大气电场作用下箔条轨迹数值研究
编号:16
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更新:2025-08-11 15:26:00 浏览:6次
口头报告
摘要
针对于目前大气电场下箔条动力学性能的相关研究较少,立足于电场环境在军事战争中的应用,箔条弹的干扰效能不仅依赖于其扩散特性,还与复杂电场环境下的电荷分布和电场力作用密切相关。本文结合大气电场与风场下单根箔条运动轨迹模型和概率统计方法,系统探讨了箔条在现代电子战环境中的运动特性和扩散行为。以箔条弹中单根箔条在无风场与电场环境下的运动行为为基准,逐步引入风场和大气电场,重点分析了箔条弹从与飞机共同运动至喷射分离后独立运动整个过程的运动行为、箔条的气动力-惯性-电场多场耦合效应以及风场和电场交互作用对箔条运动轨迹的影响。通过建立六自由度运动方程,结合四阶龙格-库塔方法,对箔条的运动轨迹进行了数值仿真。研究结果表明,箔条的运动受气动力、惯性力和电场力的耦合影响,电场力通过诱导箔条表面电荷重分布,显著改变了其动力学行为,在X/Y向提供额外加速度(最大位移变化+102.5%),而Z向电场力与重力部分抵消(下落高度减少22.15%)。尽管电场对单轴位移影响显著,但其与风场的交互作用可能进一步放大非线性效应。风场对箔条轨迹的影响具有方向选择性,均匀风和指数风均显著改变箔条在风向轴上的位移,均匀风主导位移变化(X/Y向±4%~253%),而指数风影响较弱(1%~26%)。指数风场的弱影响源于高度相关的风速梯度衰减,其与均匀风的叠加需考虑时空尺度差异。正向组合风效应近似线性叠加(X/Y向),但负向风因空气阻力非线性增强,其中指数风场因高度变化引起的风切变效应增强了非线性空气动力学特性。电场力的作用在特定方向上提供额外加速度,显著改变了箔条的位移量和轨迹形态,尤其是Z向电场力部分抵消重力,减小了下落高度,可延长箔条云滞空时间,适用于对抗慢速扫描雷达。本研究为箔条弹的战术应用和干扰效果评估提供了理论支持,仿真结果验证了风场和电场对箔条扩散特性的复杂影响,为电子战中的箔条投放策略优化奠定了基础。
关键词
箔条;大气电场;均匀风场;指数风场;电荷交换;轨迹偏移量
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