余正宁 赵育善

（北京航空航天大学 宇航学院，北京 100191）

带冷罩的自旋弹头在液氮消耗时的姿态模型

余正宁 赵育善

（北京航空航天大学 宇航学院，北京 100191）

研究了带液氮冷屏蔽罩（冷罩）的自旋弹头在自由飞行段中，冷罩多孔介质层内液氮不断消耗时弹头姿态的变化规律.针对工程上无法利用数值计算直接研究多孔介质中液氮消耗对弹头姿态运动影响的问题，以均相模型分析多孔介质层内气液混合物的运动规律，建立了均相介质在离心力作用下的渗流运动方程.对此方程进行无量纲化，分析了均相介质的运动规律，得到了变质量弹头的姿态动力学模型.通过分析与仿真发现，自旋角速度随冷罩内液氮消耗而不断增大，非自旋方向角速度不为零时，其运动频率不断增大，且会产生运动阻尼，但频率变化很小，运动阻尼量级也极小，工程中可忽略冷罩中液氮消耗对非自旋方向的影响.

冷屏蔽罩;渗流;多孔介质;姿态动力学模型

为了达到弹头红外隐身的目的，美国物理学家协会提出了用液氮冷屏蔽罩（简称冷罩）冷却弹头的方案［1］.冷罩由双壁面锥体构成，内外壁之间形成空腔，通入液氮，液氮在双壁面形成的空隙间流动与蒸发，使冷罩维持在低温条件下，进而实现红外隐身的目标.为使液氮在空腔中分布均匀，在腔内填充多孔介质材料.

研究表明［2］:携带冷罩的弹头在5μm波段的红外辐射能量比没有携带冷罩的普通弹头低1012倍……