旋转稳定弹动力学弹道特性分析 被引量：2

1

作者 黄成 王中原 常思江 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期904-912,共9页

不同弹箭的飞行弹道特性对指导外弹道设计、构建一些弹道判据等有重要意义.文章基于弹箭飞行动力学方程组及合理简化,对旋转稳定弹飞行弹道上的质心加速度变化、旋转角加速度变化等动力学弹道环境特性状况,以及旋转圈数同飞行距离的关... 不同弹箭的飞行弹道特性对指导外弹道设计、构建一些弹道判据等有重要意义.文章基于弹箭飞行动力学方程组及合理简化,对旋转稳定弹飞行弹道上的质心加速度变化、旋转角加速度变化等动力学弹道环境特性状况,以及旋转圈数同飞行距离的关系等进行了研究,分析得出了它们沿飞行弹道上的变化规律,并建立了相关关系表达式和判据.对两种型号的旋转稳定弹进行外弹道仿真计算,验证了结论的正确性.这些空气弹道特性的研究结果,将对今后开展一些新型弹箭方案研究、弹药信息化利用、控制飞行与安全性设计等提供技术支持. 展开更多

关键词 弹道特性 旋转稳定弹 飞行动力学 旋转角加速度

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旋转稳定弹的自转角加速度特性 被引量：4

2

作者 常思江 王中原 +1 位作者 陈琦 李东阳 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期9-12,共4页

为了研究旋转稳定弹的自转角加速度特性,利用外弹道学中描述旋转稳定弹自转动力学的简化微分方程,结合质点弹道方程,推导出自转角加速度一阶导数及二阶导数表达式。通过理论分析及对几种典型旋转稳定弹的计算,结果表明,在弹道降弧段上,... 为了研究旋转稳定弹的自转角加速度特性,利用外弹道学中描述旋转稳定弹自转动力学的简化微分方程,结合质点弹道方程,推导出自转角加速度一阶导数及二阶导数表达式。通过理论分析及对几种典型旋转稳定弹的计算,结果表明,在弹道降弧段上,当旋转稳定弹的结构参数、气动参数及飞行状态参数满足一定关系时,存在自转角加速度一阶导数为零的条件,此时自转角加速度在弹道降弧段上出现极值点;对于绝大多数情形,当弹丸的射角较小时(如小于20°),自转角加速度在降弧段上不存在极值点。 展开更多

关键词 自转角加速度 旋转稳定弹 外弹道特性 弹道降弧段

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修正组件结构参数对旋转稳定弹道修正弹稳定性的影响研究 被引量：2

3

作者 王钰 于纪言 +1 位作者 王晓鸣 冯斌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1910-1918,共9页

为提供修正组件优化与多种弹丸平台适配组件设计的参考与依据,结合弹-翼组合体气动特性理论简化模型与工程算法、复攻角理论及赫尔维兹稳定性原理,推导了与组件结构参数相关的弹道修正弹稳定性判据,并依此研究了修正组件结构参数(组件... 为提供修正组件优化与多种弹丸平台适配组件设计的参考与依据,结合弹-翼组合体气动特性理论简化模型与工程算法、复攻角理论及赫尔维兹稳定性原理,推导了与组件结构参数相关的弹道修正弹稳定性判据,并依此研究了修正组件结构参数(组件质量、质心位置、鸭翼翼展、舵偏角)对双旋式旋转稳定弹道修正弹飞行稳定性的影响规律。稳定性理论分析结果表明:相同组件外形(除鸭翼外)下,通过弹体配重或组件结构优化使组合体质心适当前移对弹丸飞行稳定性有利;为增大鸭翼修正力的同时减少对稳定性影响,增大舵偏角的方案相较于增大翼展更优。通过弹道仿真与飞行试验定性地验证了适当地前移质心可增强弹丸的飞行稳定性。 展开更多

关键词 旋转稳定弹道修正弹 多平台适配性 修正组件参数设计与优化 稳定性分析 外形与质量分布

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旋转稳定弹弹道计算的快速四自由度模型 被引量：2

4

作者 陈阳泉 《西安工业学院学报》 1990年第3期57-62,共6页

本文提出了一个新的旋转稳定弹弹道计算的快速四自由度模型(4DOF)。文中考虑了所有可能对α_e作贡献的因素。计算表明,这种新模型与我国从SRC引进软件LOBS中的模型相比,在同等精度下,计算速度提高40％,而且模型推导简单。文中给出的模... 本文提出了一个新的旋转稳定弹弹道计算的快速四自由度模型(4DOF)。文中考虑了所有可能对α_e作贡献的因素。计算表明,这种新模型与我国从SRC引进软件LOBS中的模型相比,在同等精度下,计算速度提高40％,而且模型推导简单。文中给出的模型容易取代LOBS中的相应模块。 展开更多

关键词 弹道 旋转稳定弹 自由度

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一个新的旋转稳定弹弹道计算的刚体六自由度和五自由度模型 被引量：1

5

作者 陈阳泉 《西安工业学院学报》 1990年第3期63-73,共11页

本文提出了一个新的旋转稳定弹弹道计算刚体六自由度模型(R6D)及刚体五自由度模型(R5D)。它们与LOBS连接共享其优点。文中给出了相同条件下R6D,R5D及四自由度模型(4D)的比较结果,表明R5D是R6D与4D间的一个好的折衷模型,并简要论述了R5D... 本文提出了一个新的旋转稳定弹弹道计算刚体六自由度模型(R6D)及刚体五自由度模型(R5D)。它们与LOBS连接共享其优点。文中给出了相同条件下R6D,R5D及四自由度模型(4D)的比较结果,表明R5D是R6D与4D间的一个好的折衷模型,并简要论述了R5D的实现方法的数学本质上的合理性。 展开更多

关键词 外弹道 弹道 自由度 旋转稳定弹

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带微型扰流片旋转稳定弹气动特性分析 被引量：6

6

作者 钱龙 刘丹 常思江 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期61-69,共9页

为了分析并定量描述微型扰流片在旋转稳定弹上的应用效果,采用计算流体力学方法,对带微型扰流片的旋转稳定弹在不同马赫数下的流场进行研究。通过分析扰流片和弹体表面压力分布,讨论了扰流片尺寸变化对扰流效果的影响,得出了扰流片轴向... 为了分析并定量描述微型扰流片在旋转稳定弹上的应用效果,采用计算流体力学方法,对带微型扰流片的旋转稳定弹在不同马赫数下的流场进行研究。通过分析扰流片和弹体表面压力分布,讨论了扰流片尺寸变化对扰流效果的影响,得出了扰流片轴向力系数、法向力系数及静力矩系数随外形参数的变化规律。结果表明:采用扰流片作为气动执行机构能产生较大的操纵力,其附加法向力方向与弹体攻角方向相同;增加扰流片面积能有效提高弹丸的升阻比;法向力系数、静力矩系数与扰流片高度呈良好的线性关系,该线性关系在超声速下更为明显。 展开更多

关键词 微型扰流片 旋转稳定弹 计算流体力学 气动执行机构 气动特性

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带微型扰流片旋转稳定弹外弹道建模与仿真 被引量：5

7

作者 杨杰 刘丹 常思江 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期7-13,共7页

为发展修正能力更强的有控旋转稳定弹,研究了一类带有微型扰流片控制机构的旋转稳定弹。分析了该类有控弹的控制原理,针对其动力学建模问题,考虑气动非对称,建立了带扰流片旋转稳定弹的控制力和控制力矩数学模型。根据六自由度弹道模型... 为发展修正能力更强的有控旋转稳定弹,研究了一类带有微型扰流片控制机构的旋转稳定弹。分析了该类有控弹的控制原理,针对其动力学建模问题,考虑气动非对称,建立了带扰流片旋转稳定弹的控制力和控制力矩数学模型。根据六自由度弹道模型,仿真分析了扰流片外露高度和弹丸射角、初速及启控时间对速度、弹丸稳定性和修正能力的影响。结果表明:扰流片外露高度越高,修正能力越强,但速度降越明显,攻角振荡幅度和稳态值越大,稳定性越差;速度从亚音速向超音速变化时,修正能力先减小后增大。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 微型扰流片 控制 弹道仿真 稳定性

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带扰流片旋转稳定弹动态稳定性 被引量：4

8

作者 杨杰 常思江 魏伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1613-1623,共11页

为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋... 为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明:求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 扰流片 弹道修正 非线性分岔 稳定性

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旋转稳定弹扰流片气动外形多目标优化设计 被引量：4

9

作者 钱龙 常思江 倪旖 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2575-2585,共11页

为提升旋转稳定弹的射击精度,将微型扰流片应用于旋转稳定弹,可以为弹丸提供侧向升力、改变弹体姿态,继而达到改变飞行轨迹的目的。通过数值模拟方法计算扰流片轴向力系数、法向力系数和静力矩系数,分析扰流片气动系数随外形参数和马赫... 为提升旋转稳定弹的射击精度,将微型扰流片应用于旋转稳定弹,可以为弹丸提供侧向升力、改变弹体姿态,继而达到改变飞行轨迹的目的。通过数值模拟方法计算扰流片轴向力系数、法向力系数和静力矩系数,分析扰流片气动系数随外形参数和马赫数的变化规律,以及外形参数和马赫数对平衡攻角的影响;以扰流片主要外形参数为设计变量,以弹道修正量和终点存速为目标,考虑攻角、修正能力、扰流片尺寸等约束,建立多目标优化设计模型,并采用遗传算法获得全局最优解。结果表明:采用扰流片对弹丸进行姿态调整、弹道修正的方法可行有效;在亚跨声速段扰流片外形参数存在升阻比最优解,在超声速下升阻比随马赫数增加呈下降趋势。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 扰流片 气动特性 多目标优化

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旋转稳定弹道修正弹扰流片气动参数辨识研究 被引量：1

10

作者 杨鹏 常思江 魏伟 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期203-208,272,共7页

针对采用扰流片控制的旋转稳定弹道修正弹,为寻求合理、高效的控制方案设计,必须尽可能准确地获取扰流片气动参数,故有必要开展该类修正弹的扰流片气动参数辨识研究.在设计及扰流片附加力和力矩的飞行动力学模型基础上,利用最小二乘准... 针对采用扰流片控制的旋转稳定弹道修正弹,为寻求合理、高效的控制方案设计,必须尽可能准确地获取扰流片气动参数,故有必要开展该类修正弹的扰流片气动参数辨识研究.在设计及扰流片附加力和力矩的飞行动力学模型基础上,利用最小二乘准则建立目标函数,以扰流片的轴向力系数、法向力系数、静力矩系数为待辨识参数,以带自适应变异算子的差分进化算法为全局优化工具,构建了扰流片参数辨识的总体方案及流程.仿真结果表明:所构建辨识方案可有效辨识扰流片的气动参数;测量数据噪声对参数辨识精度有一定的影响. 展开更多

关键词 旋转稳定弹 弹道修正弹 扰流片 参数辨识 差分进化 自适应变异算子

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小口径旋转稳定弹在控制作用下的弹道特性 被引量：2

11

作者 杨杰 谢飞 +1 位作者 常思江 李响 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第11期40-45,共6页

对某小口径旋转稳定弹的质心运动和角运动特性进行了研究,建立了包含有控制项的六自由度刚体弹道模型,分析了无控时初速和起始扰动对角运动的影响,研究了不同初速下控制力作用在不同位置时弹丸的质心运动特性以及控制力大小、方向和作... 对某小口径旋转稳定弹的质心运动和角运动特性进行了研究,建立了包含有控制项的六自由度刚体弹道模型,分析了无控时初速和起始扰动对角运动的影响,研究了不同初速下控制力作用在不同位置时弹丸的质心运动特性以及控制力大小、方向和作用位置在不同弹道段对角运动的影响。仿真结果表明:控制力作用在压力中心后,弹丸质心运动与控制力同向,作用在压力中心前质心运动与控制力反向;角运动在极限圆形成之前受控制力影响较大。研究结果对后续开展小口径旋转稳定弹的控制方案设计有参考价值。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 控制 弹道特性 质心运动 角运动

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一种基于速度方向修正的旋转稳定弹弹道跟踪制导方法研究 被引量：2

12

作者 钟扬威 王良明 +2 位作者 张立研 叶昌 史祥鹏 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期15-21,共7页

针对旋转稳定二维弹道修正弹的制导律设计问题,提出了一种基于速度方向修正的弹道跟踪制导方法,推导了固定舵产生阶跃激励时弹丸的攻角及速度运动规律,得到了平均偏角的相位角与固定舵滚转角的关系。通过在标准弹道上生成一个虚拟未来点... 针对旋转稳定二维弹道修正弹的制导律设计问题,提出了一种基于速度方向修正的弹道跟踪制导方法,推导了固定舵产生阶跃激励时弹丸的攻角及速度运动规律,得到了平均偏角的相位角与固定舵滚转角的关系。通过在标准弹道上生成一个虚拟未来点,得到了速度角的指令。提出了通过修正速度方向与该指令的偏差,实现对标准弹道跟踪的原理。提出了一种当实际弹道偏离标准弹道较远时,通过落点预测实时生成新的标准弹道的方法。仿真结果表明:小射角射击时,可在全弹道采用速度方向修正来跟踪标准弹道;大射角射击时,可在降弧段在线生成标准弹道,再通过速度方向修正来跟踪该标准弹道。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 角运动 弹道 制导

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带扰流片旋转稳定弹制导律研究 被引量：1

13

作者 杨杰 刘丹 常思江 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期65-70,96,共7页

针对带扰流片旋转稳定弹转速很高造成运动响应方向与控制力作用方向存在偏差,导致制导方法设计困难的问题,为发展适用于带扰流片旋转稳定弹的制导方法,提出了一种基于速度追踪和参数优化的制导律。根据带扰流片旋转稳定弹的六自由度弹... 针对带扰流片旋转稳定弹转速很高造成运动响应方向与控制力作用方向存在偏差,导致制导方法设计困难的问题,为发展适用于带扰流片旋转稳定弹的制导方法,提出了一种基于速度追踪和参数优化的制导律。根据带扰流片旋转稳定弹的六自由度弹道模型,仿真分析了在制导律作用下弹丸的弹道特性和命中精度。仿真结果表明:所设计的制导律能够导引弹丸命中目标,满足控制精度要求,可有效减小干扰条件下的落点散布,提高射击密集度,且控制过程中扰流片方位角变化平缓,易于实现。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 扰流片 制导律 速度追踪 参数优化

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落点预测制导律的旋转稳定弹修正控制 被引量：5

14

作者 黎海青 杨凯 +2 位作者 栗金平 王冬 马菲 《西安工业大学学报》 CAS 2015年第10期855-860,共6页

为提高旋转稳定炮弹制导精度,针对一类采用固定翼控制的双旋结构旋转稳定弹建立了七自由度运动方程,利用四自由度(4D)质点弹道模型设计了落点预测制导律,将该制导律用于旋转稳定弹修正控制,建立了Matlab/Simulink弹道模型并进行了数字... 为提高旋转稳定炮弹制导精度,针对一类采用固定翼控制的双旋结构旋转稳定弹建立了七自由度运动方程,利用四自由度(4D)质点弹道模型设计了落点预测制导律,将该制导律用于旋转稳定弹修正控制,建立了Matlab/Simulink弹道模型并进行了数字仿真验证.仿真结果表明:采用落点预测制导律,旋转稳定弹圆概率误差(CEP)由235m减小到20m,落点精度明显提高,该修正控制方法有效. 展开更多

关键词 落点预测 旋转稳定弹 固定翼 修正控制

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旋转稳定弹弹道计算模型及软件研究(一)——模型自动切换式旋转稳定弹弹道计算方法 被引量：1

15

作者 陈阳泉 《兵工学报（弹箭分册）》 CSCD 1990年第3期1-7,共7页

阐述了旋转稳定弹弹道计算的模型自动切换方法,它使得扰动弹道计算速度比单纯使用刚体六自由度模型的计算速度快很多倍并保持相同的计算精度。

关键词 旋转稳定弹 外弹道 计算模型 软件

全文增补中

旋转稳定二维弹道修正弹落点预测制导方法研究 被引量：4

16

作者 钟扬威 王良明 +2 位作者 国晨 叶昌 史祥鹏 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2018年第3期11-16,共6页

针对旋转稳定二维弹道修正弹的落点预测制导方法设计问题,提出了一种通过两次落点预测修正一次弹道的制导方案。研究了固定舵产生阶跃激励时弹丸的攻角、速度方向及落点运动规律,得出了落点修正量的相位角较固定舵滚转角超前一个前置角... 针对旋转稳定二维弹道修正弹的落点预测制导方法设计问题,提出了一种通过两次落点预测修正一次弹道的制导方案。研究了固定舵产生阶跃激励时弹丸的攻角、速度方向及落点运动规律,得出了落点修正量的相位角较固定舵滚转角超前一个前置角。提出了通过两次落点预测获得修正落点偏差所需的固定舵滚转角的方法:第1次无控落点预测得到目标点与实际落点的偏差方位角,第2次有控落点预测得到落点修正量的相位角相对于固定舵滚转角的前置角。仿真结果表明,落点预测制导具有较好的落点修正效果。研究结果对该类弹丸的制导方法设计提供了参考。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 旋转稳定弹 角运动 落点预测制导

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基于离线预测控制的旋转尾翼稳定弹解耦控制器设计

17

作者 陈伟 孙传杰 +1 位作者 李永泽 拜云山 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期901-909,共9页

低速旋转尾翼稳定弹飞行过程中存在着气动交联、惯性交联和控制交联,为了实现稳定飞行,有必要进行解耦控制器设计。鉴于模型预测控制方法虽然具有较好的解耦能力和对建模精度要求不高的优点,但存在计算量大的问题,为此提出一种基于指令... 低速旋转尾翼稳定弹飞行过程中存在着气动交联、惯性交联和控制交联,为了实现稳定飞行,有必要进行解耦控制器设计。鉴于模型预测控制方法虽然具有较好的解耦能力和对建模精度要求不高的优点,但存在计算量大的问题,为此提出一种基于指令滤波器的离线模型预测控制方法。通过离线求解控制参数阵和在线查表应用的方式,将大量计算工作转为离线进行,以满足实时控制需求。将指令状态和系统输出跟踪误差积分引入预测模型中,充分利用被控对象和指令模型的动态特性,使得离线求解的控制参数阵能够较好地应对指令信号的变化。基于旋转尾翼稳定弹姿态控制进行仿真,对算法的有效性进行了验证,结果表明所设计的控制器能够确保飞行指令的稳定跟踪。 展开更多

关键词 旋转尾翼稳定弹 解耦控制 离线预测控制 姿态控制 指令滤波器

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旋转弹弹道修正引信修正能力仿真研究 被引量：4

18

作者 李虎全 李世义 +3 位作者 罗会浦 肖洪兵 王琴 郑倩 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2543-2545,共3页

首先分析了舵修正引信可行性,之后通过舵修正时全弹受力分析,给出了合并舵后对应的全弹受力表达式。在研究舵工作时弹丸攻角方程的基础上,推导出舵工作时动力平衡攻角的表达式,结合该表达式和修正力分析,提出了修正力计算公式。并对某... 首先分析了舵修正引信可行性,之后通过舵修正时全弹受力分析,给出了合并舵后对应的全弹受力表达式。在研究舵工作时弹丸攻角方程的基础上,推导出舵工作时动力平衡攻角的表达式,结合该表达式和修正力分析,提出了修正力计算公式。并对某旋转稳定弹修正力能力进行了计算仿真,结果表明所选用的舵修正某弹,修正能力足够。 展开更多

关键词 旋转稳定弹 弹道修正 舵 修正模型

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高原环境对弹丸动态稳定性的影响 被引量：3

19

作者 马国梁 张海洋 +1 位作者 蔡红明 常思江 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期101-107,共7页

分析了高原环境低空气密度对弹丸动态稳定性的影响。给出了弹道坐标系中的力方程组和非滚转弹体坐标系中的力矩方程组,并通过线性化方法得到弹丸角运动的状态空间模型。列出了角运动状态矩阵的四个特征根,并利用复数平方根计算方法得到... 分析了高原环境低空气密度对弹丸动态稳定性的影响。给出了弹道坐标系中的力方程组和非滚转弹体坐标系中的力矩方程组,并通过线性化方法得到弹丸角运动的状态空间模型。列出了角运动状态矩阵的四个特征根,并利用复数平方根计算方法得到特征根实部的表达式。提出弹丸动态稳定性稳定因子的新定义,并证明新的动态稳定条件与传统的动态稳定条件是一致的。讨论了低空气密度对尾翼稳定弹和旋转稳定弹动态稳定性的影响,并通过仿真说明弹丸在高原条件和平原条件下的动态稳定性存在差异。 展开更多

关键词 动态稳定性 高原环境 稳定因子 尾翼稳定弹 旋转稳定弹

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增阻式一维弹道修正弹气动分析 被引量：7

20

作者 徐永杰 吴国东 +2 位作者 刘强 田广丰 王庆华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期133-136,共4页

为了提高榴弹的射击密集度，设计一种三片花瓣式一维弹道修正机构。以57ram口径旋转稳定弹为研究对象，利用Fluent流体仿真软件，获得了弹丸在不同马赫数、阻力片不同展开高度、不同展开时刻及作用时间的情况下的气动力参数，并通过外... 为了提高榴弹的射击密集度，设计一种三片花瓣式一维弹道修正机构。以57ram口径旋转稳定弹为研究对象，利用Fluent流体仿真软件，获得了弹丸在不同马赫数、阻力片不同展开高度、不同展开时刻及作用时间的情况下的气动力参数，并通过外弹道程序验证了阻力环的增阻效果。结果表明，当阻力环偏移llmm增阻系数达到5，可提供76-446m的修正距离。研究结果可为一维弹道修正弹技术研究和工程应用提供帮助。 展开更多

关键词 增阻式 一维弹道修正 气动力 榴弹 旋转稳定弹

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