用阳线磨损量表征火炮初速减退量

用药室增长量预估线膛火炮初速下降量精度很低,根据火炮身管烧蚀磨损特点,本文提出了用身管严重磨损段阳线磨损量表征火炮初速减退量,在130mm加农炮上所做试验表明,用该方法可提高大口径火炮初速下降量的预估精度。     

基于刚柔耦合的坦克炮发射动力学仿真分析

炮口扰动是影响坦克炮射击精度的重要因素，为研究弹丸出炮口瞬间的炮口扰动规律，基于多体动力学与有限元方法构建了坦克刚柔耦合的全车动力学仿真模型，该模型考虑了身管的柔性特性，对身管进行了模态分析，得到了身管的模态中性文件。通过仿真，对比了后坐部分最大后坐位移与最大后坐速度的试验值与仿真值，对刚柔耦合模型的仿真结果进行了验证。在此基础上，分析了刚性身管和柔性身管对炮口扰动的影响，结果表明：考虑身管柔性特性的刚柔耦合模型能够有效提高坦克炮射击仿真精度。     

某自动步枪身管内膛破坏特点研究

通过枪管的寿命试验,获取该枪的寿命值。利用MATLAB进行二项式曲线拟合,得到枪管的初速预测模型,并根据内膛表面形貌和断面形貌的显微图像,找出内膛破坏的特点及枪管寿终原因,为今后身管武器研究提供一定的借鉴作用。     

基于混沌量子粒子群的舰炮身管多目标优化研究

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动，优化身管结构，建立了柔性身管的有限元模型并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,证明建立的柔性身管有限元模型是有效的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法，进行身管和炮口的多目标优化，优化结果表明：优化后的炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小，身管质量有所降低，结构更加合理，该优化方法有效可行，为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

双门式炮闩膨胀波火炮内弹道建模与仿真

根据膨胀波火炮的发射原理，针对两种不同开闩方式分别进行讨论，着重对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行内弹道建模与仿真，并将仿真结果与同型号常规封闭火炮的内弹道性能进行对比。结果表明，在相同装填条件下，膨胀波火炮在不影响弹丸初速的前提下能大幅度减小火炮后坐冲量和身管温度。     

弹/枪相互作用引起的运动步枪枪口振动分析

为研究身管结构参数变化对运动步枪枪口振动的影响规律,采用非线性有限元方法建立了运动步枪弹/枪相互作用数值计算模型。借助压力测试系统对运动步枪进行了膛压测试试验;使用高速摄影设备实测了枪口在发射过程中竖直方向的振动规律,通过对比枪口实测数据与数值计算结果验证了模型的正确性。数值模型为研究参数变化对枪口振动的影响提供了理论基础,研究结果对工程实践具有一定实际意义。     

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。     

轮胎对车载火炮射击稳定性影响研究

分析了某车载122 mm火炮的整体拓扑结构,通过考虑轮胎与地面的接触情况,利用ADAMS软件建立了某122mm车载榴弹炮的虚拟样机模型,用Fortran语言编写了炮膛合力和反后坐装置力程序,分别对火炮射击时车轮与地面接触和不接触两种情况进行仿真。基于车载炮炮、车相结合的特点,选取后坐位移、炮口纵向加速度、车架质心位移幅值、上架质心位移幅值为测量量,对比并分析了两种情况对火炮射击稳定性的影响。仿真结果表明,车轮着地射击时,炮口振动较小,射击结束后车体更快恢复稳定。该研究可为相关车载武器提供一定参考。     

Numerical investigation of dynamic interaction with projectile and harmonic behaviour for T-finned machine gun barrels

Machine gun barrels differ from their rifle counterparts in terms of profile. To support high rates of sustained fire, machine gun barrels are made thicker in order to dissipate more heat and maintain their flexural rigidity and thus accuracy, but on other hand they also contribute in weight addition to weapon. This investigation deals with comparison between a conventional machine gun barrel and an improved innovative design having T-fins, both having same weight and chambered in 5.56 × 45 NATO ammunition, to compare their structural and harmonic characteristics which were parameterized by factors such as modal spectrum, directional deformation at muzzle ends during a single shot fire and harmonic behaviour at corresponding range of exciting frequencies. The solid models of both the barrels having same weight, were created using Solidworks. The continuous input data functions were generated by MATLAB using the field tested discreet data points. The generated velocity-distance functions were converted into time dependent functions using integration algorithms to calculate transient parameters such as time steps, excitation frequency range, angle of rotation of projectile and its angular velocity. The dynamic condition simulated the varying nature of forces due to eccentricity in projectile and this data was fed to a time step study using ANSYS transient structural work bench followed by modal and harmonic analysis. The results showed a significant reduction in muzzle end deformation which thus proved that the T-finned barrel, although had same weight as that of the conventional one, but had better structural and harmonic characteristics, and hence it would inherit better firing accuracy.     

基于炮口雷达的初速综合预测技术

初速对火炮的"首发命中"影响较大.因而,预估初速的各种方法纷纷出台.从发射药、火炮两个不同角度分别测算初速偏差是以往的主要方法.初速综合预测技术首次以炮口测速雷达的测量数据为基础预测初速,预测效果和使用等问题被普遍关注.本着应用原则,从工程实现中的焦点问题出发,提供了在现有指挥平台上应用的方法.     

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。     

一种基于“GM(1,1)”模型的火炮初速灰预测方法

火炮初速量测是火炮进行弹道准备中的一项重要内容,运用灰色理论探讨火炮初速预测问题,既有利于提高火炮射击精度的修正,又有利于进一步完善火炮初速测量雷达的使用操作和改进设计。针对火炮初速随机变化的特点,基于灰色理论中的GM(1,1)模型,构建火炮初速灰预测模型,确定预测结果精度检验方法。最后通过一应用实例验证了该方法具有一定的合理性与实用性。     

轮式突击炮行进间射击炮口振动分析及稳定控制

为了研究不同因素对炮口振动的影响规律,建立了轮式突击炮行进间射击多体动力学模型,并与试验结果对比验证了合理性。路面谱采用谐波叠加法建模,在不同路面条件和火线高情况下进行了仿真计算,获得了两种因素对行进间射击炮口振动的影响规律。构建了垂向稳定器模型,进行了联合仿真,对比了有、无稳定器两种情况下的炮口振动。结果表明:炮口振动幅值随路面粗糙度增大而增大;火线高对炮口振动的影响是非线性的;垂向稳定器能有效控制炮口振动,相较于无稳定器情况,开炮前炮口最大高低角和高低角速度幅值分别降低了94.1%和97.4%,开炮后炮口最大高低角振动幅值降低了16.2%。该研究对轮式突击炮的总体设计起到了一定理论支撑,具有重要工程应用价值。     

Design optimization for a launching system with novel structure

A launching system with novel structure using optimization method is investigated to improve the muzzle velocity of guns in this article. This system has two tandem chambers of which the front one is ignited first and the other is ignited after a while. The launching process of this novel system is modelled and a series of different schemes are simulated, to discover the interior ballistic performance of this novel launching system. In order to obtain the optimal loading conditions, an optimization model combined with the combustion model is established. The optimal schemes can improve the muzzle velocity by 20.6% without changing the parameters of barrel. It means that this novel launch system could improve the interior ballistics performance significantly and it still has considerable potential to be ameliorated.     

电磁轨道炮系统建模与分析

轨道炮利用电能将电枢及弹丸推动至超高速,是具有武器应用背景的复杂机电系统。介绍了轨道炮基本原理,在分析了轨道炮电路、运动学、能耗特点基础上,利用MATLAB建立了系统的数学模型,计算了不同电感梯度条件下轨道炮系统的发射电流、电枢速度、溃入炮体能量,分析了发射过程中不同形式的能量损耗及能量利用效率。结果表明,在特定电源参数条件下,一定范围内提高电感梯度值,电流幅值降低,炮口动能和发射效率提高明显。这对研究轨道炮电能应用特点有一定的参考价值。     

身管柔性化对火炮动力后坐试验的影响研究

为研究火炮动力后坐试验过程中身管变形对火炮后坐复进运动的影响,以某自行火炮火力部分作为研究对象,基于多体动力学和有限元方法,构建了考虑身管柔性化的火力部分刚柔耦合动力学模型。该模型中,炮膛合力以样条函数的形式直接作用在炮口前端。通过仿真,对比火炮后坐部分最大后坐速度、最大后坐位移以及最大后坐速度时的后坐位移和时间的仿真值与实弹射击过程中的试验值,结果表明,采用冲击的方式进行火炮后坐模拟试验时,身管柔性特征对火炮后坐复进特性影响较小,也证明冲击式火炮后坐试验装置的研制可行性。     

姿态角单次调整的固体运载火箭耗尽关机能量管理方法

固体运载火箭传统耗尽关机制导方法姿态角调整次数过多,不利于控制系统设计。提出了姿态角单次调整的耗尽关机能量管理策略:以火箭的待增视速度方向为基准,通过计算火箭所需耗费的视速度,优化选取火箭的初、末姿态角;火箭以恒定角速率从初姿态角变为末姿态角,达到末姿态角时保持恒定,直至耗尽关机。仿真结果表明,新方法在满足火箭的终端速度约束条件下,视速度模量耗费百分比超过30%,且姿态角单向调整,有利于控制系统的工程设计。     

A novel launch dynamics measurement system for multiple launch rocket system and comparative analysis with numerical simulations

In this paper,a novel launch dynamics measurement system based on the photoelectric sensor pair is built.The actual muzzle time(i.e.a time duration that originates from the initial movement to the rocket's departure from the muzzle)and the muzzle velocity are measured.Compared with the classical methods,the actual muzzle time is obtained by eliminating the ignition delay.The comparative analysis method is proposed with numerical simulations established by the transfer matrix method for multibody systems.The experiment results indicate that the proposed measurement system can effectively measure the actual muzzle time and reduce the error of classical methods,which match well with the simulation results showing the launch dynamics model is reliable and helpful for further analysis and design of the MLRS.     

基于改进差分进化算法的内弹道参数优化

火炮内弹道参数直接影响其计算结果,内弹道参数优化设计是内弹道分析计算的重要环节。基于经典内弹道计算模型,以火药内弹道计算中最为敏感的燃速指数及其燃速系数为设计参量,以最大膛压及弹丸初速的计算值与测试值一致性为目标,对差分进化算法群体的初始化、变异因子及变异模式进行了改进,对某型火炮的内弹道参数进行了优化计算。优化设计结果表明改进后的差分进化算法满足内弹道设计工程实践要求,为内弹道参数优化设计提供了一种有效的算法。     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究，在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上，采用时频分析和涡流分析方法，建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动，采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动，从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例，仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响，并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明，受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响，弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差，其中炮口扰动引起的偏差最大，其次是弹托分离。