火炮身管抗磨损烧蚀技术及发展动向

火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式,越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。本文简述了身管内膛磨损烧蚀形成机理、常见形式和抗磨损烧蚀破坏的研究目标及有关的技术措施、发展动向。     

火炮身管抗磨损烧蚀技术及发展动向

火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式,越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。本文简述了身管内膛磨损烧蚀形成机理、常见型式和抗磨损烧蚀破坏的研究目标及有关的技术措施、发展动向。     

炮管内膛烧蚀磨损现象的分析

目前国内外对火炮身管寿命的研究表明,火炮身管疲劳寿命低的问题已基本解决,而烧蚀磨损寿命已成为影响其寿命的主要因素。就此介绍了身管烧蚀磨损的特征和危害,并且分析了造成这些特征和危害的原因,最后就解决这些问题提出了相应的措施。     

电磁轨道炮不同截面轨道的特性分析

轨道是电磁轨道炮的重要部件,其性能优劣直接影响轨道炮的发射性能。在传统矩形截面轨道的基础上,设计了凸形和凹形两种不同截面形状的轨道,求解了等高等面积条件下每一种截面的惯性矩,得到了截面参数的最优解。对于每种不同的形状,利用有限元软件MAXWELL对轨道表面电流密度分布进行了三维数值仿真。通过对不同形状轨道的机械和电流特性的对比分析得出:凸形截面轨道具有最大的惯性矩,可以提高电枢的临界速度;而且轨道表面电流密度分布最均匀,枢轨间电接触性能和电流密度分布最好,能很好地抑制烧蚀和电枢局部熔化,因此更适合用于电磁轨道发射。     

线膛火炮身管剩余寿命的神经网络模型研究

利用前馈式人工神经网络方法,根据试验数据,建立了某火炮身管剩余寿命(RL)模型;并用该模型研究了各特征截面内径改变量对弹丸初速改变量的影响,以及弹丸初速改变量与总内径改变量间的关系。     

不同射速对身管内壁烧蚀的影响

为了研究自动武器身管在不同射速条件下的熔化烧蚀状况,利用有限元的方法,用Abaqus软件建立身管的瞬态传热模型。基于传热学的理论,在射速分别为300发/min、400发/min以及600发/min状态下对身管的对流传热进行模拟仿真,得到身管内壁表面在发射过程时的温度。然后建立身管烧蚀模型,再根据所建立的烧蚀模型计算出身管内壁烧蚀的厚度。对比在不同射速下身管的烧蚀情况,得出身管内壁的烧蚀规律。上述研究为合理安排射速以及身管寿命预测提供了有益的参考。     

电磁轨道炮轨道温度场与热应力数值仿真

在电磁轨道炮发射过程中,因热量累积而引起的急速温升与热应力对轨道性能和寿命有着重要的影响。为获得发射过程中轨道温度场及热应力分布情况,在分析轨道热载荷的基础上,建立了热载荷计算模型,并在给定的参数下,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对3种典型截面轨道的温度场与热应力进行了数值仿真。仿真结果表明:轨道温度场与热应力轴向上呈梯度分布,纵向上只扩散到内表面很薄的区域,温度与热应力最大值在电枢初始位置处;相较于矩形与凹形截面轨道,凸形截面轨道温升与热应力较低,性能较好。     

美国电磁轨道发射技术现状及特点分析

以电磁轨道炮为主,介绍美国陆、海军电磁轨道发射技术的发展历程及阶段性研究成果、发展目标与未来规划、研究机构及相关研究方向、潜在应用领域以及近期电磁轨道炮的主要战术技术指标,并对其关键技术特点进行了分析。     

电磁轨道炮的发展困境与利基进路

当传统身管火炮的技术进步接近极限,电磁炮的兴起与发展更加引人瞩目。尽管电磁轨道炮的工作原理十分简单,但在实际操作层面上不仅存在储能装置小型化、发射导轨寿命、制导系统环境适应性等诸多工程技术领域的瓶颈,而且面临资金投入大、研发周期长、工程风险性高等困难。由于这一系列原因的存在,使电磁轨道炮迟迟难以应用于实战。作者试图以经济学领域的"利基战略"为切入,分析探讨电磁轨道炮下一步发展的新思路。研究表明,电磁轨道炮的发展,需要我们有足够的耐心并利用科学合理的发展模式。     

静止条件下多种轨道-电枢形状的轨道炮电流分布仿真

针对等轨道截面、等炮口截面、等长度、等材料和等电流8种典型的轨道-电枢结构,在电枢速度为0 m／s的情况下,采用Ansoftl 2有限元分析软件,仿真分析电流分布特征,得到：矩形截面轨道一长方体结构电枢的轨道炮有最不均匀的电流分布特征,电流主要分布在轨道外表面和电枢后部凹表面,并且分别对应于趋肤效应和电流短路径聚集现象,跑道形截面的轨道一回转体结构电枢的轨道炮有最均匀的电流密度分布．     

电磁轨道炮电感梯度影响因素分析

利用Ansoft Maxwell 14.0有限元分析软件,在考虑和不考虑电枢2种情况下对简单电磁轨道炮电感梯度的影响作对比分析,得出计算电感梯度时有必要将电枢的影响考虑进去的结论.为提高增强型轨道炮的电感梯度,分析不同轨道间距、厚度以及不同炮口宽度对2种增强型轨道炮电感梯度的影响,得出电感梯度随轨道参数变化的规律.     

电磁轨道炮及其脉冲电源技术的研究进展

随着美国第三次\"抵消战略\"的推进,电磁轨道炮等新概念武器成为关注的焦点。在介绍电磁轨道炮的基础上,总结了外军的发展现状和技术瓶颈,详细阐述了电磁轨道炮脉冲功率电源的超导储能技术和变流装置的拓扑结构。研究表明,电磁轨道炮和超导储能技术将是发展的趋势。     

电磁轨道炮铜合金导轨失效研究与应对策略

电磁轨道炮作为未来新型概念武器,自20世纪以来被世界各军事强国广泛研究,但由铜合金导轨失效带来的使用寿命短、发射稳定性差等问题却限制其进一步实战化应用。铜合金导轨主要存在超高速刨削、载流摩擦磨损以及电弧烧蚀等3种失效形式,总结分析了铜合金导轨这3种失效形式的产生机理,在此基础上提出了铜合金材料强化、表面改性与覆层制备、导轨结构优化等解决策略,展望了未来电磁轨道炮铜合金导轨研究方向,以期促进电磁轨道炮的研究与实际应用。     

电磁轨道炮对机场跑道打击的作战能力分析

随着电磁轨道炮武器装备的快速发展,针对其完成机场跑道毁伤封锁这一重要任务所需的作战能力进行了分析研究。首先,建立了子母弹命中精度圆概率误差(circular error probable, CEP)、跑道瞄准点选择、子母弹落点模拟、跑道封锁概率计算等数学模型,并采用Monte-Carlo法对子母弹的落点分布进行仿真模拟;然后,基于飞机最小起降窗口进行搜索计算,仿真分析了电磁轨道炮射击初速、距离对射击误差的影响以及子母弹命中精度CEP、发射弹丸数量及子母弹抛撒半径等相关战技指标对跑道封锁概率的影响。研究结果对电磁轨道炮弹药总体方案设计及武器系统效能优化具有重要的指导意义。     

BP神经网络的身管寿命预测方法

作为影响火炮寿命的炮膛烧蚀和磨损,其作用过程是一个相当复杂的综合过程。到目前为止,还不能建立起一个较好的数学模型来计算火炮内膛烧蚀磨损量。针对这种情况,在实测数据的基础上,提出了采用BP(Back Propagation)神经网络的方法,利用其优越的非线性逼近能力和泛化能力来计算炮膛烧蚀磨损量,并根据最大烧蚀磨损量进行身管寿命预测。     

电磁轨道炮电枢前感应磁场特性及其受力分析

电枢是电磁轨道炮中核心运动部件,也是将轨道炮系统电磁能转化为弹丸动能的媒介,电枢前的感应磁场、通流电流是推动电枢运动的根本原因,也直接决定了轨道炮系统的能量转化率.暂未考虑轨道电阻、电流趋肤效应等影响,基于面电流假设,建立了电枢前电磁感应强度场计算模型,以及电枢所受电磁力模型,基于仿真结果,研究了电枢前感应磁场强度分布...     

基于轨道发射器烧蚀的结构优化设计及有限元模拟

从简单轨道发射器的结构组成和烧蚀机理入手,分析并总结引起简单轨道发射器烧蚀的原因,提出通过改变轨道发射器的结构来改善导轨烧蚀的方法,设计一套结构优化设计方案并对其进行相应的ANSYS有限元模拟,其结果证明该方案能够较好地解决电磁轨道发射器烧蚀的问题。     

美国海军电磁轨道炮研发计划评析

美国海军电磁轨道炮从论证到缩比样机研制已走过了11年的发展历程,其研制进展无论是所达到的指标还是在关键技术的突破方面均走在了美国三军的前列,取得引人瞩目的成绩。美国海军在对舰载电磁炮的需求定位上给予了明确而充分的论证分析,制定了切实可行的发展路线图,并在研发的管理中引入竞争和评价机制,在关键部件的研制上,采取由两个研发团队同时开展竞争的机制,从而把研制风险降低到最小。然而,美海军电磁轨道炮的研发也并非一帆风顺,在装舰对象、炮口动能指标和研发经费等方面都还存在一些变数,认真分析美海军电磁轨道炮在研发过程中的经验,预测其下一步发展趋势,具有一定的参考价值。     

电感储能电源余能回收对轨道炮特性影响分析

对剩余能量进行回收并重复利用有利于提高电感储能脉冲电源驱动电磁发射系统的能量利用效率,剩余能量回收的快慢将直接影响电磁发射系统的发射性能。在电感储能脉冲电源的基础上引入剩余能量快速回收单元可以实现剩余能量快速回收。为研究带有剩余能量回收单元的改进电路对连续电磁发射系统产生的影响,分阶段对改进电路的放电过程进行分析,对一个12模块的增强型轨道炮系统进行建模仿真,并与改进前的电路进行对比分析,进而得到改进电路驱动电磁发射系统的输出特性和发射优点。