Range-Kutta筒式发射内弹道建模与仿真计算(2)

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3.2.2基本假设.16

3.2.3数学模型.16

3.3本章小结.19

4筒式发射内弹道仿真计算...20

4.1引言20

4.2仿真计算结果及其分析....20

4.3筒式发射性能的影响因素分析...25

4.3.1改变主装药质量25

4.3.2改变发射筒长度28

4.3.3改变间隙面积..28

4.4本章小结32

结论...33

致谢...34

参考文献....35

1 绪论 1.1 研究背景及选题意义 1.1.1 筒式发射的历史背景公元 1342 年，西班牙军队围攻阿拉伯人所盘踞的阿里赫基拉斯城，阿拉伯人在城垛上支起一根根短角筒，筒口高高翘起朝向城外。从筒口放入一包黑火药，再放进一个铁球，点燃药捻后射向城外的西班牙士兵。这种被称为“摩得发”的原始火炮可以说是现代迫击炮的雏形，也是筒式发射原理最初的应用之一。随着科学技术的进步，从最初的迫击炮到现在的同心筒式发射装置（CCL），筒式发射技术在经历了一系列的发展后，得到了更加广泛的应用，并且军用民用均有所涉及。而在技术层面，从北极星 A3 开始，出现了利用燃气——蒸汽弹射中、远程导弹的发射技术，即借助外部动力使导弹从发射筒或发射井弹射到一定高度后，导弹发动机点火做程序飞行。目前，这项技术正广泛应用于从潜艇、机动车辆和固定地下井发射导弹[1]。后来的同心筒式发射装置（CCL），是水面舰艇的一种新概念导弹发射装置。每一个同心发射装置都具有独立的燃气排导系统和配套的电子设备。与现役导弹发射系统相比，这些新技术不但为舰艇设计提供了新的通用性，具有造价低廉、重量轻巧等优点，而且还可以显著提高导弹发射系统的性能[2]。
1.1.2 选题意义在这些筒式发射系统日趋完善的今天，最关键的一项便是筒式发射的内弹道建模及仿真计算。在了解筒式发射内弹道的作用过程后，抓住主要矛盾，简化次要因素，基于经典内弹道理论进行数学建模。然后在 Visual Basic 语言环境下编制筒式发射系统发射过程的内弹道计算程序，运用 Range-Kutta方法进行数值计算。通过建模计算，掌握筒式发射过程中宏观现象下的物理化学本质，找出其内在规律，达到认识射击现象的目的，并为进一步控制射击现象提供理论依据。
1.2 筒式发射系统的现状及发展趋势筒式发射系统因其显著的优越性，现已被运用到现代战争的各个领域，海、陆、空皆有所涉及，已成为作战系统中的重要一环。
1.2.1 舰载导弹发射系统在现代海战中，各种舰载导弹已形成一种攻防兼备的重要武器系统文献综述，在对付“全方位”和多维空间“饱和攻击”中，其突出的优势备受重视。20 世纪70年代以前,战术导弹一般采用裸露导轨发射装置。随着飞航导弹箱式发射技术的发展,越来越多的战术导弹开始采用箱式发射装置。至 80 年代,垂直发射技术趋于成熟。该技术的优点是:反应快,发射率高，全方位发射，无死角；贮弹量大，火力强；结构简单，工作可靠，生存能力强；有利于通用化和模块化；成本低，全寿命周期费用少。因发射动力不同,垂直发射可分为冷发射和热发射两种。前苏联/俄罗斯的垂直发射装置均采用冷发射(弹射)技术。美国研制舰载战术导弹垂直发射装置虽晚于前苏联,但性能更为优越,在通用化、模块化和可靠性等方面均达到非常高的技术水平。世界上现役的舰载战术导弹垂直发射系统中最典型、最先进的是美国MK41 垂直发射系统,可发射7 种不同作战用途的战术导弹。但由于采购和使用寿命周期费用过高及导弹发射时间间隔的利用率受限,不能同时发射多枚导弹，促使休斯公司提出了同心筒式发射计划。同心筒式发射装置(CCL)是采用两个同心圆筒来发射导弹并提供导弹的初始飞行制导和燃气的排导通道，燃气从火箭发动机喷出后经发射筒基板上的出口处排出源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/，并在一个半球形端盖的作用下流转180度进入环形空间排往大气层。该装置有多种用途,其中包括突击战、对陆攻击战、防空战、反潜和反舰以及海军水面火力支援等[3]。其衍生的技术还可以用于 MK41 的改型及联合兵种武器，是未来筒式发射系统的一个重要发展趋势。