Experimental investigation of a cook-off temperature in a hot barrel

The experimental investigations of the effect of contact time/temperature on initiating the cook-off using 7.62 mm calibre cartridge cases (CC) were conducted previously. These cartridges were filled with commercial off-the-shelf (COTS) double based (DB) propellant (Bulls Eye) and were loaded in a hot chamber. The thermal explosion temperature is of great significance to both weapon designers and safety inspectors as it provides the operational limit and safe operating temperature. For CC under test, it was found that the cook-off temperatures of this propellant were encountered with the heat transfer profile of the simulated gun barrel between 151.4 °C and 153.4 °C, with a reaction occurring in less than 300 s after the round was chambered. Usefully, each experiment was found to be consistent and repeatable.     

基于ADAMS和Matlab的大口径舰炮发射系统动力学仿真

利用ADAMS和Matlab/Simulink两大软件的信息交互功能,将ADAMS中的全炮动力学仿真模型生成ADAMS_SUB模块,并将其嵌入联合后坐系统仿真模型中;通过ADAMS和 Matlab/Simulink同步运行对全炮进行发射动力学联合仿真,模拟大口径舰炮发射的全过程,分析全炮的动态响应.对全炮发射动力学联合仿真结果进行后处理分析,观察炮口扰动曲线,进行稳定性分析和炮口扰动分析.根据分析结果,对所建模型及仿真模块进行评价,结果表明,仿真结果与靶场试验数据基本吻合,为物理样机的研制提供了重要的理论参考依据.     

舰炮对海上集群小目标射击的毁伤概率

海上集群小目标是水面舰艇面临的主要威胁之一。以单管大口径舰炮对海上集群小目标射击作为研究对象,对集群目标进行了等效处理,分析了弹种、引信和装药的选择以及效力射中的表尺分配问题,提出多表尺效力射方法,利用该方法对海上集群小目标射击的毁伤概率进行了分析。结果表明,采用该方法并使用空炸榴弹或杀伤爆破弹,可有效破坏敌运输工具,杀伤其有生力量。     

钢质药筒抽筒阻力的理论计算公式

某型自行火炮采用封闭式药仓,使用钢质药筒,要求抽筒率达到百分之百。但由于该炮膛压较高,使得钢质药筒的变形加大,不抽筒率超标严重。通过建立钢质药筒抽筒阻力的理论计算公式,求出了药筒与药室之间的接触压力和抽筒阻力,与实验结果比较,符合较好。为修改火炮结构,提高抽筒率提供了一条理论依据。     

大口径火炮制退机内腔压力测试技术

从火炮反后座装置的特殊结构及测试技术两方面详细分析、总结了我国几种大口径火炮在内腔压力测试时出现不正常现象的原因,并从传感器的机械度、传感器的封装技术、传感器的绝热处理、传感器的频响和排气工装等几个方面改进内腔压力测试的技术工艺方法,并用改进后的方法对155-2型火炮的内腔压力进行了试验,结果表明其工艺方法可准确地测试出内腔压力曲线,从而解决了多年来火炮后座阻力测试技术中存在的关键问题。     

基于最小二乘支持向量机的坦克炮身管剩余寿命预测方法

针对高膛压坦克炮身管剩余寿命预测的难题,结合坦克实弹射击试验数据量少和非线性的特点,基于最小二乘支持向量机构建了坦克炮身管剩余寿命预测模型,给出了模型参数的选取方法,并以某型坦克炮射击试验为基础,对坦克炮身管剩余寿命预测模型进行了验证。结果表明:该模型预测坦克炮身管剩余寿命效果良好。     

多击痕轮廓最小外接圆法测量击针偏心度

针对两个以上的击痕会有重叠不利于单个击痕轮廓圆拟合的问题,提出了一种通过测量多个击痕整体轮廓的最小外接圆来实现火炮击针偏心度检测的方法。首先,对药筒进行单次击发,获得底火上单个击痕的图像,并拟合出单个击痕的圆半径;然后,再对药筒进行不少于3次的击发,任意两次击发之间药筒的旋转角大致相同;最后,对底火上多个击痕的图像进行处理得到其整体轮廓,并解算出该轮廓的最小外接圆半径。轮廓最小外接圆半径与单个击痕圆半径之差即为火炮击针偏心度。采用蒙特卡洛方法仿真结果表明:新方法不受药筒旋转的转角误差和击针偏心度大小的影响,测量均方差数值稳定。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

空域窗射击舰炮火力分布方法

空域窗射击方式是近程防御舰炮武器提高对高速复杂机动反舰导弹射击效力的有效途径，研究论证舰炮射击区域内射弹分布方法是实现舰炮空域窗射击的关键。运用射击效力分析方法，从“软”、“硬”两个途径，研究了射击诸元分布法和炮管预置角法两种空域窗射击火力分布方法，对其火力分布方式、范围及火力密度进行了研究，可为舰炮研制及使用提供参考。     

航炮吊舱与飞机发动机相容性试验

航炮吊舱与飞机发动机地面相容性试验,是为进行空中首次实弹射击是否会引起飞机发动机空中停车事故而进行的摸底试验,涉及到航炮发射时炮口产生的压力场、温度场、所形成的流动变化是否会影响到发动机吞恶劣气流能力。重点介绍了试验过程中所采取的方法和测试手段。通过分析保障空中实弹射击成功的全过程。     

某型自行加榴炮抽筒过程动力学分析

分析了某型自行加榴炮钢质药筒不抽筒产生的原因,简述了火炮抽筒机构改进的措施,建立了抽筒过程的动力学方程,分别对四种方案进行了计算。     

电磁炮外弹道仿真分析

电磁炮初速高、射程远,其外弹道与常规火炮不同。为获得电磁炮的外弹道数据,开展了仿真研究。采用龙格-库塔法解算弹道方程组,计算不同仿真条件下炮口动能32MJ和64MJ电磁炮的外弹道数据,分析最大射程角和最大射高,研究弹形系数、弹丸初速和主要误差对电磁炮外弹道特性的影响。结果表明,电磁炮弹丸初速提高,弹道系数减小,射程增加。仿真结果可为电磁炮的指标选择提供技术参考。     

Theoretical and numerical investigations on the headspace of cartridge cases considering axial deformation and movement

The cartridge case headspace is the axial clearance between the cartridge and bolt of an automatic weapon, and influences the reliability and security of the weapon. Accordingly, theoretical and numerical studies were conducted to analyze the dynamic response of cartridge cases during internal impact considering the initial radial clearances between the cartridge case and chamber. A theoretical model was proposed to predict the cartridge case headspace considering both the deformation and movement of the cartridge case and confirmed by the results of nonlinear finite element simulations. The differences between the results of the conventional static model and the dynamic model were then comprehensively evaluated. The effects of the angle between the cartridge and chamber, the cartridge case material, and the internal impact pressure on the predicted headspace value were also analyzed. The dynamic response of the cartridge case predicted by the dynamic model was more accurate than that predicted by the conventional static model. The internal impact pressure, pressure change rate, and cartridge material were all found to affect the predicted headspace.     

不同射频对车载转管机枪射击精度的影响

为研究不同射频对车载转管机枪射击精度的影响,以某型车载转管机枪为对象,建立了该武器系统的刚柔耦合虚拟样机模型。通过仿真计算车体在制动状态时,机枪以不同射频进行射击的过程,得到了不同射频下车体、机枪架座和枪管的振动特性以及射弹散布。通过对不同射频下仿真曲线对比分析,可以得出射频对机枪射击精度的影响程度。仿真研究结果为该武器的研究与设计优化提供了理论支持。     

Development of multi-physics numerical simulation model to investigate thermo-mechanical fatigue crack propagation in an autofrettaged gun barrel

In this research, a detailed multi-physics study has been carried out by numerically simulating a solid fractured gun barrel for 20 thermo-mechanical cycles. The numerical model is based on thermal effects, mechanical stress fields and fatigue crack mechanics. Elastic-plastic material data of modified AISI 4340 at temperatures ranging from 25 to 1200 °C and at strain rates of 4, 16, 32 and 48 s⁻¹ was acquired from high-temperature compression tests. This was used as material property data in the simulation model. The boundary conditions applied are kept similar to the working gun barrel during continuous firing. A methodology has been provided to define thermo-mechanically active surface-to-surface type interface between the crack faces for a better approximation of stresses at the crack tip. Comparison of results from non-autofrettaged and autofrettaged simulation models provide useful information about the evolution of strains and stresses in the barrel at different points under combined thermo-mechanical loading cycles in both cases. The effect of thermal fatigue under already induced compressive yield due to autofrettage and the progressive degradation of the accumulated stresses due to thermo-mechanical cyclic loads on the internal surface of the gun barrel (mimicking the continuous firing scenario) has been analyzed. Comparison between energy release rate at tips of varying crack lengths due to cyclic thermo-mechanical loading in the non-autofrettaged and autofrettaged gun has been carried out.     

速射转管炮射击精度的影响因素及对策

速射转管炮作为近程反导武器系统的重要一员,射击精度影响着其最终防御效果,通过对速射转管炮特点及其射击偏差机理的分析,研究了转管炮射击过程中身管转速、弹丸初速等多种因素对射击精度的影响,并在转管炮初始设计、弹道模型和校射等方面提出了修正误差、提高射击精度的方法。     

解析方法与数值模拟相结合求解炸药在容器内部爆炸产生的壁面载荷

本文采用总变差递减（TVD）数值方法与强爆炸解析解相结合的手段,求解了炸药在爆炸容器内部产生的作用载荷。计算结果与实验值在几个典型位置进行了比较,二者有良好的符合。与单纯的数值方法相比,本文所探索的方法能有效地克服对称轴附近的数值振荡,不失为确定爆炸载荷的一种新途径。     

基于图像分析的弹丸“出膛时刻”检测算法

现代高炮武器系统在对红外目标进行连续性高炮射击时,首发弹丸的尾焰会对红外观测系统造成严重干扰,会导致红外观测系统短时间内无法观测到目标位置,带来后续弹丸无法精确打击目标等问题。利用红外图像分析技术通过对弹丸出膛时的红外图像特征进行分析,提出了一种基于红外图像分析的弹丸出膛时刻检测算法,从而相对精确地测定出首发弹丸的出膛时刻,为更精确测定弹飞时间和提高武器系统的命中率提供了理论依据和方法支撑。实验结果表明:提出的算法能够相对精确地测定弹丸出膛时刻,算法具有一定的可行性和有效性。     

一种高炮拦阻射击新体制

针对高炮拦阻射击,提出了一种新射击体制,详细叙述了该体制的实现机理,并建立了数学模型。在此基础上,针对某型现役高炮的武器性能参数,探讨了初速序列的确定等关键问题,并进行了数值计算。该体制射击过程中不需要改变方向角和射角,对随动系统的要求大幅降低,可缓解自行高炮系统的随动制约,还可使大量随动性能较差的牵引高炮重新焕发生机。该体制的提出与最终实现对提升高射综合体防空反导作战效能具有重要意义。     

速射转管炮射击校正方法

速射转管炮的使用成功地解决了射速高、寿命长、后坐力小三者之间的矛盾,但另一方面也给舰炮火控系统带来了新的问题。在分析转管炮对弹丸运动影响的基础上,重点描述了速射转管炮射击校正的方法。     

非标准气象条件下火炮外弹道仿真

针对目前弹道仿真均建立在标准气象条件下,无法反映弹道真实情况这一问题,以非标准条件弹道模型为基础针对非标准气象条件改进了气温气压模型并建立了风场模型,应用Matlab/Simulink仿真工具构建对应的仿真模型,最后对某型火炮进行仿真验证并通过对仿真结果分析得出各种气象条件对弹道诸元的影响规律,揭示了气象因素与射击误差的关系,为新型火炮非标准气象条件下弹道研究、火炮模拟器弹道仿真开发以及部队实弹射击提供了参考依据。