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《高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化 摘要：本文以高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置的發(fā)射架、彈丸拉頭的空氣動力學(xué)特性和流動規(guī)律為主要研究對象，基于流體力學(xué)、空氣動力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)CFD，對發(fā)射架、彈丸拉頭設(shè)計(jì)與流場數(shù)值模擬相關(guān)問題進(jìn)行了研究。 關(guān)鍵詞：發(fā)射架；流體力學(xué) 【中圖分類號】G712 近些年來由于高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置這種非致命武器在軍事、維護(hù)治安和野外勘察等多種領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，這種非致命性武器的相關(guān)研究在全世界范圍內(nèi)也受到了越來越多地重視。高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置的發(fā)射架、彈丸拉頭的空氣動力學(xué)特性和流動規(guī)律為主要研究對象，基于流體力學(xué)、空氣動力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)CFD，對發(fā)射
2、架、彈丸拉頭設(shè)計(jì)與流場數(shù)值模擬相關(guān)問題進(jìn)行了研究，具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。 高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置在國外自問世以來，便迅猛占領(lǐng)歐美市場，且目前美、英、法等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在防暴警察身上基本配備了該裝置。為完善我國的司法實(shí)踐，縮小我國和先進(jìn)國家警察裝備的差距，在我國有必要推廣使用和研究此裝置。4 本文先對高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，然后建立了發(fā)射架的三維流場模型，基于Fluent計(jì)算流體力學(xué)軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)湍流模型對發(fā)射架進(jìn)行了三維流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，對模擬結(jié)果進(jìn)行了分析及規(guī)律總結(jié)。先對高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置進(jìn)行建模及模型簡化，利用FLUENT仿真軟件中的流場分析模塊對發(fā)射架及彈丸拉
3、頭進(jìn)行流體特性研究。在氣源及氣壓不變的情況下，通過仿真改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以期模擬得到最高的發(fā)射初速度。依據(jù)仿真結(jié)果，對捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化與改造，這樣既可以為高壓氣動捕捉網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有價值的參考依據(jù)，也可以顯著地減少設(shè)計(jì)成本。對整個流場的流動狀態(tài)和壓力、速度矢量等各種氣動參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，綜合考慮，發(fā)射架的支撐板上孔的直徑為3mm，數(shù)量為4個且導(dǎo)流筒的角度為14°時為最優(yōu)結(jié)構(gòu)，其綜合氣動性能優(yōu)異，具有較大的推廣價值?！ 「邏簹鈩硬蹲骄W(wǎng)發(fā)射裝置為便攜式捕捉網(wǎng)發(fā)射器，其特點(diǎn)是體積小、重量輕、攜帶方便，以便根據(jù)實(shí)際需要可捕捉目標(biāo)，并且此裝置是非致命武器，廣泛運(yùn)用于公安的執(zhí)法工作，也運(yùn)用
4、于鐵路、礦山、資源保護(hù)區(qū)、工廠、銀行、商場及公共娛樂等場所和治安保衛(wèi)工作，在需要制止或捕捉犯罪嫌疑人時，當(dāng)目標(biāo)一進(jìn)入發(fā)射的有效距離時，就可對準(zhǔn)目標(biāo)按下開關(guān)按鈕，射出捕捉網(wǎng)，即能將目標(biāo)罩住。 高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置以壓縮氣體為動力，利用氣體壓力釋放產(chǎn)生的動力，將氣體壓縮到鋼瓶中，利用空氣管里的針尖扎破鋼瓶，使高壓氣體釋放在整個空氣管和回帽里。然后將引發(fā)機(jī)構(gòu)上的開關(guān)按鈕處于開的位置，摁下按鈕，打開保險(xiǎn)鎖，讓高壓氣體穿過引發(fā)機(jī)構(gòu)到發(fā)射架中，推動8個橡膠拉頭帶動捕捉網(wǎng)呈一定角度向前運(yùn)動。網(wǎng)在運(yùn)動過程中迅速張開，遇到前方目標(biāo)時，捕捉網(wǎng)的橡膠拉頭由于慣性作用，自動盤罩目標(biāo)，從而達(dá)到抓捕目標(biāo)的效果。4
5、 建立高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置中的三種外形彈丸拉頭的三維實(shí)體模型、二維流場模型的構(gòu)建，基于計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，采用RNG湍流模型對彈丸拉頭進(jìn)行了二維定常流場數(shù)值模擬分析，得到了整個流場、彈丸拉頭附近的流動狀態(tài)和壓力、速度矢量等分布及阻力系數(shù)等重要?dú)鈩訁?shù)和重要?dú)鈩右?guī)律。數(shù)值仿真研究具有可行性，流線型彈丸拉頭綜合平衡了阻力、壓強(qiáng)、速度等諸多因素，具有優(yōu)良的綜合性能。 在完成了高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置發(fā)射架和彈丸拉頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，改善高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置的密封性能。將高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置空氣管中的U形圈改為V形圈。這些研究結(jié)果對此裝置的改進(jìn)具有重要的指導(dǎo)價值?！ ∫愿邏簹鈩硬蹲骄W(wǎng)的發(fā)射架
6、、彈丸拉頭的空氣動力學(xué)特性和流動規(guī)律為主要研究對象，對發(fā)射架和彈丸拉頭的設(shè)計(jì)與流場數(shù)值模擬相關(guān)問題進(jìn)行了研究。其綜合氣動性能優(yōu)異，具有較大的推廣價值。建立了高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置中的三種外形彈丸拉頭的三維實(shí)體模型、二維流場模型的構(gòu)建，并進(jìn)行了精細(xì)的網(wǎng)格劃分，基于計(jì)算流體力學(xué)CFD軟件Fluent，采用RNG湍流模型對彈丸拉頭進(jìn)行了二維定常流場數(shù)值模擬與分析，對整個流場、彈丸拉頭附近的流動狀態(tài)和壓力、速度矢量等各種氣動參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了阻力系數(shù)等重要?dú)鈩訁?shù)和重要?dú)鈩右?guī)律。數(shù)值仿真研究具有可行性，流線型彈丸拉頭綜合平衡了阻力、壓強(qiáng)、速度等諸多因素，具有優(yōu)良的綜合性能。4 研究結(jié)果既揭示
7、了彈丸拉頭的一般氣動規(guī)律，為研究高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置空氣動力學(xué)提供了一種較為直觀和有效的方式；又證實(shí)了數(shù)值模擬的可信度，為高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置的設(shè)計(jì)、改進(jìn)及研發(fā)工作提供了技術(shù)參數(shù)和新的研究思路?！ 〗榻B密封技術(shù)，并對O形和V形三種密封圈特點(diǎn)進(jìn)行簡單說明，為高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置密封性能的改善提供基礎(chǔ)理論知識。然后對高壓氣動捕捉網(wǎng)裝置空氣管密封性能進(jìn)改進(jìn)，將O形圈改為V形圈?！ 「邏簹鈩硬蹲骄W(wǎng)發(fā)射裝置，對于高壓氣動捕捉網(wǎng)發(fā)射裝置結(jié)
