基于结构光的火炮身管内径测量系统设计与实现

针对当前火炮身管内径实时测量精度不高、难以满足部队技术保障需求的问题,采取模块化设计思路,研制了一套基于结构光的非接触式测量系统。该系统利用光学成像模块采集结构光图像,在控制模块的协调下,通过传动模块的带动,实现身管炮膛内径的全程测量。实验表明:标定参数β=0. 010 084 37时,身管内径的测量值基本在154. 85～154. 95 mm之间,与设计尺寸相比,测量误差≤0. 013 mm,能满足设计指标需求。     

火炮身管测径仪伞状定心结构设计

火炮身管内径磨损量是判别火炮寿命状态的主要依据之一,设计了一种基于伞状定心结构的火炮身管内径测量仪器,该仪器由高精度定心机构和测量机构构成.介绍了该仪器主要构件的设计原理,表明其具有结构简单、可操作性强,适合部队战士使用.分析了测量时可能产生的各种误差,并通过对比该仪器与星形测径仪的实验数据,结果表明本仪器具有总体误差小、精度高等优点,完全可以满足部队相关需求,是一款适合部队使用的火炮身管测径仪器.     

基于虚拟仪器的小口径身管内径测量系统设计

针对小孔径身管(尺寸)内径测量较为困难的特点,提出了一种基于虚拟仪器的小口径身管内径测量系统。该测量系统主控制器采用工业PC机,测量仪器为外置驱动,通过激光位移传感器分别测量仪器位置与身管内径,通过串口将数据传输至PC机。使用Lab VIEW编写上位机软件,实现了数据的自动采集、结果显示、报表生成及打印等功能。实验结果表明,设计的小口径身管测量系统是可行有效的,精度满足工程需求。     

基于可靠度的身管强度修正

从分析火炮身管的材料、载荷和结构尺寸的离散性出发 ,进行了基于安全系数设计的身管强度可靠度分析。依据要求的可靠度 ,建立了身管强度设计薄弱区域的强度修正模型。以某型火炮身管为例 ,进行了基于安全系数设计的身管可靠度分析及强度修正     

火炮身管膛线磨损量光学检测方法

火炮身管膛线的技术状态直接关系到火炮的射击精度、射击安全和身管寿命。为了提高检测精度和检测效率,提出了一种基于结构光的火炮膛线磨损量检测方法。通过光学检测装置获取身管内膛结构光图像,利用结构光条的变形量计算膛线的实际高度,进而与膛线标准高度比较得到身管内膛径向实际磨损量。该检测方法实现了对身管膛线技术状态的非接触检测,自动化程度高,标定过程简单可靠。经实验验证,该方法能够实现现役各型火炮身管膛线亚像素级的高精度检测,检测误差小于0.01 mm,对于提高火炮制造验收精度和效率,准确预估火炮寿命具有重要的理论意义和实际应用价值。     

火炮身管无损检测方法

为了延长火炮身管寿命,进一步提高射击精度。研究火炮身管缺陷检测技术,结合身管不同的损伤类型,通过比较不同的身管检测方法,讨论它们的优缺点和发展前景,并得出相控聚焦超声导波检测新技术的优越性,应用在火炮身管检测中,可占据优势地位,使其可以更好地投入到军队的实际应用中,提高作战效能。     

基于改进支持向量回归机的火炮身管寿命预测

为准确预测火炮身管寿命终止时火炮射弹数,根据射击过程中火炮身管磨损量与身管寿命特性,分析了身管膛线起始部磨损量与身管射弹数之间的关系,提出了支持向量回归机算法,并采用遗传算法进行模型优化改进,得到火炮身管寿命预测最优模型。结合两种类型火炮的身管数据,利用该模型对身管寿命进行预测,并与原始支持向量回归机进行对比,通过分析可知改进的支持向量回归机预测效果好、精度高,为火炮在实际应用中身管的寿命预测提供了新的思路。     

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。     

基于脉冲激光加热的火炮身管温度场分析

身管是火炮延寿的重点研究对象.运用Ansys Workbench软件对火炮实弹试验和脉冲激光加热身管试验的受热规律进行了仿真,得到两种情况下身管温度变化规律,通过对比分析发现两者温度变化规律相符.由此设计了脉冲激光加热系统,用于研究身管受脉冲高温时的温度变化规律,并进行了试验.通过对比发现仿真规律与试验结果相符,验证了此系统的可行性,在火炮身管的寿命预测、故障诊断等工作中具有一定的实际应用价值.为身管在高温脉冲作用下的相关研究提供了一种新的研究方法.     

火炮身管锥度对弹丸起始扰动的影响分析

火炮身管设计时,根据强度理论有一段圆锥段,身管圆锥段锥度的大小影响近炮口段身管刚度的大小,刚度大小对于弹丸起始扰动的影响规律值得进行研究。针对这一问题,建立某大口径火炮弹炮耦合全炮动力学有限元模型,计算不同工况下锥度为c=0°、c=0.38°、c=0.73°和c=1.17°时弹丸膛内的运动规律。分析结果表明,对建立的某大口径火炮而言,在保证身管质量、质心不变的前提下,身管锥度越小,即身管近炮口段越粗,身管近炮口段刚度越大,越有利于减小弹丸起始扰动。     

A Measurement System for Railgun Test

A measurement system was designed to measure the railgun's parameters in launching process,which includes Rogowski coil sensor for measuring rail's current,B-dot probe for obversing projectile's velocity in bore,net target for catching muzzle velocity,signal condition circuit and high-speed data acquisition card for analyzing and storing data.Its software was also developed in WINDOWS operational environment via modularized design.The designed sensors and test software were successfully used in a practical electromagnetic railgun system to monitor the process of launching.The test results indicate that the state of launching can be intuitively observed and the parameters are accurately acquired and recorded.The software design method can shorten the development cycle,enhance the system's flexibility and provide the interface for the secondary development.The system shows great reliability.It is an effective and practical measurement platform for further research on the electromagnetic launch system.     

磨损身管下的杆式穿甲弹强度失效计算机模拟

针对某型105 mm钨合金超速脱壳穿甲弹在射击试验时出现的弹体强度失效现象,使用有限元分析软件对其强度进行了分析计算。计算分两种工况：正常状态下的弹体应力应变分布和磨损身管条件下的弹体应力应变分布。根据计算结果,证实了弹体强度失效是由于火炮身管过度磨损的原因所致。     

低成本微小型无人机航姿测量系统设计

根据微小型无人机航姿测量需求,利用MEMS传感器设计了一种低成本的航姿测量系统．针对低成本MEMS陀螺仪本身漂移较大、容易发散、无法完成较长时间较高精度测量的特点,提出一种实时性强、计算量小的信息融合方法．利用地球重力场、地磁场2个参考向量,采用互补滤波对不同传感器的数据进行融合,实现提高该航姿测量系统测量精度的目的．实验结果表明,该航姿测量系统的更新速率达到450Hz,姿态角测量误差〈1°,航向角测量误差〈2°,能够满足微小型无人机航向和姿态测量需求．     

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。     

机载传感器智能管理方法的研究

机载传感器智能管理有利于提高我机平台的隐身性能和传感器的利用效率,使我机在空战中处于有利态势.阐述了机载传感器智能管理的问题、基本概念,给出了传感器管理需要研究的内容,提出基于模糊推理的机载传感器智能管理的研究方案;针对各传感器的工作特点,考虑战场态势因素,研究基于模糊推理的传感器智能管理模型;在此基础上进行传感器智能管理系统仿真和软件设计.     

利用线阵CCD自动测量MSBS中悬浮模型的位置与姿态

以我国自行研制的磁悬挂天平系统为背景,主要研究了利用线阵CCD传感器构建MSBS的模型位置与姿态测量系统以及相应的传感器配置方案、信号转换、测量原理和测量流程等问题。该系统的位置与姿态测量系统以两组共5片线阵CCD作为MSBS中悬浮模型的5自由度位置与姿态传感器,以串联的多级惯性环节电路为脉宽-电压转换电路,将测量信号分别输入控制回路和校准测量回路。文中详细介绍了5片CCD传感器的配置方案及其测量原理,然后研究了使用多级惯性环节实现脉宽-电压信号的转换问题,并对该方案进行了理论分析和仿真,最后研究了利用CCD的测量信号反演悬浮模型位置与姿态的数学原理及其自动测量流程。     

高速磁浮列车气隙磁场测量系统的研究

介绍了高速磁浮列车气隙磁场测量系统研制中的几项关键技术,提出了三维磁敏传感器的设计方法和基于霍尔元件的电压比磁场测量法,并设计了传感器的高精度运动控制系统。所研制的系统具有较高的测磁精度和定位精度,实现了高速磁浮列车气隙磁场的自动测量。     

捷联惯组与炮管之间安装误差角的标定方法

为了保证捷联惯导系统能够正确给出炮管高低角和方位角,必须对捷联惯组和炮管之间的安装误差角进行标定.介绍了利用经纬仪进行安装误差角标定的原理和方法,还提出另外两种计算安装误差角方法,包括利用欧拉角微分方程进行近似积分方法和利用主惯导与子惯导间的传递对准方法.经对比上述三种方法是等效的,其共同特点是炮管必须作高低角运动,并且要求在运动前后横滚角变化很小.最后,通过调炮试验验证了标定方法的可行性.     

一种基于方位时延的水下被动目标运动分析算法研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统.以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础,建立了状态方程和观测方程,运用扩展卡尔曼滤波算法,对系统进行了分析.通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的实际应用前景.     

考虑自重挠度的火炮试验装置身管稳定性校核研究

针对炮口强冲击条件下身管可能出现失稳的问题,将某型火炮试验装置身管近似为一端固定、一端铰支的九阶梯变截面构件．基于有限元软件平台,提取身管各截面在重力作用下的挠度,建立具有初始挠度的身管有限元模型,并验证其在冲击条件下的稳定性．该研究结论为炮口冲击式火炮试验装置的可行性论证提供了科学依据．