火炮射表数据处理中的优化问题

本文详细讨论了火炮射表数据处理中的优化问题,提出了以集合论为工具建立在抽象代数理论基础上的快速选项法,文中对选项中的各种内容进行了充分的数学描述和讨论,给出了几个重要的定理和推论,并提出两种降阶广义正规方程组的求解方法。理论分析和实际计算表明,利用本文提出的快速选项法对给定任意精度可求出最佳的逼近结果。     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

一种钢-铝金属间隙装甲抗小口径穿甲弹的性能研究

为了研究间隙装甲的靶板间距和倾角对装甲抗弹性能的影响规律,设计了一种装甲钢-装甲铝间隙装甲,并进行了不同初速度15.5 mm穿甲弹侵彻该间隙装甲的试验,研究不同弹丸初速下,弹丸和弹靶的破坏形式和破坏机理,在数值模拟和试验结果具有较高的一致性前提下,进一步研究装甲倾角和靶板间距对装甲抗弹性能的影响规律。结果表明：在一定弹靶条件下,装甲倾角较小时(<20°),倾角效应为负效应,装甲倾角较大时(>20°),倾角效应为正效应;当靶板间距小于弹长时,间隙效应呈现负效应,装甲的抗弹性能下降6.7%～18.9%;靶板间距大于弹长时,随着装甲倾角的增大,间隙效应逐渐向正效应转变,装甲的抗弹能力提高25%。研究结果揭示了该钢-铝间隙装甲的抗弹性能,可以为间隙装甲的设计提供有效支持。     

一种防弹玻璃抗大口径穿燃子弹侵彻能力研究

为了研究一种防弹玻璃的抗侵彻机理,基于12.7、14.5 mm穿燃弹开展一种防弹玻璃的抗侵彻试验。通过分析侵彻后靶板的破环形貌,揭示了该型防弹玻璃对穿燃弹的抗侵彻机理。采用ANSYS/LS-DYNA软件对2种口径穿燃弹侵彻该防弹玻璃的过程进行数值模拟,对比分析装甲倾角对2种口径穿燃弹极限穿透速度的影响,以及穿燃弹初速度对剩余速度的影响,获得了该防弹玻璃的抗侵彻机理,并计算得到装甲防护系数。结果表明：弹丸初速度与极限穿透速度相同时,此时的弹道偏离角最大,随着弹丸初速度的增大,弹道偏离角减小;防弹玻璃PC背板的出孔裂缝长度与弹丸初速度成正比增长关系;弹丸初速度相同时,剩余速度随着穿燃弹口径的减小而减小,且随着初速度的增大,差值逐渐减小;通过工程算法得到该型防弹玻璃对12.7 mm穿燃弹的防护系数为0.74。     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

基于Simulink的磨损火炮内弹道仿真

火炮内弹道性能直接决定火炮的首发命中率和首群覆盖率,为提高高膛压滑膛坦克炮射击效果,补偿因烧蚀磨损造成的内弹道性能下降,在分析火炮烧蚀磨损内弹道学理论的基础上,建立了基于烧蚀磨损的滑膛坦克炮内弹道数学模型和基于MATLAB/Simulink的内弹道仿真模型。对滑膛坦克炮内弹道进行了数值模拟,得到了不同烧蚀磨损情况下火炮内弹道性能的变化曲线,将仿真结果与实验数据进行了分析比较,结果表明:仿真结果与实验数据基本吻合。验证了模型的可行性,仿真结果可为磨损火炮的内弹道性能修正提供参考,同时,基于Simulink的内弹道仿真模型的建立更有利于后续模型的工程化应用,可实现与硬件设备的紧密结合,为烧蚀磨损火炮内弹道性能的研究应用提供了新思路。     

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。