立姿无依托连发武器枪ー肩系统机械导纳测量与分析

影响连发射击武器射击精度的因素很多，在射击过程中，由于火药燃气冲击及运动件间的相互撞击引起枪一肩系统运动状态的变化，导致武器枪口偏移起始量而造成武器连发射击精度变差。为客观地反映武器系统的连发射击精度，研制反映武器系统真实射效的智能有控枪架具有重要的意义。针对立姿无依托连发武器的特点建立主动态下枪一肩系统的抵肩力及枪一肩运动的电测系统，介绍测量系统的组成及枪一肩系统抵肩力的修正方法，利用电测数据求取枪一肩系统的机械导纳函数，采用正交分量法对枪一肩系统的导纳函数进行模态识别，并探讨立姿无依托连发武器系统被动态与主动态的主要差异。     

AR15卡宾枪暴力测试及枪管炸裂瞬间

正暴力测试是一种在极限条件或者非正常使用状态下对武器性能进行的破坏性测试。图为AR15卡宾枪暴力测试展现。测试枪采用M16步枪的标准下机匣、安德森武器公司的AR15卡宾枪标准上机匣和鲨鱼步枪公司的枪机组件。该枪在持续连发射击过程中(每次更换弹匣或弹鼓耗时约10秒),在发射第170发枪弹时,枪口消焰器开始松动并发生旋转,在发射到第830多发弹时,枪口消焰器脱落,随后对枪进行了简单的观察,但未做任何维修,又更换一个新弹匣,大约耗时20秒后继续射击,在发射到第861发弹     

人/枪系统建模和射击精度预估

本文根据德国G_11无壳弹枪的动作原理及其力学特征,建立了简化的多刚体力学模型,并运用模态分析方法分析了枪的振动特性.同时详细讨论了在单发、连发、点射和浮动射击时枪口的跳动量;简单估算了射击精度.     

喷管提升机枪射击密集度技术研究

针对某大口径机枪在连发射击中枪口跳动剧烈导致射击密集度下降的问题,采用喷管反后坐相类似的方法来减小大口径机枪枪口振动。通过对该机枪进行运动学仿真模拟,分析安装喷管前后内弹道变化,枪口振动变化,以及对三脚架振动的影响。结果表明:利用安装喷管的方式可以有效减小枪口和三脚架振动,提高了稳定性。     

名词解释

连发射击(automatic fire) 扣一次扳机,连续发射两发或两发以上枪弹的射击。’点射(burst) 扣一次扳机,发射2～15发枪弹的连发射击。分为长点射和短点射。     

M240发射空包弹

正图为美军用M240 7.62毫米通用机枪发射空包弹进行射击训练。M240通用机枪是美军对FN MAC枪族的官方编号,已发展出众多衍生型号,如M240B、M240L、M240LW等。空包弹是无真实弹头的枪弹,有训练用和发射用两类。训练用空包弹采用常规枪械射击,实弹壳前端收折成星形锥体,具有近于实弹的射击噪声、连发射频(枪口需安装专用助退器)、枪口光焰等射击功能。     

硝烟顿起迷人眼——AR15系步枪连发射击体验

<正>图为一款AR15系步枪连发射击场景。从图中可以看出,采用了内置式消声器的短枪管型AR15步枪在连发射击状态下基本看不到枪口焰,然而机匣上方却出现了火药燃气形成的大团烟雾,这恰恰表明气吹式导气系统的弊端。导气管喷出的大量火药燃气从抛壳窗排出,不仅会呛鼻熏眼,还会阻碍射手的视线,影响射击。另外,枪械长期使用会造成枪机内部积碳,影响武器的可靠性。     

剖析手提式武器的枪口上跳

1 引言 由于武器的结构特点和运动构件的撞击等因素,使武器在射击时会产生向上跳动的现象。尤其是手提式武器,在射击时仅由射手紧紧握持,因此使枪口产生很大的向上跳动。这种跳动给武器的使用带来很多不利之处:对单发武器(如手枪等),由于每射击一发,武器都产生很大的跳动,因而影响武器的命中精度或快速射击时的下一发瞄准;对连发武器(如冲锋枪和自动     

弹道修正弹修正力计算与仿真

修正力的大小、方向和作用点的不同都会影响弹丸的运动特性,对弹丸修正力的研究有利于实现精确修正和降低射击误差的目的。首先在一般无控弹道方程的基础上加入修正力变量得到有控弹道方程,然后利用泰勒公式得到了修正力公式,最后进行了仿真计算,仿真结果对于降低修正误差有一定的参考价值。     

人枪系统参数对射击精度的影响

为使人枪系统具有最佳的匹配效果和客观评价枪械的射击性能,对影响人枪系统射击精度的参数进行研 讨。根据单发卧姿有依托抵肩射击的特点,以多刚体系统动力学为理论基础,应用UG 软件,建立模拟人体枪架发 射动力学仿真模型,分析自动机在人体枪架发射过程中运动特性对枪口位移的影响,得出射击精度实验结果,对影 响射击精度的导气孔直径和复进簧刚度进行分析。仿真分析结果验证了该模型的可行性和有效性。     

旋转稳定二维弹道修正弹在固定舵作用下的角运动特性研究

为研究旋转稳定二维弹道修正弹在固定舵作用下的攻角及速度运动特性,建立了复数形式的角运动方程。推导了固定舵匀速转动时攻角的强迫运动解及固定舵产生阶跃激励时攻角的瞬态、稳态响应解析解;推导了有控时平均速度偏角的解析解,导出了平均偏角的幅值和相位角与固定舵参数的关系;提出了旋转稳定二维弹道修正弹在固定舵作用下的飞行稳定性条件。结果表明：二维弹道修正弹无控时应避免共振,有控时应限制攻角最大增量及平衡攻角幅值;有控时平均偏角的相位角较固定舵滚转角提前一个前置角。研究结果对旋转稳定二维弹道修正弹的飞行稳定性设计及制导方法研究提供了参考。     

固定翼双旋弹动力学特性分析

固定翼双旋弹作为一种特殊的弹道修正弹,在飞行过程中其前体弹道修正引信（CCF）和后体以不同转速绕弹轴旋转。根据固定翼双旋弹气动不对称的特性,推导出固定翼双旋弹的动力学模型,经过模型简化,得到其非齐次角运动方程,根据这个角运动方程对角运动特性和飞行稳定性进行了分析。结果显示：当CCF转速固定时,转速的大小和滚转的方向都会影响弹体的角运动特性,由于弹体的共振,不合理的转速可能引起角运动的不稳定;当CCF转角固定时,弹体可以获得与CCF的鸭翼安装角近似呈正比的弹道修正能力。对固定翼双旋弹的飞行稳定性判据进行了研究,飞行稳定性判据为固定翼双旋弹前后体转速和初始射角的设计提供了参考。     

小口径步枪弹头后效期运动特性试验与数值研究

开展弹头在膛口流场运动特性的研究,在准确理解膛口气流对弹头作用以及提高武器射击精度方面都具有重要意义。以某发5.8 mm口径步枪弹为例,提出了结合高速摄影与阴影照相法,对弹头在膛口流场运动特性进行了试验研究。以试验测试膛压数据为依据,运用耦合内弹道的计算流体力学方法研究弹头在膛口流场中的受力和运动规律。试验结果表明,采用所设计的试验方案可以捕捉到后效期清晰的流场变化和弹头运动。数值计算研究发现：弹头在膛口流场中的运动并非全程加速,冠状气团和火药核心射流的作用是弹头速度变化的主要原因;在轴向力转变时刻,弹头底部仍存在弹底激波。     

高旋二维弹道修正弹的角运动特性

为研究高旋二维弹道修正弹舵控后的攻角与速度偏角的特性,通过在无控弹角运动基础上增加控制组件提供的控制力和力矩,建立了其角运动方程,对起始扰动作用、瞬时控制力作用、长时间控制力作用下的弹丸攻角、速度偏角规律进行了分析。数值计算结果表明:高旋二维弹道修正弹受瞬时控制力作用时,产生的平衡攻角、平均速度偏角的方向与瞬时控制力方向大致相反; 在固定方位舵控力长时间作用下,平衡攻角、平均速度偏角方向与控制力方向近似成180°,相差一个小的角度; 攻角运动是由舵控力产生相反方向的攻角与重力产生向右的动力平衡角合成的,该攻角运动规律将影响弹道的质心运动。研究结果为高旋二维弹道修正弹的控制策略与控制方案设计提供了理论依据与参考。     

某突击炮炮口流场数值模拟研究

为研究突击炮发射时对炮口周边远、近场响应的影响,进行了某突击炮炮口流场数值模拟与分析。针对突击炮发射穿甲弹的高初速、高炮口压力特点,采用可压气体黏性流动的Navier-Stokes方程,建立炮口流场模型,采用Spalart-Allmaras湍流模型,应用Roe-FDS格式,结合动网格技术,在内弹道参数求解的基础上,进行突击炮炮口流场数值模拟。数值模拟结果得到了突击炮炮口冲击波超压分布与扩展特性,及炮口流场温度分布情况。炮口冲击波在远场的传播主要呈现衰减趋势; 在近炮口区域,受到膛内喷出射流的能量补充及强烈的相互作用,形成超压值较高的近场特性。研究结果对揭示突击炮炮口流场特性,预测炮口冲击波对装备与作战人员的危害具有参考价值。     

热身管下小口径枪弹弹头壳材料对其膛内运动的影响规律

针对95-1式自动步枪多发射击过程中枪管温度过高、射弹散布变大的现象,以5.8 mm枪弹为研究对象,开展热身管下不同弹头壳材料对其膛内运动的影响规律研究,并通过射击试验进行验证。基于传热学基本原理,借助有限元手段建立多物理场耦合下弹头膛内运动模型。研究结果表明：常温时铜弹头壳弹头膛内摆角小于覆铜钢弹头壳弹头,增幅随身管温度升高明显;相同膛压条件下,铜弹头壳弹头出膛口速度低于覆铜钢弹头壳弹头,在射击30发和60发后,铜弹头壳弹头出膛口速度随着身管温度升高分别减小2.2 m/s、1.8 m/s,膛内运动时间增加2.6 μs、4.7 μs, 覆铜钢弹头壳弹头出膛口速度分别降低0.7 m/s和增大1.4 m/s,膛内运动时间减小1.7 μs、 0.8 μs;所得研究成果可为轻武器弹药设计提供理论参考。     

固定鸭舵式弹道修正弹二体系统建模

固定鸭舵式二维弹道修正弹修正组件相对弹体具有不同的滚转角速度,传统6D弹道模型不能有效描述弹丸的运动特性和规律。针对该问题,在修正组件和弹体无气动耦合的假设下,研究了修正组件、弹体的运动与弹丸运动的关系,分析了弹丸飞行过程中两刚体间的相互作用,综合两刚体的运动学和动力学方程建立了7D弹道模型。针对某型尾翼稳定弹建立了仿真模型,并对不同面积、不同舵偏角、不同修正组件质量3种状态进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型可有效描述弹丸在飞行过程中的运动状态,且能够反映弹丸的弹道特性和运动规律。该模型可用于该型弹丸的弹道解算,并为该类弹丸的研究提供依据。     

脉冲修正弹药横向修正能力研究

以某脉冲修正迫击炮弹为研究对象,分析了矩形脉冲推力模型的推力效率与发动机工作时间和转速的关系;并基于小扰动理论分析了发动机冲量与攻角最大幅值的关系。在弹体稳定情况下,脉冲冲量越大,弹丸产生速度越大,修正效果越好。最后考虑出炮口速度误差、射角误差和弹重误差,用蒙特卡洛法模拟打靶,得出了异冲量和同冲量两种方案的平均横向修正距离分别为385.8 m和335.9 m;同等工作情况下,异冲量方案横向修正距离优于同冲量方案。     

炮口感应装定线圈的安装角度

炮口感应装定可以逐发修正炮口初速,炮口制退器形状不合或不允许使用炮口制退器时只好将装定线圈装在炮口侧面,作非共轴感应装定。非共轴感应装定对炮口线圈安装角度要求非常高,并且没有设计规范。为此,通过有限元分析软件 ANSYS 仿真优选出非共轴感应装定线圈的安装角度应为60°。仿真与测试表明,在炮口装定线圈与身管夹角为60°时,磁场分布最为合适,空间装定窗口区间最大。     

带扰流片旋转稳定弹动态稳定性

为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明：求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。