为了保证子弹在低过载抛撒环境下能得到较高的子弹抛撒速度，设计了一种新型的活塞式中心抛撒机构，对这种抛撒机构的工作过程进行了研究。这种新型活塞式中心抛撒机构通过带有斜面的弹托来传递活塞对子弹的推力，高压室燃烧低压室做功等方式，降低了初始的推力峰值，实现抛撒过程的低过载。根据此种抛撒机构的工作原理，对活塞、弹托及子弹等进行受力分析，建立了此种抛撒机构的内弹道模型，采用此模型对其内弹道性能进行仿真研究。计算得出，该种新型抛撒机构能提供大于50m/s的抛撒速度并将子弹过载控制在1000g以下。所建立的内弹道模型对此种新型活塞中心抛撒机构的设计具有参考意义。

针对压力和温度大范围变化条件下的高压空气弹射装置,基于改进的对应态维里方程, 建立了内弹道模型。计算了改进的对应态方程的第二及第三维里系数,并以截断到第三维里系数的体积级数形式的维里方程为基础,推导了比热力学能及比焓的解析表达式,获得了动态的热力学参数。进行了数值求解,给出了高低压室的热力学参数变化规律、导弹过载系数及速度。数值实验表明:压缩因子达到1. 107,高压室温度和压力的减小值大于理想减小值,高压空气的综合做功能力偏离理想气体,真实气体效应研究必不可少。

为了获得弹丸表面在高速旋转飞行状态下的温度特性,基于其六自由度(6-DOF) 刚体弹道模型,应用节点热网络法,建立了热流平衡方程组。在气动加热的计算中,利用绕流圆柱换热理论考虑了弹丸旋转产生的影响,通过与弹道模型联立求解,得到了受弹道诸元和气流物性所控制的表面温度场分布。分析了弹丸的发射速度、初始转速、发射角以及气流温度对其平均温度场的影响规律。结果表明:弹丸表面温度随发射速度增加而非线性增加;温度梯度与距弹头的距离呈反比;初始转速越高,峰值温度和温度变化率越大;来流气温越高、发射角越小,平均温度越高。

为研究模块装药的特殊装药结构的内弹道特性,改进和优化装药结构参数,需建立数学模型进行模拟。现有的两相流模型不能直接用于模块装药的计算,根据模块装药的特点对现有模型进行改进和细化,考虑了装药和点火不连续、模块非同时破裂等因素,使其更接近模块装药内弹道实际过程。根据建立的改进数学模型对模块装药内弹道过程进行模拟,并对结果进行验证和分析。模拟结果与实验对比相符,数值模拟显示:在模块装药内弹道过程中存在点传火间断,传火过程更长,模块是按序破裂的。模块破裂时间受模块盒体强度和传火性能影响,模块盒体和传火管端盖强度越大,则模块破裂开始时间越晚,开始破裂到所有模块全部破裂时间跨度更长。

通过理论推导分析了线性调频步进信号（FSCS）体制下弹头进动的微多普勒特征，并结合压缩感知（CS）理论，提出一种基于频谱稀疏FSCS的微多普勒谱图重构方法。该方法可在大幅减少FSCS子脉冲个数的条件下，准确重构出微多普勒谱图信息，同时，有效抑制了谱图中旁瓣的影响。在此基础上，针对CS理论重构出的微多普勒谱图，利用弹头进动微多普勒在谱图上的特征曲线的光滑性，提出一种基于动态规划的弹头进动微多普勒信息提取方法，并利用该方法准确提取到弹头进动微多普勒信息。仿真验证了文中方法的有效性和鲁棒性。