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。     

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。     

坦克底盘角振动对火炮射击精度影响机理研究

实车试验表明,在行进间射击试验时,当车辆超过一定车速(行进间射击车速)时,射击精度或射击命中率会发生大幅度的下降。针对这个问题,建立了坦克底盘角振动导致的射击偏差的数学模型;并结合实车试验数据,对射击延迟时间内底盘角振动造成的火炮射击偏差进行了全面分析。分析研究表明:在相同的行驶车速条件下,车辆底盘角速度、姿态角变化量随着射击延迟时间的增大而增大;在相同的射击延迟时间内,车辆底盘角速度、姿态角变化量与射角偏差随着行驶车速的增大而增大;其中射角偏差引起的目标距离偏差是弹丸横向速度导致的目标距离偏差的3倍~5倍。因此,随着行驶车速增加而增加的射角偏差增大是行进间射击车速受限的主要原因。     

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。     

提高多管火箭炮发射火力密度研究

为了提高某多管火箭炮火力密度,提出采用两管对称齐射的方法缩短发射时间,减少火箭弹初始扰动的方案。建立多管火箭炮多体动力学模型,根据发射顺序的基本编制原则和考虑火箭炮采用两枚弹同时发射的影响因素拟定射序,对整个发射过程进行仿真,得到火箭初始扰动计算的火箭炮动态特性数据。经与原单发发射时对比,有效提高发射火力密度,并且也有利于提高火箭射击密集度。     

基于耳轴轴承非线性的炮口响应分析

针对火炮耳轴轴承接触的非线性问题进行研究,推导了耳轴轴承接触刚度计算式,提出在ADAMS中考虑间隙和接触非线性的转动铰建模方法．基于多体动力学和接触理论,建立考虑耳轴轴承间隙的某自行火炮发射动力学模型,并对不同间隙水平下的炮口垂向扰动情况进行分析．仿真结果表明：由于非线性的存在,随着间隙水平的增加,3个垂向扰动指标（角位移、速度、角速度）并非单调或线性变化,但其在取值区间上存在一个平稳值（0．22-0．28mm）,耳轴间隙在该范围内能够保证射击精度的稳定性．     

基于虚拟样机的舰载火箭发射精度仿真研究

为了分析舰载火箭发射初始扰动对射击精度的影响程度,针对舰载多管火箭深弹发射装置,首先基于ADMAS建立虚拟样机模型,应用多体系统传递矩阵法,建立了舰载发射装置动力学模型;然后,在考虑发射装置构件之间的刚柔耦合情况和影响初始扰动的主要因素的情况下,对发射装置在不同发射顺序、发射间隔和弹种发射时的振动特性进行了仿真研究,结果表明:发射管高低方向的振动幅度大且衰减比较慢,高低方向的振动要远大于与射击平面垂直方向。     

身管自重弯曲对射击精度的影响分析与修正

运用有限元方法计算出身管在自重作用下不同射角时炮口端的弯曲度，得出炮口角随射角的变化关系，分析身管自重弯曲对火炮射击精度的影响，并建立身管弯曲的修正模型。证明身管的自重弯曲是影响射击精度的不可忽略的因素，提出了一种计算弯曲度和修正射击的方法。     

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。     

遥控武器站总体结构参数优化研究

为减小遥控武器站炮口扰动以提高射击精度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、有限元模型和刚柔耦合动力学模型。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,以减小炮口扰动为目标,建立了遥控武器站总体结构参数优化模型。采用多目标遗传算法对总体结构参数进行了优化,优化后炮口振动状况明显改善,与位移相关的起始撼动和与速度相关的起始扰动分别较原方案降低了17.05%和19.04%。     

战斗机近距格斗时航炮命中评估

针对战斗机近距格斗时航炮武器系统命中评估存在的不足,建立了包括探测雷达、火控系统和火力系统误差的评估模型,编制了相应计算程序。对航炮火力系统性能对命中概率的影响进行了计算分析,得到了通过提高航炮射速、增加航弹射击数量及增大射弹炮口初速等手段可以提高命中能力的结论。本评估方法与模型的研究,为未来战斗机各武器系统精度合理匹配提供了理论基础。     

德日争雄(中)——“黄鼠狼”Ⅱ型自行反坦克炮VS一式自行反坦克炮

最重要的指标:攻击力 在对二战中各类反坦克自行炮的比较中,应最先考虑它们的哪一项指标呢? 作为坦克如何优先考虑火力、防御力、机动力这3要素是一个难题,不过一般认为最重要的是火力,其次是装甲,最后是机动性,毕竟将敌人击毁是最重要的。 而反坦克自行火炮是对付比自己强大的敌人,这是建立反坦克自行火炮的原因。基本上,自行火炮使用旧式坦克的底盘,所以与坦克有相近的机动能力,在底盘上设置用装甲板围绕的装甲战斗室,并尽量减轻战斗室的重量,在战斗室中装一门比坦克强1～2个等级的武器。所以,武器的性能是评价     

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。     

某型多管火箭炮射击间隔优化研究

为提高某型多管火箭炮火力密度,对其射击间隔进行优化研究。首先,建立某型多管火箭炮刚柔耦合模型,获得定向器管口动态响应,计算火箭弹起始扰动;然后,求解火箭炮外弹道方程,采用数理统计方法得到多管火箭炮密集度估计值;其次,基于Lanczos法对多管火箭炮进行模态分析,结合火箭炮管口动态响应确定新的射击间隔;最后,将新射击间隔输入动力学模型计算,结果表明在不影响射击密集度的基础上,新的射击间隔缩短发射时间21.4%,有效地提高了多管火箭炮火力密度。     

火炮射击模拟试验装置机液联合仿真

炮口强冲击实现火炮动态后坐是一种新型的火炮射击模拟试验方法。针对该试验方法,采用振动理论分析了其力学原理。基于ATV软件及多体动力学理论,建立了某自行火炮的虚拟样机模型;分别采用ADAMS及EASY5软件,建立了动力系统的多刚体模型及液压系统模型;在以上模型基础上建立了火炮射击模拟试验装置的机液联合仿真模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明该试验装置能较准确地模拟火炮实弹射击时的后坐动态特性,为该模拟试验装置的工程应用奠定了理论基础。     

某型遥控武器站射击密集度仿真与优化

针对提高遥控武器站连发射击精度的问题,在综合考虑某型遥控武器站射击精度影响因素的基础上,通过引进柔性体建立了武器站的射击密集度模型,并通过与试验数据的对比验证了模型的可靠性。利用虚拟样机以缓冲簧刚度和平衡机刚度为设计变量对武器站射击时炮口振动位移进行了优化设计,并得出了最佳设计值,对提高遥控武器站射击密集度具有一定的指导作用。     

基于虚拟样机技术的车载火炮射击稳定性仿真

车载火炮射击稳定性作为车炮匹配性评价重要指标,是车炮匹配性定量化评估与系统优化研究的必要环节。基于SolidWorks建立实体模型,结合Fortran语言编制用户自定义程序,在ADAMS环境中建立了车载火炮发射虚拟样机模型。通过应用变量设计方法对火线高等参数进行参数化设计,可以实现虚拟样机仿真的迅捷化,分析了火线高等结构参数对车载火炮后坐稳定性的影响规律。引入灵敏度分析方法,研究了各结构参数对稳定性影响的显著程度,解决了因参数量纲不同无法比较的难题,获得了火线高、支撑间距、后坐部分质量等备选优化参数序列集。进而对车载火炮的射击稳定性进行了优化,为车炮匹配性总体优化奠定基础。最后,展望了下一步研究的工作重点。     

车载反坦克导弹火力分配优化模型

在车载反坦克导弹指挥控制系统软件设计过程中,火力分配模型在车载反坦克导弹射击中具有极其重要的地位作用,而传统反坦克导弹射击主要是根据攻击区进行划分,并未涉及火力分配问题,这将直接影响车载反坦克导弹作战效能的发挥.而AHP层次分析法是解决火力分配问题的有效模型,根据车载反坦克导弹的作战运用特点,并结合AHP层次分析法理论,建立了反坦克导弹火力分配的优化模型.通过对模型的求解,证明该算法对于某型车载反坦克导弹作战单元火力分配问题切实有效.     

基于随机动力学的火炮射弹散布评估

火炮射击时由于炮口振动参数的大小直接影响着射弹散布，在考虑内弹道诸元随机性的基础上，借助ADAMS／Insight对火炮的炮膛压力进行了随机模拟。基于所建立的火炮虚拟样机模型，采用随机动力学理论，进行炮口随机响应分析。通过建立射弹散布与炮口振动的函数关系进行射弹散布的评估，实现了从武器系统诸元的统计特性到装备性能的评估。     

车载火炮火力与底盘匹配性薄弱环节捕获方法

针对在车载火炮火力与底盘匹配性评估中只评估而未对薄弱环节进行捕获的现状,提出一种基于指标关联度的薄弱环节捕获方法,采用结构熵权法求得指标权重,利用模糊综合评判法对车载火炮进行定量化评估,应用指标关联度法对车载火炮的匹配薄弱环节进行捕获,最后根据薄弱环节捕获结果对车载火炮进行改进,改进后的再评估结果验证了新方法的可行性。