學(xué)模型，研究了影響外彈道特性的主要因素。建立了大氣與環(huán)境模型，分析了不同高度大氣參數(shù)的變化。
　　4.選取了高超音速炮彈彈