申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2020-09-29

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN112380784B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.03.09#实质审查的生效;2021.02.19#公开

摘要：本发明公开了一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定空化器锥角；步骤2、确定空化器直径；步骤3、确定锥段线型；步骤4、确定射弹质量要求；步骤5、确定射弹质心位置。设计的无尾翼超空泡射弹通过线膛炮发射，外形可在水下稳定直航，以自旋方式实现空中弹道的稳定，设计合理的外形和衡重布局实现水下弹道的稳定，增大射弹有效射程。

主权项：1.一种无尾翼的超空泡射弹设计方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定空化器锥角；具体过程为：结合k-ε湍流模型、VOF多相流模型、S-DOF算法和Fluent流场仿真软件，仿真计算不同锥角空化器的侧向力系数位置导数，全锥角范围在40°—180°内变化，作侧向力系数位置导数随空化器全锥角的变化曲线，在曲线上选取侧向力平稳段对应的锥角范围，在锥角范围选定任意角度作为空化器锥角；步骤2、确定空化器直径；具体过程为：根据步骤1确定的锥角和椭球空泡理论，锥柱交接处空泡直径Dc,w表示为： （2）式（2）中，L表示射弹总长度，Dcmax表示超空泡最大截面半径，Lcmax表示超空泡最大全长，k1、k2为系数，παn表示空化器半锥角，cxn表示空化器阻力系数，σ表示空化数，p0表示大气压，pv表示水的饱和蒸汽压，v1表示射弹弹道末的存速要求，h表示作战深度，Dn为空化器直径；弹道末空泡能够包裹射弹，则应满足： （3）式（3）中，k为修正系数，取1.2-1.3，结合式（2）、式（3）得到空化器直径的最小值Dn0，取该最小值Dn0为空化器直径；步骤3、确定锥段线型；具体过程为：步骤3.1、将式（2）中的锥柱交界面到射弹头部的距离L-Lw替换为锥段任一轴向位置x，得到空泡轮廓线型的表达式为： （4）式（4）中，Rc表示不同轴向位置处的空泡半径，Rcmax表示空泡最大半径，x表示锥段任一轴向位置；步骤3.2、写出多种锥段线型的表达式；步骤3.3、将每种锥段线型的表达式分别绕空化器中心旋转不同攻角α，得到不同攻角下多个锥段线型的表达式；步骤3.4、与式（4）联立求解锥段开始沾湿点到头部的距离，并分别绘制该距离随攻角变化的曲线图；步骤3.5、选取曲线图中相同攻角下，锥段开始沾湿点到头部的距离较大的曲线，在锥段开始沾湿点到头部的距离相同的情况下，选择曲线斜率变化小的曲线对应的线型作为锥段线型；步骤4、确定射弹质量要求；具体过程为：将射弹视为质点，建立减速运动方程如下： （6）其中Cx表示全弹道平均阻力系数，对式（6）移项并积分得： （8）其中“0”表示弹道初始参数，“1”表示弹道末参数，积分得： （9）式（6）-式（9）中，s表示射弹射程，Ek0表示起始动能，Ek1表示末动能；结合射弹射程的指标要求s0，根据式（9）获得射弹质量要求；步骤5、确定射弹质心位置，具体过程为：步骤5.1、通过步骤1-步骤4得到的空化器锥角、空化器直径、锥段线型确定首部实心部位的外部线性f1x；步骤5.2、根据射弹质量要求、弹道仿真以及迭代设计，获得尾部空心部位外形f2x；步骤5.3、根据首部实心部位的外部线性以及尾部空心部位外形，并结合式（31）计算射弹质心位置： （31）；式（31）中，ρ1表示首部实心部位材料密度，ρ2表示尾部空心部位材料密度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种无尾翼的超空泡射弹及其设计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD