金属风暴-武器发射动力学建模与仿真

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1、第42卷第5期2010年lO月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．42No．50Ct．2010‘‘金属风暴”武器发射动力学建模与仿真于海龙1芮筱亭1杨富峰1王刚2刘志军1(1．南京理工大学发射动力学研究所，南京，210094；2．中国华阴兵器试验中心，华阴，714200)摘要：射击精度、发射安全性和动态设计手段缺乏是制约“金属风暴”武器发展的难题。基于多体系统传递矩阵法，从弹、炮、药武器系统的角度，建立了“金属风暴”武器

2、多刚柔体系统发射动力学模型和发射动力学方程，解决了“金属风暴”武器固有振动特性计算和动力响应分析难题。编制了“金属风暴”武器发射动力学仿真程序，仿真得到了振动特性、内弹道、膛内运动、动力响应、射击密集度等，建立了武器动态性能与系统总体参数间的定量关系。研究结果为解决制约“金属风暴”武器发展的难题，为“金属风暴”武器动态设计、改进和性能提高提供了理论依据与技术手段。关键词：发射动力学；串联装填；多刚柔体系统；“金属风暴”武器；动力响应中图分类号：TJ30文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)05-05

3、74—04ModelingandSimulationofLaunchDynamicsfor’'MetalStorm’7WeaponYuHailon91，RuiXiaotin91，YangFufen91，WangGan92，LiuZhOunl(1．InstituteofLaunchDynamics，NanjingUniversityofScience8LTechnology，Nanjing，210094，China；2．HuayinOrdnanceTestCenter，Huayin，714200，China)Abst

4、ract：Firingprecision，launchsafetyandabsenceofdynamicdesignmeansaredifficultproblems，thusrestrictingthedevelopmentof7'metalstorm”weapon．Basedontransfermatrixmethodofthemulti—bodysystem，fromtheviewpointoftheweaponsystemincludingprojectile，gun，andpropellant，alaun

5、chdynamicsmodelofmulti—-rigid--flexible—·bodysystemandalaunchdynamicsequationof"metalstorm”weaponareestablished，difficultproblemsofvibrationcharacteristiccomputationandthedynam—icresponseanalysisaresolved．Alaunchdynamicssimulationprogramof"metalstorm“weaponisw

6、rit—ten．Vibrationcharacteristics，interiorballistics，motioninbore，dynamicresponse，exteriorballistics，andfiringdispersionareobtaindbysimulation．Aquantitativerelationbetweenthedynamicperfor—manceandsystemparametersisestablished．Resultsprovideatheorybaseandtechnic

7、almeansfordy—namicdesign，performanceimprovement，andsolvingdifficultproblemsoftherestricteddevelopmentof"metalstorm”weapon．Keywords：launchdynamics；loadedinseries；multi—rigid—flexible—bodysystem；"metalstorm”weapon；dynamicalresponse发射动力学是武器动态设计的基础‘¨，是进行武器动态分析的主要手

8、段。“金属风暴”武器是采用弹药串联装填发射方式具有超高射频的一种新概念武器‘2‘5]。弹药串联装填发射是指将多发弹丸预先装填在一根身管内，弹丸与弹丸间用发射装药隔开，电子点火，火药燃气推动前发弹丸运动，后发弹丸可在前发弹丸没出炮口或已出炮口后点火，按序依次击发所有弹丸。“金属风暴”武器发射时无需完基金项目：国家自然科学基金(10902051)资助项目；江苏省