某型催泪子母弹装药特性研究

为了增大某型催泪子母弹有效射程,提高其处置大规模群体事件的效能。基于弹道学理论,分析了装药特性、弹丸初速及射程之间的关系。运用比较分析法、数字仿真法和MATLAB计算工具,模拟弹丸发射时内弹道过程,获得了该子母弹内弹道曲线,得出了在装药量不变情况下,改变发射药,提高初速,增大射程。通过校核催泪子母弹强度和实弹射击,结果表明:方法安全,简单实用,为催泪子母弹增程设计研究提供参考。     

初速可控舰炮对海上目标命中概率的影响

针对新能源技术发射弹丸初速可控的新特点,研究初速对命中概率的影响。建立海上目标运动模型,利用Cramer-Rao下界理论得到目标运动要素估计误差的计算模型。根据海上目标特点,推导出弹丸外弹道方程及目标命中界计算模型,并对射击误差进行分析,得到弹丸对海上目标的命中概率模型。分析了射击误差、目标距离、弹丸射角和初速对目标命中概率的影响,结果表明对视距内海上目标存在最佳弹丸初速使命中概率达到最大。     

自然风对旋转弹丸外弹道性能影响的仿真研究

为研究自然风对旋转弹丸外弹道性能的影响,基于坐标变换理论考虑了地球曲率变化对刚体弹道模型的作用,分析了自然风对各气动力和气动力矩的影响,建立了非标准条件下的刚体外弹道模型。应用该模型对某105mm榴弹不同风速、风向下的外弹道过程进行仿真,结果表明,自然风对飞行弹丸的攻角姿态有较大影响,进而影响弹丸的射程和方向偏移量;自然风对弹丸攻角姿态的影响在弹丸飞行的初始阶段风速大小起主要作用,而在弹丸飞行的中间阶段则是风矢方向起主要作用。     

非标准条件下旋转弹丸刚体外弹道的建模与仿真

为研究非标准条件下高速旋转弹丸的刚体外弹道性能,基于坐标变换理论建立了地球曲率影响下的外弹道数学模型,分析了自然风对弹丸气动力及气动力矩的作用,并在考虑气温气压及重力加速度变化的基础上得到了非标准条件下旋转弹丸的刚体外弹道模型。利用该模型对某105mm榴弹外弹道进行仿真,结果表明:地球曲率引起旋转弹丸外弹道性能参数值少量增加,且增加量随弹丸射程的增大而增加,验证了自然风对弹丸动态稳定性有较大影响,进而影响弹丸的各弹道参数的结论。     

弹丸被甲材料对步枪精度影响分析

为了研究弹丸被甲材料对枪械射击的影响,分别用H90铜被甲弹和覆铜钢被甲弹进行射击实验,试验得到了不同弹药对应的枪口初速、100 m处射击精度;根据试验结果,建立了弹丸挤进模型;通过仿真计算可得出结论:弹丸被甲的材料不同而使其对应的挤进压力不同,导致内弹道计算结果的不同、弹丸初速与转速出现差异,为步枪精度分析提供一定的参考。     

防空型电磁炮总体方案权衡分析

从命中和毁伤的角度,研究了防空型电磁炮的技术体制,并对防空型电磁炮的口径、有效射程、弹丸质量、破片数量、初速、炮口动能、发射率和精度等总体性能指标进行了权衡分析。     

基于空速传感器的弹道辨识方法

为提高迫击炮弹弹道辨识精度,在迫击炮弹质心运动微分方程的基础上,提出了基于空速传感器的弹道辨识方法。通过测量弹丸速度及所受动压和静压的变化,来相互独立进行初速和射角的辨识,从而解决了以往方法中通过不断迭代来缩小辨识初速和射角的区间而延长了解算时间的问题。通过对弹道仿真数据的分析,从理论上证明了该算法的可行性。仿真结果表明:该方法对弹道的识别精度较高,适合于迫击炮弹的弹道辨识。     

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。     

某尾翼式火箭增程迫弹飞行失稳原因分析

针对某尾翼式火箭增程迫弹弹道飞行失稳的现象，建立了火箭增程迫弹的六自由度弹道模型，仿真分析了该弹丸的摆动角变化规律、全弹道静稳定度、动态稳定度，共振转速、平衡转速等，最终确定共振为该弹飞行失稳的主要原因。为避免弹丸共振的产生，研究确定了该弹的最佳转速范围，通过最大射程及密集度试验结果表明平衡转速为8r～10r时，发动机作用对弹丸飞行影响较小，密集度最好。     

9管38mm催泪弹发射器增程设计

针对国产9管38 mm催泪弹发射器射程较短、高低压发射的特点,采用理论与实验相结合的研究方法,提出了低压室装填发射药和延长身管长度来提高催泪弹弹丸初速的技术途径。利用经典内弹道理论建立了38 mm催泪弹发射过程的内弹道数学模型,并进行了数值模拟;定量分析了身管长度与弹丸初速的关系,运用实体参数化设计软件Pro/Engineer完成了身管长度增加后发射器的平衡设计;利用实弹射击验证了采用低压室内装药和延长身管长度两种方法的可行性。研究工作表明,低压室内装药和延长身管长度均可提高9管38 mm催泪弹发射器初速,也提供了一种简单实用的发射器增程设计方法。     

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。     

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。     

坦克射击过程中炮膛内火药气体温度计算

坦克射击后出现炮膛内壁烧蚀及身管温度上升等问题，其首要因素为火药爆炸燃烧所产生的高温气体。应用内弹道零维模型，以空间平均热力学参数描述坦克射击过程中炮膛内弹道状态，采用四阶龙格一库塔法求解内弹道常微分方程组，计算出内弹道时期火药气体的压力、流速和温度等随时间的变化规律。应用指数函数拟合出后效期炮膛内火药气体温度公式，最后得到坦克整个射击过程中炮膛内火药气体温度的变化规律。通过计算结果与试验数据的对比，验证了计算结果的合理性。此计算结果可为坦克炮身管的烧蚀、热状况及红外辐射特性的研究提供理论依据。     

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。     

Study on performance degradation and failure analysis of machine gun barrel

An increase in the use of the gun barrel will cause wear of the inner wall, which reduces the muzzle velocity and the spin rate of the projectile. The off-bore flight attitude and trajectory of the projectile also change, affecting the shooting power and the accuracy. Exterior ballistic data of a high-speed spinning projectile are required to study the performance change. Therefore, based on the barrel's accelerated life test, the whole process of projectile shooting is reproduced using numerical simulation technology, and key information on the ballistic performance change at each shooting stage are acquired. Studies have shown that in the later stages of barrel shooting, the accuracy of shooting has not decreased significantly. However, it is found that the angle of attack of the projectile increases as the wear of the barrel increases. The maximum angle of attack reaches 0.106 rad when the number of shots reaches 4300. Meanwhile, elliptical bullet hole has appeared on the target at this shooting stage. Through combining external ballistic theory with simulation results, the primary reason of this phenomenon is found to be a significant decrease in the muzzle spin rate of the projectile. At the end of the barrel life, the projectile muzzle spin rate is 57.5% lower than that of a barrel without wear.     

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。     

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．     

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。     

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.