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。     

舰炮身管的模态分析与多目标优化

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ABAQUS有限元模型,将有限元模型的模态计算值与模态试验值进行比较,发现建立的柔性身管有限元模型是合理可行的。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。     

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。     

考虑后大架铰接间隙的火炮动力学特性仿真

针对某型火炮大修时,普遍存在后大架连接孔明显增大的现实问题,基于ADAMS软件和接触变形模型,研究了参数化含间隙机械式销-孔连接铰的建模方法,建立了考虑后大架铰接间隙的参数化火炮虚拟样机并进行了VVA验证。基于该模型仿真分析了发射时后大架铰接间隙对炮口扰动和铰接接触力的影响,研究了左右大架不同间隙水平对炮口扰动的交互影响。研究结果表明:后大架间隙的增大恶化了铰链间的受力,增大了火炮的横向散布,但对纵向散布影响较小。     

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。     

基于ADAMS和ANSYS的箭伞系统刚柔耦合仿真分析

为了更加准确模拟空中发射过程和提高其安全性,搭建了空中发射技术的联合仿真系统。首先在Solidworks中建立了运载火箭、载机、阻力伞以及伞绳的实体模型;然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行有限元分析,得到模态中性模型;最后将柔性体代替刚性杆,利用ADAMS进行动力学仿真,实现了基于ADAMS与ANSYS的空投火箭联合仿真。仿真结果表明柔性体对空中发射运动精度和安全性的影响不容忽视。     

基于虚拟样机的导弹落点精度

提出一种研究导弹落点精度的仿真方法.在ADAMS/View中建立导弹虚拟样机,在MATLAB中设计控制算法并构建模块化的仿真系统.研究影响导弹落点精度的随机扰动变量,确定它们的分布规律,产生随机扰动变量的样本并添加到所建立的模型中.通过ADAMS/Controls模块实现虚拟样机和控制系统之间的接口,进行机电联合仿真和模拟打靶.分析仿真结果,评定导弹落点精度.这种方法实质上是蒙特卡罗法,但用虚拟样机代替了传统上使用的数学模型,以增加模型的可信度.     

某车载速射迫击炮连发射击及炮口振动特性分析

火炮射击时的炮口振动是影响火炮射击密集度的关键因素之一。某车载速射迫击炮采用炮闩浮动式自动机构来实现连发射击,为研究该炮连发射击时的动力学特性,建立了考虑悬挂和轮胎参数的全炮动力学模型。利用ADAMS中的函数以及传感器功能,实现了炮闩浮动式自动机构连发时炮膛合力的准确施加,分析了连发射击时的炮口振动特性。该方法具有通用性,对采用浮动式自动机构,前冲定点击发的武器均适用。结果表明,该方法使得炮闩浮动前冲击发过程更加符合实际情况,炮口振动特性与实验相符。为该武器系统的后续研究提供了参考依据。     

自行火炮发动机振动仿真研究

针对某型自行火炮柴油发动机系统,采用Matlab软件的Simulink 工具,建立了整个系统的动力学仿真模型。分别对该模型进行正弦、白噪声信号扰动下的仿真,从系统输出转矩和转速的曲线结果分析,证明了该模型具有较好的可信度。该模型的建立为今后深入开展发动机仿真研究提供了基础。     

二级稳定控制技术在炮长镜分系统中的应用

炮长镜分系统是装甲火控的关键分系统之一,随着未来装甲火控系统围绕高速机动作战概念的提出,对高扰动条件下炮长镜分系统稳定精度提出了更高要求。提出了采用二级稳定技术提高炮长镜分系统的稳定精度,在对二级稳定控制原理的分析和二级稳定理论数学计算的基础上,提出了适合炮长镜分系统的二级稳定方案,并进行了Matlab/Simulink仿真,理论计算和仿真结果证明稳定精度显著提高。     

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。     

舰炮武器系统对导弹目标毁伤概率的数字仿真

以某型反导舰炮武器系统为原型,通过分析舰炮武器系统反导作战过程,利用靶场舰炮武器系统的动态精度试验数据,建立了动态精度计算毁伤概率的数学模型,模拟了舰炮武器系统对导弹目标着发射击的毁伤概率,实现了毁伤概率的仿真计算,仿真结果与实弹射击结果接近.结果表明,应用这种方法,可以实现动态精度预估毁伤概率,为射击试验方案制定提供决策依据,也可以为舰炮武器系统射击效力的鉴定和效能评估提供参考.     

舰炮一维弹道修正弹对岸校射方法研究

一维弹道修正弹是近年来兵器领域新研制的一种低成本信息化弹药，目前对其校射方法尚未有成熟的标准。为此，在分析一维弹道修正弹对岸射击工作原理、计算有无控弹试射的基础上，提出舰炮武器系统使用有控一维弹道修正弹的校射新方法，并确定了校射的组数和发数。分别对使用新方法前后的射击效能进行了数值仿真，结果表明本方法能极大地提高舰炮武器系统的射击效能。所提方法对舰炮武器作战效能的提高具有较强的理论价值和一定的参考意义。     

舰炮对岸射击射击校正量的数学模型

给出了发射点、观测所、目标、炸点不在同一水平面内的对岸射击校正量模型 ,完善了对岸射击校正量的处理。建立了更加符合实际射击条件、更为合理的射击校正数学模型。     

中口径舰炮射击方法分析

中口径舰炮对海上目标的射击方法是射击指挥自动化研究中的一个重要课题。本文研究的中心问题是:海上目标机动时,在效力射中,中口径舰炮射击指挥自动化系统采用何种射击方式,才能确保目标毁伤,获得最好的射击效果。定量分析结果表明:海上驱逐舰类目标进行反炮火曲折运动时,在有指挥仪中口径舰炮效力射中,应对弹着方向偏差进行修正,然后采用同距射。     

目标摆式机动对反导舰炮射击精度的影响

为了探讨目标机动对舰炮武器系统射击精度的影响,采用仿真方法计算了目标末端摆式机动时近程反导舰炮武器系统的命中概率,以图示方式给出多种机动周期、多种摆幅、2种射速条件下的计算结果.结果表明,较小周期的摆式机动可显著降低舰炮武器系统命中概率,提高舰炮射速是增大对机动目标命中概率的有效途径.     

遥控引信技术反导应用

随着中口径舰炮发射率和系统射击精度的提高,以及弹药技术的发展,尤其是高技术引信的应用为提高中口径舰炮武器系统的反导效能提供了一条有效技术途径。针对水面舰艇防御反舰导弹的作战需求,基于中口径舰炮武器系统现有技术状态,提出了应用遥控引信技术提高系统反导效能的技术方案。通过仿真计算和对比分析,阐述了该方案的可行性和有效性,并进一步探讨了系统的相关技术指标和技术实现途径。     

舰炮对空射击无线电近炸引信作用范围定量分析

舰炮对空射击时,对无线电近炸引信作用范围的研究,是评估装有无线电引信炮弹射击效能的基础.为探索舰炮对空射击时,无线电近炸引信的作用规律,在深入分析无线电近炸引信动作特点的基础上,采取定量分析的方法,研究了无线电近炸引信的作用机理.为定量分析无线电近炸引信的作用范围和评估装有无线电引信炮弹的射击效能提供科学的方法和手段.     

虚拟舰炮仿真训练系统的研究与设计

由于进行实弹射击的组织实施复杂,花费多,危险性大,易受天气,海况等条件影响,海军舰艇部队进行的实弹射击训练非常有限,远不能达到实战的需要.基于虚拟现实技术,对舰炮射击仿真训练模拟器的软件、硬件进行了总体设计,研究了炮弹弹道坐标的解算问题,使用Vega结合Creator进行视景系统的开发,研究建立了桌面式的虚拟现实系统.基本实现了舰炮射击仿真训练模拟器的桌面原型系统.