亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        航行器水下筒式發(fā)射過程中浮筒水面分離運(yùn)動(dòng)仿真

        2018-07-09 01:55:14顧媛媛薛志剛宋志平
        彈道學(xué)報(bào) 2018年2期
        關(guān)鍵詞:浮筒適配器作用力

        顧媛媛,薛志剛,宋志平

        (中國船舶科學(xué)研究中心,江蘇 無錫 214082)

        利用浮筒包裹的水下干式發(fā)射技術(shù),因?yàn)閾碛兄T多良好的性能而被廣泛用于水下航行器的發(fā)射過程[1]。

        干式發(fā)射過程中,浮筒經(jīng)歷水下發(fā)射、水下軌道、水面分離3個(gè)過程。前兩個(gè)過程完全在水中進(jìn)行;水面分離過程是航行器從水下軌道向空中軌道的過渡階段,分離過程在水氣兩相的交界面處展開,浮筒相對(duì)于水面做運(yùn)動(dòng),航行器相對(duì)浮筒發(fā)生運(yùn)動(dòng),情況相對(duì)復(fù)雜。針對(duì)航行器和運(yùn)載器水面分離過程的分析研究,對(duì)合理選擇適配器、確定航行器分離后空中彈道的初始狀態(tài)、分析各種發(fā)射狀態(tài)及干擾因素對(duì)航行器初始狀態(tài)的影響等都具有十分重要的意義。

        在筒式干式發(fā)射中,浮筒與航行體之間需要一個(gè)襯墊,也就是適配器[1-2]。適配器可以在貯存、運(yùn)輸和發(fā)射過程中對(duì)航行器有支承、減振、導(dǎo)向以及控制發(fā)射時(shí)的初始擾動(dòng)等的作用[3-5]。對(duì)于部分自推力式分離來說,適配器還能起到分離燃?xì)獾拿芊庾饔谩?/p>

        針對(duì)水面分離運(yùn)動(dòng)的研究有很多。邢天安討論了潛射飛航式導(dǎo)彈的幾種出水分離方式,并且研究了彈器分離的點(diǎn)火時(shí)機(jī)與分離時(shí)序?qū)椘鞣蛛x的影響[6-7]。李晶等從多體動(dòng)力學(xué)角度,對(duì)復(fù)雜水環(huán)境下的兩剛體相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了數(shù)值仿真,計(jì)算了分離過程中的姿態(tài)及速度等的參數(shù)變化[8]。

        1 分離過程

        浮筒從水下發(fā)射出,依靠浮力和初速度在水中爬升。當(dāng)浮筒頭罩到達(dá)水面時(shí),頭罩上的感應(yīng)裝置獲得信號(hào),浮筒繼續(xù)上浮一段距離,啟動(dòng)分離程序。分離過程中,首先拋落頭罩。然后,分離燃?xì)獍l(fā)生器點(diǎn)火,產(chǎn)生燃?xì)馔屏?在尾腔壓力作用下航行器加速向前運(yùn)動(dòng),浮筒在推力的反作用下落入水中,實(shí)現(xiàn)航行器和浮筒的水面分離。具體水面分離示意圖如圖1所示。

        2 動(dòng)力學(xué)方程建立

        2.1 分離過程受力分析

        在航行器和浮筒分離過程中,浮筒所受的力有:重力、浮力、流體慣性力、流體黏性力、分離燃?xì)馔屏?、適配器作用力。

        2.2 切片理論

        切片理論最早由科文-克勞科夫斯基提出,后來又經(jīng)過了TASAI、GRIM和SCHENZLE的推廣應(yīng)用。運(yùn)用切片法可以將三維水動(dòng)力問題簡化為二維問題,從而簡化計(jì)算過程。

        切片法的使用前提是假設(shè)浮筒為細(xì)長型[9]。所謂細(xì)長,指筒體的徑向尺寸遠(yuǎn)小于筒體的軸向尺寸,外部對(duì)流場的擾動(dòng)沿徑向方向變化不劇烈。本次試驗(yàn)中,浮筒可認(rèn)為是細(xì)長體,求解水動(dòng)力時(shí)可以應(yīng)用切片理論。

        2.3 慣性力和黏性力計(jì)算

        浮筒所受的水動(dòng)力,主要分為慣性力和黏性力。

        對(duì)于水中物體,用λij表示其附加質(zhì)量,則圓柱形浮筒的附加質(zhì)量系數(shù)λij共有8個(gè)非零項(xiàng),因此,其切片的流體慣性力可以根據(jù)下式得到:

        式中:Fx,Fy,Fz為浮筒所受慣性力在浮筒連體坐標(biāo)系中的3個(gè)分量;Mx,My,Mz為沿浮筒連體坐標(biāo)系3個(gè)坐標(biāo)軸的慣性力矩;p,q,r為浮筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度在其連體坐標(biāo)系的3個(gè)角速度分量;u,v,w為在浮筒連體坐標(biāo)系中的3個(gè)方向速度分量。

        2.4 適配器作用力

        在航行器出筒過程中,適配器隨航行器向外移動(dòng)。適配器出筒后在重力作用下自然脫落,不再對(duì)浮筒和彈體產(chǎn)生作用。分離過程中,適配器的作用力分為阻尼力與彈性力。彈性力與其變形狀況有關(guān),變形由彈體和筒體相對(duì)位置的變化來描述。由于筒內(nèi)適配器的變形是一小量,可認(rèn)為變形范圍都在適配器的彈性范圍之內(nèi),適配器的彈性力與變形量成正比。阻尼力取決于適配器的阻尼系數(shù)與適配器節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

        適配器作用力FA計(jì)算公式為

        2.5 基本假設(shè)

        在仿真過程中,給出以下基本假設(shè):

        ①由于分離過程時(shí)間較短,忽略分離燃?xì)庠谧饔脮r(shí)間內(nèi)的大小變化,假設(shè)分離燃?xì)庠谧饔脮r(shí)間內(nèi)均勻分布。忽略分離過程中浮筒和航行器質(zhì)心變化對(duì)分離的擾動(dòng)。

        ②假設(shè)導(dǎo)彈和浮筒都是剛體,在分離過程中不發(fā)生變形。

        ③忽略尾空泡壓力相對(duì)當(dāng)?shù)貕毫Φ淖兓?/p>

        綜上,可以建立浮筒水面分離的仿真模型。分析浮筒和航行器的分離過程,利用MATLAB軟件對(duì)浮筒和航行器受到的作用力進(jìn)行仿真與計(jì)算。仿真軟件的流程示意圖如圖2所示。

        3 仿真分析

        仿真模型中,參數(shù)設(shè)置如下:浮筒質(zhì)量為10.45 kg,長度為1.318 m;航行器質(zhì)量為28.35 kg,長度為1.209 m;適配器剛度為700 kN/m,阻尼系數(shù)為200 N·s/m。取分離燃?xì)獍l(fā)生作用的時(shí)刻為時(shí)間零點(diǎn),燃?xì)馔屏ψ饔脮r(shí)間為0.1 s,大小為1 020 N。仿真時(shí)長為0.2 s,仿真步長為0.000 5 s。

        取時(shí)間零點(diǎn)時(shí)浮筒的重心為大地系坐標(biāo)零點(diǎn)。仿真結(jié)果中速度和高度均取大地坐標(biāo)系中的數(shù)值,俯仰角和角速度皆為弧度制單位。

        3.1 模型驗(yàn)證

        在利用模型進(jìn)行分析之前,先對(duì)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。

        表1 水池分離結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)照表

        以上各項(xiàng)結(jié)果表明,仿真計(jì)算結(jié)果與水池試驗(yàn)結(jié)果都在一倍方差范圍之內(nèi)。綜上,仿真模型基本具備了工程估算的條件。

        3.2 水面分離過程中姿態(tài)變化

        假設(shè)分離開始時(shí),航行器和浮筒相對(duì)靜止,航行器中軸線與浮筒軸線重合,適配器預(yù)壓均勻。利用仿真模型,可以得到分離過程中浮筒和航行器的姿態(tài)變化。用h表示分離過程中航行器和浮筒的高度,則位移高度、俯仰角速度、適配器作用力隨時(shí)間的變化如圖3~圖5所示。

        4 結(jié)果分析

        將仿真開始時(shí)的參數(shù)設(shè)定為試驗(yàn)?zāi)P偷膮?shù),仿真結(jié)果與水池試驗(yàn)結(jié)果的均值存在一定誤差,分析原因可能是因?yàn)榉蛛x推力常值化、未考慮尾部空泡作用,對(duì)分離結(jié)果產(chǎn)生一定影響。但是,仿真試驗(yàn)結(jié)果落在水池試驗(yàn)結(jié)果的一倍方差范圍內(nèi),說明模型具備了工程估算的基本條件。

        通過仿真模型,可以觀察分離過程中航行器和浮筒的各項(xiàng)參數(shù)的變化。其中,兩者的俯仰角速度絕對(duì)值逐漸減小;并且伴隨著適配器的脫落,俯仰角速度曲線出現(xiàn)幾次明顯的波動(dòng)。

        分離過程中適配器作用力先增大后減小,并且有波動(dòng)趨勢。

        5 結(jié)束語

        本文未考慮水面波浪的影響,后期應(yīng)該加以改進(jìn),增加波浪力模塊。

        仿真時(shí)未考慮尾空泡對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)際上,出水過程中尾部空泡的壓力變化將對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生一定的影響。

        仿真時(shí)視分離燃?xì)馔屏槌?shù),其實(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庠谟邢蘅臻g內(nèi)的排流問題。后期應(yīng)該考慮增加燃燒室分離壓力變化曲線。

        [1] 高娜. 導(dǎo)彈水下發(fā)射內(nèi)流場的數(shù)值模擬[D]. 哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2007.

        GAO Na. Numerical simulation of the interior flow for underwater launched missile[D]. Harbin:Harbin Engineering University,2007.(in Chinese)

        [2] 趙華,王敏杰,楊為,等. 箱式發(fā)射導(dǎo)彈適配器[J]. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù),2007(4):42-50.

        ZHAO Hua,WANG Minjie,YANG Wei,et al. Adapters for canister-launched missile[J]. Tactical Missile Technology,2007(4):42-50.(in Chinese)

        [3] 劉傳龍,張宇文,王亞東,等. 考慮適配器彈性的潛射導(dǎo)彈出筒載荷特性研究[J]. 兵工學(xué)報(bào),2015,36(2):379-384.

        LIU Chuanlong,ZHANG Yuwen,WANG Yadong,et al. Investigation into load characteristics of submarine-launched missile being ejected from launch tube considering the adapter elasticity[J]. Acta Armamentarii,2015,36(2):379-384.(in Chinese)

        [4] 張玲翔. 國外小間隙發(fā)射箱技術(shù)的發(fā)展[J]. 飛航導(dǎo)彈,1998(1):23-28.

        ZHANG Lingxiang. The development of little interval launch container technology in foreign[J]. Winged Missiles Journal,1998(1):23-28.(in Chinese)

        [5] 陳大雄,瞿軍. 基于ADAMS對(duì)某導(dǎo)彈適配器的動(dòng)力學(xué)仿真[J]. 艦船電子工程,2015(3):73-76.

        CHEN Daxiong,QU Jun. Simulation analysis for dynamics of the missile adapter based on ADAMS[J]. Ship Electronic Engineering,2015(3):73-76.(in Chinese)

        [6] 邢天安. 潛射飛航式導(dǎo)彈出水分離方式探討[J]. 飛航導(dǎo)彈,1994(2):1-5.

        XING Tianan. The discussion of underwater launched missile separation[J]. Winged Missiles Journal,1994(2):1-5.(in Chinese)

        [7] 邢天安. 潛艦導(dǎo)彈與運(yùn)載器水面分離時(shí)機(jī)設(shè)計(jì)原則探討[J]. 艦船科學(xué)技術(shù),1998(3):26-29.

        XING Tianan. Design principle analysis about separation opportunity of sub-to-ship missile and capsule near the water surface[J]. Ship Science and Technology,1998(3):26-29.(in Chinese)

        [8] 李晶,李吉,陸宏志. 基于筒式保護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)彈出水分離過程研究[J]. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù),2016(1):13-16.

        LI Jing,LI Ji,LU Hongzhi. Investigation on water surfacing progress separation of submarine-in-container[J]. Missiles and Space Vehicles,2016(1):13-16.(in Chinese)

        [9] 劉應(yīng)中,繆國平. 船舶在波浪上的運(yùn)動(dòng)理論[M]. 上海:上海交通大學(xué)出版社,1987:151-153.

        LIU Yingzhong,LIAO Guoping. Theory of ship motion on the wave[M]. Shanghai:Shanghai Jiao Tong University Press,1987:151-153.(in Chinese)

        猜你喜歡
        浮筒適配器作用力
        浸沒式外輸浮筒的動(dòng)力響應(yīng)影響
        一種基于淺水靜水環(huán)境的浮筒構(gòu)架式水上鉆探平臺(tái)
        鋼質(zhì)浮筒在沉船人性化打撈中的應(yīng)用
        中國航海(2018年1期)2018-05-07 11:12:23
        適配器模式及其應(yīng)用
        電子測試(2017年11期)2017-12-15 08:57:45
        鋼制浮筒在“世越號(hào)”打撈工程中的應(yīng)用
        新型水文測驗(yàn)GPS適配器設(shè)計(jì)與應(yīng)用
        高考中微粒間作用力大小與物質(zhì)性質(zhì)的考查
        基于藍(lán)牙串口適配器的GPS接收機(jī)與AutoCAD的實(shí)時(shí)無線通信
        地礦測繪(2015年3期)2015-12-22 06:27:26
        美國麥格普公司新型M—LOK相機(jī)三腳架適配器
        輕兵器(2015年20期)2015-09-10 07:22:44
        院感防控有兩種作用力
        久久综合第一页无码| 无套熟女av呻吟在线观看| 亚洲va久久久噜噜噜久久男同| 国产真人无遮挡作爱免费视频| 亚洲成a人片在线观看高清| 国产护士一区二区三区| 又紧又大又爽精品一区二区| 亚洲va在线∨a天堂va欧美va| 亚洲欧洲日产国码久在线| 一本色道精品亚洲国产一区| 97精品国产一区二区三区| 色一乱一伦一图一区二区精品| 久久精品国产亚洲AV古装片| 日韩有码在线一区二区三区合集| 一区二区三区视频| 无码视频一区二区三区在线观看| 人妻av午夜综合福利视频| 熟女肥臀白浆一区二区| 东北女人毛多水多牲交视频| 99热视热频这里只有精品| 日本视频一区二区三区三州| 狠狠躁夜夜躁人人爽超碰97香蕉| 欧美成人一区二区三区| 国产一精品一aⅴ一免费| 日韩女同在线免费观看| 99爱在线精品免费观看| 97超在线视频免费| 手机在线观看成年人视频| 无套熟女av呻吟在线观看| 欧美不卡视频一区发布| 亚洲最大av免费观看| 亚洲国产av一区二区三区精品| 丰满人妻熟妇乱又伦精品软件| av天堂精品久久久久| 国产精品毛片毛片av一区二区| 强开少妇嫩苞又嫩又紧九色| 亚洲中久无码永久在线观看软件| 中文字幕成人乱码亚洲| 友田真希中文字幕亚洲| 欧美v亚洲v日韩v最新在线| 一区二区av日韩免费|