下载文档原格式
蒸汽弹射内弹道数学模型
白建成
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2001(042)003
【摘要】本文建立了蒸汽弹射动力装置弹射内弹道数学模型；证明能量方程中进入工作室的总能量应是贮箱中水蒸汽的焓；针对该动力装置涉及变质量气体做功和水蒸汽为实际气体等复杂问题，提出了编制程序利用计算机查水蒸汽表进行数值计算求解内弹道方程组。
【总页数】4页(P99-102)
【作者】白建成
【作者单位】船舶系统工程部
【正文语种】中文
【中图分类】U647.7
【相关文献】
1.燃气蒸汽式弹射内弹道研究 [J], 颜凤;史少岩;姜毅
2.舰载蒸汽弹射内弹道设计计算 [J], 陈庆贵;齐强;林琨山;周红梅
3.喷水孔数量对燃气-蒸汽弹射内弹道的影响 [J], 胡晓磊;孙船斌;李仁凤;刘庆运;谢能刚
4.高压空气弹射器内弹道弹射性能优化设计 [J], 谢磊;高钦和;邵亚军
5.喷水对燃气-蒸汽弹射内弹道影响数值研究 [J], 杨琦;郭佳肄;胡晓磊
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
原创干货：用数据和计算带你深入了解航母蒸汽弹射器美国的航母蒸汽弹射器技术是世界无国家能敌的，完整的掌握设计、生产、使用技术的国家。
美国的航母弹射器也经历了几代的发展进步，在现代航母中使用的就有C-7、C-11、C-11-1、C-13、C-13-1、C-13-2多种蒸汽弹射器。
具体使用情况：CV43珊瑚海（安装3套C-11-1弹射器）CV60萨拉托加（安装2套C-11 2套C-7弹射器）CV61漫游者（安装4套C-7弹射器）CV62独立（安装4套C-13弹射器）CV63小鹰（安装4套C-13弹射器）CV64星座（安装4套C-13弹射器）CVN65企业（安装4套C-13-1弹射器）CV66美国（安装3套C-13 1套C-13-1弹射器）CV67肯尼迪（安装3套C-13 1套C-13-1弹射器）CVN68尼米兹（安装4套C-13-1弹射器）CVN69艾森豪威尔（安装4套C-13-1弹射器）CVN70卡尔文森（安装4套C-13-1弹射器）CVN71罗斯福（安装4套C-13-1弹射器）CVN72林肯（安装4套C-13-2弹射器）CVN73华盛顿（安装4套C-13-2弹射器）CVN74斯坦尼斯（安装4套C-13-2弹射器）CVN75杜鲁门（安装4套C-13-2弹射器）CVN76里根（安装4套C-13-2弹射器）CVNX－77布什（能够安装4套C-13-2，但此航母作为承上启下的航母并未全部安装舒张弹射器，还安装有电磁弹射器（数量不详），为未来美国航母（福特）积累经验的实验平台，即为CVNX级航母的“过渡型”航母。
）希望帮助大家了解美国蒸汽弹射器的基本现状，认识我们的差距。
在经济、技术、人才、防务需求已经具备了条件情况下，歼15的弹射型不容质疑，中国的蒸汽弹射器也呼之欲出。
虽然有可能跨越发展，一步到电磁弹射。
本人在这方面十分有兴趣，除了收集、加工、分析、整理系统信息、碎片信息和“垃圾”信息外，下了一些功夫，设计了汽弹射器技术验证平台（机）CAD原理图和初步计算稿。
C-13系列蒸汽弹射器数据及结构C-13系列蒸汽弹射器数据及结构项目型号C-13-0C-13-1C-13-2Power stroke/ft(弹射行程)249-10"309-83/4"306-9"blTrack length/ft (轨道行程)264-10"324-10"324-10"shuttle&piston/lb (牵引器及活塞)635063506350cylinder bore/in(汽缸内径)181821power stroke/ft3(弹射容积)91011481527（摘自美海军航空兵技术兵种培训资料）c-13-1：全长：100m动力冲程：84.5m蒸汽压力：61kg/cm2速度上限：22.7ton/148kn（273.8km/h）重量上限：33.75ton/108kn（199.8km/h）c-13-2：冲程：93.64m轨道长：99.13m活塞加牵引器：2883kg气缸直径：533.4mm冲程总容积：43239L输出动能：134MJ(兆焦)最大过载：<5g弹射周期：45s再弹间隔：60弹射末速：165kn(305km/h)（以F/A-18E/F最大起飞重量29.8ton为例（摘自国内一些论文）蒸汽弹射系统组成结构：Steam System蒸汽系统Launching Engine System弹射系统Lubrication System润滑系统Bridle Tensioning System预力系统Hydraulic System液压系统Retraction Engine System归位系统Drive System驱动系统Catapult Control System控制系统起动系统：开缝汽缸/开口活塞筒体、活塞环、引出牵引部分、U 型密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪、压力传感器、密封刀、缓冲器Launch Valve Assembly弹射阀组Thrust/Exhaust Unit导气管Launch Valve Control Valve弹射阀控制阀Exhaust Valve Assembly排气阀组Pressure-Breaking Orifice Elbow Assembly压力，破坏，孔，弯头，组Keeper ValveLaunch Valve Hydraulic Lock valve Panel AssemblyExhaust Valve Hydraulic Lock ValveLaunching Engine Cylinders开口汽缸Cylinder Covers弹射槽盖Sealing Strip密封条Sealing Strip Tensioner Installation密封条压紧机构Sealing Strip Anchor and GuideLaunching Engine Pistons起动活塞Shuttle Assembly牵引器组Water Break Installation水刹Water break Piping and Pressure Switch Installation水剎管道及压力转换器Steam Cutoff Switch Installation蒸汽截止开关弹射系统：弹射槽盖/甲板轨道、动力弹射汽缸、汽缸缝盖和密封条、飞机牵引器、推进活塞、速度感应器、水刹器蒸汽系统：蒸汽蓄压器/储气罐、蒸汽注入阀门、弹射阀门、排放阀门、减压曲管、蒸汽管道归位系统：液压发动机、滑轮钢缆系统、归位牵引器液压系统：液压泵、排放泵、液压泵、液压管道和阀门、蓄压器预力系留系统：张力瓶和活塞、电控气压阀润滑系统：润滑油缸、润滑油泵、电控油阀、流量感应器、润滑器控制系统：主控制台、甲板控制台、飞行控制板、锅炉状态显示板注：非专业人士收集，仅供参考。
舰载武器气动参数估计及弹道重构研究
陈炜;李海滨;丁传炳
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】2018(030)001
【摘要】为了精确计算舰载武器的运动飞行参数,首先以弹体的铅垂运动面为研究对象,分析了弹体飞行过程中的各种误差干扰源,推导了包含误差干扰源在内的纵向扰动运动学方程;然后,利用"系数冻结法"及拉普拉斯变换得到了解析解;最后,建立了以 GPS误差源和气动系数误差干扰源为状态变量的系统状态方程和以GPS伪距测量的系统量测方程,并采用卡尔曼滤波算法进行了数值计算,计算结果表明:速度精度稳定时可达±0.5 m/s,x 方向上的位置精度收敛于±8 m范围内,y 方向的位置精度收敛于±10 m范围内,同时还能获取到精度较为可观的姿态角信息.
【总页数】5页(P59-63)
【作者】陈炜;李海滨;丁传炳
【作者单位】中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064
【正文语种】中文
【中图分类】TJ413.6
【相关文献】
1.舰载火箭弹弹道重构与模型验证 [J], 丁传炳;胡一峰;陶勇
2.一种气动武器的内弹道模型和发射参数分析 [J], 张朋;吴志林
3.气动式水下武器发射装置内弹道数学模型 [J], 王树宗;练永庆;陈一雕
4.气动式水下武器发射器内弹道优化研究 [J], 练永庆;王树宗;陈一雕
5.气动发射防暴武器弹道特性仿真研究 [J], 刘春来;郭三学
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
燃气—蒸汽弹射流场与弹道特性研究一、研究背景在现代军事中，弹炮发射技术是一项重要的技术，其性能与效率直接影响到作战能力的提升。
其中，弹射发射越来越成为炮兵发射的一个重要方式，而燃气-蒸汽弹射技术是其中重要的方式之一。
这种技术的优势在于具有更高的发射速度、更好的猛发性和更强的射程。
燃气-蒸汽弹射流场是该技术的一个重要研究领域，因此针对燃气-蒸汽弹射流场与弹道特性的研究具有重要的意义。
二、研究现状目前，燃气-蒸汽弹射流场的研究主要有两个方向：一是对于燃气驱动原理进行研究，另一个是对于燃气-蒸汽弹射的动态响应进行研究。
这两个方向的研究都对于探究燃气-蒸汽弹射流场与弹道特性的研究具有重要的意义。
在燃气驱动原理的研究方面，一般采用数值模拟的方法进行研究。
通过数值模拟，可以得到燃气在驱动弹头过程中的动态变化过程，进而探究燃气对于弹头的加速度、速度和单位时间内温度等参数的影响。
目前，一些研究显示，燃气驱动弹头时，其加速度可以达到1000~2000g，速度可以超过4 km/s，其温度也可以达到3000 K 左右。
这种温度的高温度燃气可以导致弹头的外壳熔融，因此需要采取冷却措施以确保弹头的稳定性和精度。
对于燃气-蒸汽弹射的动态响应进行研究时，一般采用试验方法和数值模拟相结合的方法。
通过试验可以得到燃气-蒸汽弹射系统在不同施加力条件下的实际性能和响应。
而通过数值模拟，可以预测燃气-蒸汽弹射系统在不同条件下的响应情况。
目前已有一些成果表明，燃气-蒸汽弹射系统在不同施加力下的响应情况具有明显的差异，温度、压力、速度等因素均会对于燃气-蒸汽弹射的响应产生重要的影响。
三、研究内容1.建立数学模型首先，建立燃气-蒸汽弹射流场与弹道特性的数学模型。
这个数学模型应该能够描述燃气-蒸汽弹射系统的运动状态和弹道特性，有效降低燃气-蒸汽弹射过程中的响应损失和能量损失。
2.数值计算与试验分析其次，进行数值模拟和试验研究。
通过多种条件下的数值计算和燃气-蒸汽弹射试验，探究燃气-蒸汽弹射流场与弹道特性在不同参数的影响下的性能变化，进而优化燃气-蒸汽弹射系统的设计方案，提高其性能。
发射动力系统内弹道优化设计计算发射动力系统内弹道优化设计计算发射动力系统内弹道优化设计计算是探索重点任务之一，因为它关系到弹道导航与控制系统的精度和可靠性，直接影响到导弹的打击效果和命中率。
本文将对发射动力系统内弹道优化设计计算进行详细介绍。
一、发射动力系统内弹道发射动力系统内弹道是导弹在离开发射台后到达目标点之前的轨迹。
一般来说，内弹道采用了三段加速法，即在离发射台距离较远的位置采用第一段加速，使导弹进入空气稀薄层中加速追踪目标；在距离目标点较远的位置采用第二段加速；在离目标点较近的位置采用第三段加速，使导弹能够击中目标，实现任意角度的攻击。
二、内弹道优化设计计算内弹道的优化设计计算目的是确定最佳的飞行计划和调整飞行参数，以使导弹能够以最小的时间、最小的燃料消耗和最大的精度击中目标。
（一）导引律选择导引律是导弹内弹道控制系统的核心，选择合适的导引律可以有效提高导弹的命中率和抗干扰性能。
常见的导引律有比例导引律、比例修正导引律、比例-积分导引律和预测导引律等。
在具体设计时需要根据目标类型、干扰环境和系统要求等综合因素进行选择。
（二）控制极点设计内弹道控制极点的设计是使导弹飞行稳定、准确的保证，控制极点对内弹道的稳定性、敏感度和过冲量等指标起到直接的影响。
调节控制极点的位置和数量可以精确控制导弹的动态行为，如响应速度、阻尼比、稳定性和过冲量等参数。
（三）预测法控制预测法控制是一种高级的弹道控制方法，与常规的比例-积分导引律不同的是，它使用预测技术来基于中间目标预测趋势，根据预测结果对导弹控制系统进行修正，使导弹能够更快、更准确地找到目标。
预测法控制可以提高导弹的抗干扰能力和命中率，特别适用于高速飞行和大气干扰条件下的导弹控制。
（四）弹体设计弹体设计是导弹内弹道优化设计的重要环节，它涉及到空气动力学、力学和材料科学等多学科交叉领域。
弹体设计的关键在于降低弹体的阻力和重量，提高弹体的机动性和抗干扰性能。
舰载蒸汽弹射内弹道设计计算
舰载蒸汽弹射内弹道设计计算
舰载蒸汽弹射是现代航母起飞的最常用方式之一，它通过利用高压蒸汽推动喷气式飞机飞出航母甲板，具有快速高效和适应各种飞机的特点。
内弹道设计计算是舰载蒸汽弹射系统设计的重要部分，通过准确计算飞机的起飞质量、速度和加速度等参数，以及考虑飞行姿态和气动特性，从而确保安全、稳定和高效的起飞过程。
一、舰载蒸汽弹射系统工作原理
舰载蒸汽弹射系统是由蒸汽动力机组、蒸汽管路、弹射准备、准备、发射准备控制系统等组成的。
飞机进入弹射器后，与弹射器碰触的瞬间，弹射器向后推出一进气孔以外的压缩空气，压缩空气进入涡轮机发生回转作用。
二、内弹道设计计算
1. 起飞重量计算
起飞重量是指飞机在起飞时的总重量，包括机身、燃料、弹药、载荷和人员等。
起飞重量的计算是内弹道设计计算的重要基础。
其计算公式如下：
起飞重量 = 机身重量 + 最大燃油重量 + 载荷 + 弹药 + 人员
2. 加速度计算
加速度是弹射过程中比较关键的参数，其大小直接决定飞机的起飞速度和高度。
其计算公式如下：
加速度 = 2 * 起飞总推力 / 起飞重量
起飞总推力包括飞机引擎产生的推力和蒸汽弹射系统提供的推力。
一般情况下，弹射器的起飞总推力要达到飞机重量的1.2倍以上，以确保飞机在起飞过程中有足够的加速度。
3. 起飞速度计算
起飞速度是指飞机在弹射器上达到准备起飞状态所需的速度，取决于加速度、飞机重量和气动特性等因素。
根据实际情况，起飞速度一般在200至250节之间。
其计算公式如下：
起飞速度= √（2 * 起飞重量 * 加速度 / 飞机空气阻力系数 * 高度密度）
飞机空气阻力系数和高度密度是通过实验和理论计算得出的参数。
4. 起飞高度计算
起飞高度是指飞机在离开航母甲板时的高度，并直接关系到飞机在起飞过程中的安全和稳定。
其计算公式如下：
起飞高度 = 起飞速度 * 弹射器长度
弹射器长度是通过实际测量得出的参数，通常在80至100米
之间。
三、结论
内弹道设计计算是舰载蒸汽弹射系统设计的核心内容之一，通过合理计算起飞重量、加速度、起飞速度和高度等重要参数，能够确保飞机在起飞过程中的安全、稳定和高效。
同时，这种计算方法也为舰载蒸汽弹射系统的改进和优化提供了重要的参考和支持。
相关数据分析是一种常用的数据分析方法，它通过收集、整理和分析与特定问题或目标有关的数据，以获取对问题或目标的深入理解和洞察。
数据可以来自各种来源，如调查问卷、市场调研、销售记录、客户反馈等。
接下来，我会以一个实际案例为例，介绍相关数据分析的具体方法和步骤。
案例背景：
某公司在市场上销售一种新型电子产品，想了解该产品销售的情况和客户反馈，以便更好地改进产品和提升销量。
为了实现这个目标，该公司采用了相关数据分析方法，收集了以下数据：
1. 销售数量：
月份销售数量
1月 1500
2月 1800
3月 2000
4月 2200
5月 2500
6月 2800
7月 3000
8月 2800
9月 2500
10月 2200
11月 2000
12月 1800
2. 客户反馈：
满意度客户数量
很满意 500
满意 800
一般 400
不满意 300
步骤：
1. 数据清洗和整理：
首先，对收集到的数据进行清洗和整理。
检查数据是否存在冗余、缺失或错误等问题，并进行纠正和补充。
对于销售数据，可以计算出每月平均销售量和销售增长率等指标，以便更好地了解销售趋势和成长性；对于客户反馈数据，可以将数量转化为占比或百分比，以便更好地了解客户满意度的分布情况。
2. 抽样调查：
为了更深入地了解客户对产品的态度和需求，可以进行抽样调查。
从客户反馈中抽取一定比例的样本，并通过问卷调查或访谈等方式，了解客户对产品质量、样式、价格、售后服务等方面的看法和建议。
通过分析和比较样本和总体数据，可以得出更准确的结论和推断。
3. 分析和解释：
最后，通过对数据进行分析和解释，得出一些有用的结论和建议。
例如，销售数量随时间的变化趋势，客户满意度的分布情况，不同满意度客户对产品的需求差异等。
根据这些结论和建议，可以进一步改进产品，优化销售策略，提升客户满意度和忠诚度。
结论：
相关数据分析是一种常用的数据分析方法，通过对数据进行清洗、整理、抽样调查、分析和解释，可以获取对问题或目标的深入理解和洞察。
在实际操作中，需要根据不同的数据类型和需求，采取相应的数据分析方法和技巧，以达到预期效果。
在上文提到的数据案例中，我们可以看到，该公司通过采用相关数据分析的方法，得到了以下结论和建议：
1. 销售数量随时间的变化趋势：通过对销售数量进行分析，可以看到销售总量在前半年较为平稳，在后半年有下降趋势。
该
结果表明，该公司应该针对销售下降的问题，重新制定销售策略，争取在年底提高销售数量。
2. 客户满意度的分布情况：通过对客户反馈数据分析，可以看到，很满意和满意的客户数量超过了一半以上，而不满意和一般的客户数量较少。
这意味着该公司的产品整体来说比较受消费者欢迎，但仍然有一部分客户对产品不满意，需要注意客户维护和产品改进。
3. 不同满意度客户对产品的需求差异：通过抽样调查，可以了解到不同满意度的客户对产品的需求和反应时间的差异。
对于很满意和满意的客户，可以进行针对性的推广和满意度提升策略；对于不满意和一般的客户，可以调查其对产品的不满意原因，并采取相应的改进措施，以提高其满意度。
综上所述，相关数据分析是一种非常有用的数据分析方法，通过对数据进行收集、整理、分析和解释，可以得出结论和建议，帮助公司更好地了解消费者需求和市场趋势。
在实际应用中，我们还需要注意数据的准确性和可靠性，避免错误和偏差。
同时，我们还需要根据不同的数据类型和需求，选择和使用合适的统计方法和工具，提高数据分析的效率和准确性。
只有这样，我们才能更好地应对市场变化和满足客户需求，保持竞争优势和市场地位。
