转管武器外弹道特性的分析与计算

对某转管武器外弹道特性进行了分析,找出了影响外弹道的因素加以修正,并对某转管武器外弹道进行了计算,得出了理论结果,为其外弹道的修正提供了理论依据.     

科氏惯性力对转管自动机终点偏差的影响

转管自动机的科氏惯性力对弹丸终点偏差的影响会降低射击精度和密集度.利用有限元软件对自动机的固有模态进行分析,获取有关参数并根据空间解析几何知识计算身管振动偏角,依据此偏角及科氏定理得到了某转管自动机的科氏惯性力;结合外弹道理论,建立了科氏惯性力对弹丸章动影响的数学模型;研究结果表明:弹丸飞行马赫数影响章动周期的最小弹丸截止转速,马赫数越大,截止转速越高;弹丸弹带部分即将飞出炮口时,科氏惯性力达到最大;起始章动角影响弹丸章动某一方向的外延特性,改变射弹散布与目标的重合度;控制弹丸飞行的动平衡,采用合理的弹丸转速,可有效降低起始扰动.分析结果可为校正终点偏差,提高射击精度和密集度提供理论依据.     

引信惯性机构在炮管磨损下动态响应模拟仿真分析

以引信外弹道环境模拟试验装置原理方案设计为基础,分析旋转弹丸在外弹道上的飞行运动理论,对弹丸及引信运动响应规律进行分析,为弹丸发射及引信安全提供依据.对弹丸飞行过程进行气动力仿真分析,获取解算弹丸攻角马赫运动方程.根据以往射击试验数据,获取弹丸在膛内的受力情况.建立弹丸及引信的三维模型,通过相应的动力学分析,对模型进行...     

多光幕法测量高空弹丸炸点坐标原理与分析

针对高空飞行弹丸命中目标爆炸时的坐标测量,低伸弹道立靶测量系统已不能满足要求,并且不能测出沿弹道方向弹丸爆炸时的坐标.为满足当前新研制的弹丸引信测量指标需求,提出采用高探测灵敏度光电探测靶的多光幕交汇测量原理,建立空间三维坐标测量数学模型,利用高灵敏度闪光探测靶测量弹道方向弹丸爆炸时的坐标,弥补立靶测量系统不能测量该参数的缺陷.运用微分法,从交汇光幕夹角、探测幕厚、测时、测距等方面分析测量误差.通过误差的分析,测量系统在高空工作时,达到指标要求.     

基于MATLAB的迫击炮外弹道模型仿真研究

以常规迫击炮外弹道为研究对象,建立了弹丸质心运动的数学模型,运用MATLAB软件对外弹道模型进行仿真计算,得到了外弹道各参数的仿真数据,通过分析仿真结果,为迫击炮外弹道的优化设计提供了合理的依据.     

抛物线弹道弹丸飞行参数测量模型与 精度分析

现有匀速直线弹道六光幕阵列测量模型无法满足终点抛物线弹道弹丸着靶坐标与飞行速度的测量需求。针对终点弹道测试试验中抛物线弹道的实际,提出一种变速抛物线弹道弹丸飞行参数的测量方法,建立六光幕阵列通用测量模型。综合考虑重力和空气阻力对弹丸运动轨迹的影响,建立弹丸的空间运动方程,结合光幕阵列平面方程和测量得到的弹丸穿过光幕阵列时刻序列,计算出弹丸在预定位置的着靶坐标和飞行速度矢量。对研究的抛物线弹道测量模型与现有的匀速直线弹道模型进行了比较分析,仿真计算了在不同靶距与不同飞行速度情况下2种模型测量数据的差值。对研究的测量算法进行了精度分析。采用六光幕阵列天幕靶和木板靶进行7.62 mm步枪弹的着靶坐标比对试验,结果表明在探测靶面内,着靶坐标测量误差不大于3.5 mm。建立的测量模型拓宽了六光幕阵列在终点弹道的测试领域的应用。     

转镜式高速摄影机角跟踪精度的检测

为了提高转镜式高速摄影机测量弹丸运动轨迹的精度,本文通过合理假设和理论推导,依据弹丸外弹道飞行运动模型得到了弹丸飞行过程的数学模型。结合室内检测条件,设计了用于转镜式高速摄影机角跟踪精度的检测装置并分析了测试原理。用该设备实测了转镜式高速摄影机的角跟踪精度,并对检测装置的测量不确定度来源进行了分析。结果显示:被测转镜式高速摄影机的角跟踪精度为(0.34±0.06)°,检测装置的相对不确定度为3.0″;不确定度来源主要为角度测量不确定度和焦距测量不确定度。实验结果表明,设计的检测装置具有较高的准确度和可靠性。     

九光幕阵列测量终点弹道弹丸飞行参数方法研究

终点弹道段弹丸飞行速度低,受外界因素影响弹丸运动轨迹为变速曲线运动,六光幕阵列测量模型无法准确测量弹丸的飞行参数,针对此类问题,提出一种九光幕阵列测量方法。在现有六光幕阵列阵形上增加了3个与原有光幕对应平行的光幕,通过两点速度衰减公式计算出飞行弹丸的阻力加速度,修正弹丸运动曲线方程,利用六光幕阵列测量公式,实现任意方向飞行弹丸飞行参数的准确测量。结合12.7 mm全弹道测速试验,验证了阻力加速度计算方法的有效性,采用七光幕阵列测量4.5 mm气枪弹着靶坐标,与纸板靶上的弹孔坐标进行比对,在2 m×2 m靶面内坐标测量误差小于3 mm。研究的方法拓宽光幕阵列在终点弹道测量领域的应用,特别适用于弹道系数未知的特种弹丸飞行参数测量。     

火炮外弹道模型仿真研究

以常规火炮外弹道为研究对象,建立了弹丸质心运动的数学模型,在VB语言环境下对外弹道模型进行仿真计算,得到了外弹道仿真数据,对比仿真结果与实验数据,验证了计算模型的可靠性与有效性。     

基于转镜运动补偿的弹丸同步摄影技术研究

弹丸的空间飞行姿态是武器性能的一项重要指标。为了使数字摄影相机实现对高速运动弹丸运行轨迹的成像,设计了一种基于转镜运动补偿的弹丸同步摄影装置。在高速数字相机前设置一面反射转镜,当弹丸进入跟踪视场时,利用转镜的旋转补偿弹丸的空间运动,使得由转镜反射到相机像面的弹丸图像偏移在许可范围内,实现同步摄影过程。实验证明该方法能够满足常规弹丸同步摄影的需求。     

水下枪械内弹道基本方程组的建立及MATLAB仿真

介绍了水下枪械发射的技术特点,分析了水下枪械内弹道与常规枪械内弹道的差异,以弹丸和枪管内水柱作为受力体建立了水下内弹道的简化模型,推导出了水下枪械内弹道基本方程组。利用MATLAB软件对其进行仿真得到的 p-t,v-t,p-x曲线与实验所得到的曲线具有较好的一致性,为水下枪械的设计提供了一定理论依据。     

大口径火炮多发连射炮管热力耦合分析

通过建立一维内弹道学两相流模型和经典圆管瞬态热传导模型,研究了大口径火炮多发连射过程的瞬态传热特性,并用ABAQUS软件进一步分析20发连射时炮管的热结构耦合场。得到某155mm火炮药室部温度场和瞬态热应力场分布规律,为进一步评测炮管的疲劳裂纹和确定剩余寿命提供了参考。     

喷管高效膛口制退器对机枪射击性能的影响

在半开腔膛口制退器基础上进行改进,提出喷管高效膛口制退器的概念,在半开腔膛口制退器两侧引出可水平向后的拉瓦尔喷管,利用火药燃气通过喷管气流的反推作用达到减后坐效果,通过编程进行内弹道计算。运用刚柔耦合动力学理论,对安装喷管高效膛口制退器车载转管机枪系统建立动力学模型,进行动力学仿真计算。计算结果表明,安装喷管高效膛口制退器后,机枪后坐力、后坐位移、膛口角位移和弹丸出膛口时角位移均得到减小,提高了机枪的射击性能。     

弹丸膛内运动研究

弹丸膛内运动是火炮发射过程的重要组成部分,其显著特点是过程极短,受力复杂。身管与弹丸的相互作用,严重影响火炮射击精度,直接制约着武器效能的发挥。对近年来国内外膛内运动情况进行了深入分析,最后指出关键性的待解决问题与发展方向,可为身管与弹丸设计提供一定理论参考。     

A theoretical study for the design of a new ballistic range

The ballistic range has long been employed in a variety of engineering fields such as high-velocity impact engineering, projectile aerodynamics, creation of new materials, etc, since it can create an extremely high-pressure state in very short time. Of many different types of ballistic ranges developed to date, two-stage light gas gun is being employed most extensively. In the present study, a theoretical work has been made to develop a new type of ballistic range which can easily simulate a flying projectile. The present ballistic range consists of high-pressure tube, piston, pump tube, shock tube and launch tube. The effect of adding a shock tube in between the pump tube and launch tube is investigated. This improvement is identified as the reduction in pressures in the high pressure tube and pump tube while maintaining the projectile velocity. Equations of motions of piston and projectile are solved using Runge-Kutta methods. Dependence of projectile velocity on various design factors such as high pressure tube pressure, piston mass, projectile mass, area ratio of pump tube to launch tube and type of driver gas in the pump tube are also analyzed. Effect of various gas combinations is also investigated. Calculations show that projectile velocities of the order 8 km/sec could be achieved with the present ballistic range.     

考虑耳轴间隙的自动炮射击过程动态响应分析

基于多体动力学理论建立了考虑耳轴轴承间隙非线性的某型步兵战车自动炮刚柔耦合发射动力学模型.应用ANSYS有限元分析软件建立了双炮身管结构有限元模型并结合自动炮射击过程中力学特性和约束特性分析建立了自动炮刚柔耦合发射动力学模型;应用有限单元法对耳轴轴承间隙非线性进行了参数辨识,并准确分析了自动炮射击过程中耳轴轴承间隙对炮口扰动的影响,分析结果表明基于有限单元法的间隙非线性参数辨识方法能准确描述含间隙耳轴轴承的接触特性,为分析自动炮射击精度提供了准确的模型基础.     

某超高射速武器身管设计方法

超高射速武器是一种新概念武器,其显著特点是射速高。身管是其关键部件,直接制约着武器效能的发挥。为了设计合理可用的身管,首先使用matlab软件进行数值模拟,得出了在给定条件下身管的受力情况。再对各种强度理论进行分析,在此基础上,采用平均压力法来设计身管。给出了某超高射速武器身管结构尺寸的设计结果。该技术研究可为超高射速武器结构设计提供一定理论参考。     

Characterizations of gun barrel vibrations of during firing based on shock response analysis and short-time Fourier transform

The behavior of shock vibration for a medium caliber gun barrel was experimentally investigated and then, numerical modal analysis, a signal processing technique as well shock response analysis were carried out en route to the detailed analyses. This approach was initiated by identifying mode frequencies from the numerical model and thus the frequencies were clarified using the periodogram together with the spectrogram based on the time frequency analysis. A shock response analysis was employed to draw more physical interpretations regarding the barrel behaviors due to firing shock. In this paper, therefore, the overall process of shock vibration analysis was demonstrated for analyzing the shock behavior of the gun barrel.     

双管火炮异步发射时膛口流场分析

采用计算流体力学方法结合动网格技术建立了双管火炮异步发射时膛口流场的二维数值模拟模型,正确描述了双管不同步发射时炮口流场的激波系结构的形成﹑发展与相互干扰的过程。模拟结果得出双管不同步发射时对弹丸飞出膛口后的飞行姿态影响较大,从而弹丸偏移速度会影响双管火炮的射击精度。     

易熔合金引信弹道安全的气动热力学建模仿真

为使易熔合金引信可靠延期解除保险以保证弹道安全,需要根据弹丸速度确定在安全时间和距离内引信易熔合金的熔点。以瑞士厄利空2ZLa/353式35 mm 双管自行高射炮爆破燃烧榴弹 KZVD 引信为例,从工程的角度出发,简化了外弹道,在初始弹速为1175 m/s 和误差范围为±15 m/s 的条件下,采用气动加热理论对榴弹外弹道起始阶段弹头驻点的温度进行了理论建模计算和仿真验证,通过分析相应弹速下的弹头驻点温度确定出满足安全距离要求的易熔合金熔点温度。仿真结果表明,理论计算与仿真试验确定出1160-1190 m/s 初始弹速范围内的易熔合金熔点温度的结果一致,因此可以利用该热力学模型并根据弹道安全要求来设计相应熔点的易熔合金引信,所用方法可以为高速飞行弹体的热力学研究提供参考。