某车载火炮发射动力学参数灵敏度分析及优化

为了对某型车载火炮射击稳定性进行优化,并解决目前车载火炮发射动力学优化中存在的参数分析不全面、关键参数选取凭经验等问题。建立了某型车载火炮发射过程的参数化动力学建模。对较为全面的参数进行了灵敏度分析,对参数灵敏度的变化规律进行了讨论。选取关键参数,用试验设计的方法进行了优化。灵敏度分析得到了28个参数的灵敏度。经过比较认为后坐体质量、驻锄液压缸等效刚度等5个参数为该型车载火炮的关键参数。总结了参数灵敏度随设计值的变化规律。认为某些参数的灵敏度会随着设计值变化而产生较大变化,对关键参数的选取不应仅凭经验。优化结果使得火炮垂直方向最大跳角降低了10.47%,效果明显。     

基于灰色模型的电磁轨道发射装置温度研究

在电磁发射过程中导轨温度受众多因素影响,而其中部分因素很难进行精确分析,为此运用灰色系统的分析方法对电磁轨道发射装置温度进行研究。为获取模型所需实验数据,搭建电磁轨道发射装置测试系统,并借此测量发射过程中的电流、导轨温度、出口速度等数据。由于测量仪器限制,借助ANSYS有限元仿真对测得的导轨温度数据进行修正,以获得导轨内表面温度。基于经典GM(1,N)模型与Simpson公式,提出一种改进型灰色模型,并以此方法对导轨温度展开研究,进一步选取同能级试验,对不同位置处各因素温升贡献度进行讨论。结论为进一步深入研究导轨温度提供参考和依据。     

直流螺旋线圈电磁发射器的能量转换效率

综合考虑换向过程、炮口剩余磁能和电阻的能量损耗等因素,建立等效电路模型,通过理论、数值计算和实验的方法,对比分析了常规螺旋发射器和一种新型螺旋发射器的效率。结果表明:电阻焦耳热损耗的能量最大,其次是换向磁能损失,而炮口剩余磁能损失最小。降低电阻、增大互感梯度、减小驱动线圈单元的匝数、增大工作电流等方式可以有效提高发射器的能量转换效率。然而,较大的互感梯度也会带来较大的换向磁能和炮口磁能损失,造成炮管烧蚀甚至损坏、能量泄放和效率降低。另外,恒流工作模式的螺旋发射器理论效率超过轨道炮,且新型螺旋发射器结构的理论效率接近100%,未来有望在超导或较低电阻的情况下实现应用。     

车载导弹推力偏心初始扰动影响研究

针对随机因素干扰问题,研究了发动机推力偏心对发射精度的影响。基于修正的CraigBampton法和虚拟样机技术,建立了车载导弹垂直发射刚柔耦合动力学模型。通过参数化动力学仿真,基于蒙特卡罗方法获取了以推力偏斜角度为随机变量的多工况导弹姿态样本数据。运用直方图法和极大似然估计法进行数据统计分析,研究了导弹相关姿态的分布规律,明确了推力偏心与车载导弹垂直发射初始扰动的内在关系。研究结果表明,考虑推力偏心影响时,导弹姿态分布规律近似于正态分布。     

发射车液压油缸应力分析与弱磁损伤探测技术研究

调平液压油缸是某型发射车的主要承力部件,探测其结构损伤对确保装备安全具有重要意义。首先对调平油缸受力进行了分析,作为有限元仿真的力学输入,然后建立了三维结构模型,进行了有限元仿真,获取了油缸受力云图,确定了损伤薄弱部位。最后针对油缸结构特点,设计了阵列式弱磁探测设备,并进行了ANSYS磁场仿真。仿真结果表明,阵列式弱磁损伤探测设备能够有效检测出油缸内部缺陷位置和大小。     

电磁发射系统研究现状及应用展望

电磁发射系统作为一种新型发射装置,具有发射速度高、动能大、可控性好、能量转化效率高等特点。通过对电磁发射系统研发历史和当前进展的梳理,反映了其技术难点和未来趋势。根据电磁发射系统的原理结构和使用场景,总结了其在轨道发射、线圈发射和电磁弹射等典型应用方面的技术原理和优缺点,进一步提炼了能量存储、动力调节、发射装置、顶层控制和新复合材料五个方面关键技术,并分别介绍了国内外学者在锂电池/超级电容/超导磁储能等储能新技术、多级拓扑下脉冲电源开关控制、电磁轨道炮和电磁线圈炮发射装置寿命分析、电磁发射状态监测/故障诊断预测以及复合新材料等方面研究的最新进展。在此基础上,概括了民用飞机电磁发射、多目标任务电磁发射、感应式线圈枪、火箭卫星发射、电磁弹射微重力环境落塔等应用场景的研究进展和应用效益,以期为电磁发射系统的研制设计提供参考。     

新型聚能装药球缺药型罩的优化设计

针对现代战场复杂多样的军事目标,提出一种具有多种毁伤模式的新型聚能装药战斗部,根据目标类别可选择地以最佳方式进行毁伤。采用LSDYNA-2D有限元仿真软件,对新型聚能装药进行数值模拟,探究药型罩材料、结构参数(曲率和壁厚)对新型聚能装药性能规律的具体影响,并优化设计球缺药型罩。研究结果表明：数值模拟结果与文献[17]中的试验数据有较好的一致性;新型聚能装药结构中的辅助装置,能使EFP(爆炸成形弹丸)转化成JPC(杆式射流)或JET(射流),实现了毁伤元间的转换;球缺曲率R=2D(装药直径)为新型聚能装药结构形成JPC(杆式射流)或JET(射流)的临界值。当球缺药型罩曲率R<2D(装药直径),新型聚能装药会形成JPC,球缺曲率R≥2D时,则形成JET;优化设计球缺药型罩的材料与结构参数为：球缺曲率R=2.5D、厚度h=0.033D、药型罩材料为铜。此条件下,侵彻深度S达到最大值292.1 mm,约为5倍装药直径。