以子母弹药主动气动起旋离心抛撒子弹药为研究对象,采用气动/运动一体化数值模拟方法对全弹主动气动起旋过程进行动力学仿真,得到母弹主动气动起旋转速与离心抛撒开舱条件;讨论了不同滚转舵偏和前置小翼对主动气动起旋过程的影响;通过子弹药弹道仿真计算,对母弹离心抛撒子弹药的射程、散布面积和散布图形进行了对比分析。研究结果表明:尾舵偏转产生的滚转力矩是影响转速的主要因素,当来流条件和姿态角保持不变时,初始滚转舵偏与全弹转速成正比;在保持纵向操纵性能的前提下,增加尾舵展长并减少弹体表面除尾舵外的其他气动阻尼面可加快全弹的自起旋过程;通过调整母弹的初始滚转舵偏和开舱条件,可以实现子弹药散布面积与散布密度的可控调节。研究结果对主动气动起旋离心抛撒技术在子母战斗部上的应用具有一定的参考意义。

采用虚拟模型进行了子母弹头罩、开盖、侧向子弹三级综合分离过程的三维数值模拟。分析了多级分离过程中的一些共性问题和特性问题,对分离初期子弹、母弹、整流罩、外层挡板多体相互运动、流场相互干扰进行数值仿真。综合多级分离过程中可能出现的问题,设计了三级分离方案,重点对分离姿态、各子级初始分离速度以及挡板气动干扰3个影响因素展开研究。结果表明,较大的分离姿态角不利于抛撒后子弹的稳定飞行,合适的初始分离速度以及挡板的存在可对分离稳定性实现优化。合理控制分离姿态、各子级初始分离速度以及挡板的影响,可以实现设计模型的三级安全分离。

超声速下子母弹的分离过程是一种包括多体运动边界与复杂气动流场干扰的多体分离问题。采用嵌套网格技术,对流体力学方程组及六自由度刚体动力学方程组进行了耦合求解,重点研究了子母弹的结构特征(包括子弹的数目、有无弹翼及排列方式等)对分离过程中流场特性的影响。结果表明嵌套网格技术能较好地模拟超声速子母弹分离过程中的复杂扰动流场;子弹体数目越多,弹体间的气动耦合效应越强;尾翼的存在能够极大提高弹体的静稳定性;相较于"圆周型"分布,"中心圆周型"分布趋于加快弹体间的分离。