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舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析

万小辉 彭士 张海波 彭顺 戴文留 陈召任

万小辉, 彭士, 张海波, 等. 舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 926-933 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
引用本文: 万小辉, 彭士, 张海波, 等. 舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 926-933 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
WAN Xiaohui, PENG Shi, ZHANG Haibo, PENG Shun, DAI Wenliu, CHEN Zhaoren. Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(6): 926-933. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
Citation: WAN Xiaohui, PENG Shi, ZHANG Haibo, PENG Shun, DAI Wenliu, CHEN Zhaoren. Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(6): 926-933. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087

舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
详细信息
    作者简介:

    万小辉(1985-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事水中兵器总体技术设计及研究

  • 中图分类号: TJ013.2; U674.7

Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge

  • 摘要: 舰载深弹采用垂直发射后可大幅提高其平台适装性和作战效能, 对提高舰船作战能力具有重要意义。文中以某垂直冷发射深弹为原型, 根据垂直发射运动学及动力学方程, 建立深弹垂直发射弹道计算模型, 基于此模型分别考虑弹重、总冲、炮口初速、转弯高度、末端攻角、转弯结束时俯仰角、升力系数和阻力系数等影响因素, 对舰载深弹射程的影响进行计算分析。结果表明: 1) 射程与总冲、炮口初速、转弯高度、末端攻角及升力系数具有正相关性, 射程与弹重、转弯结束时俯仰角及阻力系数具有负相关性; 2) 弹重、总冲、炮口初速和转弯结束时俯仰角对深弹射程影响较大, 末端攻角、升力系数及阻力系数对深弹射程影响相对较小, 转弯高度对深弹射程几乎无影响。仿真结果可为深弹垂直发射总体及弹道设计提供参考。

     

  • 图  1  弹重对射程的影响

    Figure  1.  Effect of the mass of depth charge on range

    图  2  深弹总冲对射程影响

    Figure  2.  Effect of the engine total impulse on range

    图  3  深弹炮口初速对射程影响

    Figure  3.  Effect of the muzzle initial velocity on range

    图  4  深弹转弯高度对射程影响

    Figure  4.  Effect of the turning height on range

    图  5  深弹末端攻角对射程影响

    Figure  5.  Effect of the terminal angle of attack on range

    图  6  深弹转弯结束时俯仰角对射程影响

    Figure  6.  Effect of the pitch angle on range at the end of turning

    图  7  深弹升力系数对射程影响

    Figure  7.  Effect of the lift coefficient on range

    图  8  深弹阻力系数对射程影响

    Figure  8.  Effect of the drag coefficient on range

    表  1  弹道初始条件

    Table  1.   Initial condition of ballistic

    弹重
    倍数
    总冲
    倍数
    初速
    /(m/s)
    转弯高
    度/m
    攻角
    /(°)
    俯仰角
    /(°)
    阻力系
    数倍数
    升力系
    数倍数
    11302024711
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    表  2  标准弹道主要参数

    Table  2.   The main parameters of standard trajectory

    射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    3 4161 155172.2−51.534.0
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    表  3  弹重对弹道影响

    Table  3.   Effect of the mass of depth charge on trajectory

    弹重倍数射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    0.953 8171 279178.6−51.236.1
    1.003 4161 155172.2−51.534.0
    1.053 0731 052166.0−51.832.3
    1.102 779965160.2−52.330.8
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    表  4  深弹总冲对弹道影响

    Table  4.   Effect of the engine total impulse on trajectory

    总冲倍数射程
    /m
    高度
    /m
    末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.92 796964159.1−52.030.9
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.14 1001 371184.9−51.137.3
    1.24 8471 616197.3−50.940.8
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    表  5  深弹炮口初速对弹道影响

    Table  5.   Effect of the muzzle initial velocity on trajectory

    初速/(m/s)射程/m高度/m末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    203 1961 065166.7−51.332.8
    303 4161 155172.2−51.534.0
    403 6351 245177.3−51.635.2
    503 8601 335182.2−51.636.3
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    表  6  深弹转弯高度对弹道影响

    Table  6.   Effect of the turning height on trajectory

    转弯高度/m射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    203 4161 155172.2−51.534.0
    303 4241 165172.6−51.634.1
    403 4311 175172.1−51.634.1
    503 4401 185172.5−51.734.2
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    表  7  深弹末端攻角对弹道影响

    Table  7.   Effect of the terminal angle of attack on trajectory

    攻角/(°)射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    23 4161 155172.2−51.534.0
    43 5081 156169.4−47.634.6
    63 6071 158165.3−42.835.4
    83 7071 160160.0−40.436.2
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    表  8  深弹转弯结束时俯仰角对弹道影响

    Table  8.   Effect of the pitch angle on trajectory at the end of turning

    转弯结束
    俯仰角/(°)
    射程/m高度
    /m
    末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    423 436991169.1−47.331.8
    473 4161 155172.2−51.534.0
    523 2971 317175.2−55.536.0
    573 0821 474178.2−59.637.8
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    表  9  深弹升力系数对弹道影响

    Table  9.   Effect of the lift coefficient on trajectory

    升力系数倍数射程/m高度
    /m
    末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.93 3671 152171.9−52.132.8
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.13 4621 259172.4−50.934.3
    1.23 5061 165172.6−50.434.5
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    表  10  深弹阻力系数对弹道影响

    Table  10.   Effect of the drag coefficient on trajectory

    阻力系数倍数射程/m高度/m末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.93 4871 170174.6−51.134.3
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.13 3481 140168.8−51.932.7
    1.23 2841 127167.6−52.332.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-05
  • 修回日期:  2023-02-14
  • 录用日期:  2023-03-14
  • 网络出版日期:  2023-11-30

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