未击发条件下某车载转管机枪动力学特性分析

为了研究某型车载转管机枪在样机试验中连续射击时出现枪弹击发后未发火现象对于机枪射击精度的影响,以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,并基于相同路面建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型.综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,仿真模拟了样机的射击试验过程.对机枪在枪弹完全击发与未完全击发时的情况分别进行了系统动力学分析和外弹道计算,获得了机枪的响应特性和弹着点散布情况.通过对试验数据和仿真结果的对比分析,得出枪弹未完全击发时对机枪射击精度的影响程度,为进一步研制该型车载机枪提供支持.     

射角对某机枪浮动性能影响研究

为了研究在不同射角情况下射击时重力的分力对采用浮动技术机枪的浮动性能的影响,以ADAMS软件为平台,建立某大口径机枪的虚拟样机模型,并将仿真结果与试验测试数据进行比较,证明所建立模型的正确性,然后在不同射角下对其进行动力学仿真,得到机枪射击过程中枪机框和枪身速度、位移曲线。通过对结果数据的分析表明:在不同射角情况下,机枪都能实现近似定速定点击发,而且浮动性能变化很小。     

车辆振动对机枪射击密集度的影响分析

为了研究车辆状态及车辆振动对机枪射击密集度的影响程度,降低车辆对车载机枪射击密集度的不利影响,基于多体动力学、汽车地面力学及气体动力学的理论,建立了车载大口径机枪的动力学模型.分析了机枪射击过程中,车辆处于自由状态及制动状态下车辆的稳定性与枪口的跳动情况,对比分析了不同轮胎刚度对机枪射击密集度的影响.结果表明：机枪射击时制动车辆轮胎或提高车辆轮胎刚度对提高机枪的射击密集度有利.研究结果为车载大口径机枪的运用与总体设计方案的优化提供了方向.     

某车载转管机枪刚柔耦合发射动力学分析

为了研究某车载转管机枪的射击精度,了解武器系统工作的稳定性,基于多体动力学理论,结合车载转管机枪的结构特点,运用ADAMS软件建立了刚柔耦合的车载转管机枪发射动力学模型,利用该模型对车载转管机枪进行了动力学分析,得出其动力学特性,提出了提高机枪射击精度的改进方案,即改变托架结构及与座圈的连接方式,降低机枪射击时的火线高度.分析结果显示,改进方案系统的射击稳定性与动力学特性比原方案有所提高,为武器的研制提供了改进方向.     

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。     

轮式与履带式多管火箭动力学分析

研究履带式多管火箭发射动力学特性并与轮式多管火箭动态特性分析对比,为提高多管火箭射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了履带式多管火箭发射动力学模型及振动特性、动力响应分析和仿真系统,振动特性仿真得到了试验验证。对某轮式和履带式多管火箭振动特性、动力响应、火箭弹起始扰动、射击密集度进行了对比分析。对比分析结果表明,对同一批次火箭弹,轮式和履带式多管火箭的振动特性、动力响应和射击密集度有一定差异,履带式多管火箭的动态性能优于轮式多管火箭。分析结果为提高多管火箭射击密集度提供了直接的方法。     

喷管气流反推技术在改善机枪射击精度中的应用

为了改善机枪系统射击精度,将喷管气流反推技术应用于某12.7 mm重机枪系统,在枪管不同位置设计喷管,并设计了3种喷管工作方案进行比较。根据相关实验数据,建立了准确的机枪系统刚柔耦合动力学模型并进行计算,获得了弹头出膛口瞬时膛口响应。根据外弹道理论,对射击距离100 m弹头散布进行计算,对比了不同喷管作用形式对机枪系统射击精度的改善情况。研究结果表明：喷管以力矩形式作用于枪管时,弹头出膛口瞬时高低方向位移、射角、速度扰动波动小,射向一致性高,对应的散布圆半径R₅₀改善72.3%左右,可有效改善机枪系统射击精度。     

某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究

研究多管火箭炮非满管射击密集度试验方法及仿真技术,提出了一种新的减少多管火箭密集度试验用弹量的试验方法。基于虚拟样机的动力学仿真技术和多岛遗传算法(MIGA)理论,建立多管火箭炮发射动力学参数化仿真计算模型,将其集成在多学科优化设计软件ISIGHT框架中,采用MIGA作为优化控制策略,形成了基于等起始扰动偏差思想的多管火箭炮非满管装填射击密集度试验方案。对满管齐射和非满管连续射击方案的起始扰动和射击密集度进行仿真计算。仿真结果表明,两种方案起始扰动相同,系统密集度预测值满足F检验条件,证明提出的非满管装填射击密集度试验方案是完全可行的,形成的非满管连续射击密集度试验方案可减少试验用弹量41.7%.     

首发浮动的高初速榴弹机枪发射性能研究

为研究采用首发浮动技术的榴弹机枪(GMG)的动力学特性,建立GMG刚柔耦合动力学模型,并进行了20连发动力学计算。通过动力响应研究了浮动参数对射击密集度的影响。采用外弹道理论计算了20连发射击密集度,并与实验值进行比较,对动力学模型的准确性进行了验证。研究了浮动参数对武器架座力及射击密集度的影响规律。研究结果表明:建立的仿真计算模型可以有效预测GMG射弹散布,并可通过合理匹配浮动参数达到提高武器射击密集度、降低武器后坐力的目的。     

基于随机性分析的顶置机枪武器战仿真研究

针对顶置机枪武器站随机性问题,基于ADAMS/Insight平台,以武器膛压的随机性为研究对象,以建立的立靶密集度模型和刚柔耦合动力学模型为基础,利用蒙特卡罗随机数发生器和内弹道模块生成随机膛压曲线,并进行多次随机动力学仿真和射击密集度分析,为机枪武器站射击精度虚拟试验提供理论指导。     

基于isight的某转管武器弹簧缓冲器优化设计

针对转管武器试验过程中出现的后坐阻力和后坐位移过大的问题,以某型转管自动机为研究对象,提出了一种基于isight的缓冲器优化设计方法.基于动力学分析软件ADAMS建立转管武器虚拟样机模型并对其计算结果进行分析.然后基于isight多学科优化技术,以最大后坐阻力作为目标函数,在后坐位移不超过19 mm的约束条件下采用最优拉丁超立方设计方法对缓冲簧设计参数进行灵敏度分析.利用isight集成ADAMS运行程序,采用多目标遗传算法NSGA-II对缓冲簧设计参数进行并行优化设计.实验结果表明:优化后的设计参数与最初方案相比其后坐阻力显著减小,同时该设计方法为转管武器缓冲器优化设计提供了参考依据.     

参数优化在机枪枪架设计中的应用

以某新型机枪枪架弹性变形较大、射击精度较低为背景，以枪架质量为控制目标函数，利用有限元优化分析软件对该枪枪架的结构参数进行了优化设计，使枪架的变形减小、稳定性提高。并对结构优化前后整枪的固有特性和响应特性进行了仿真计算与对比分析，说明结构修改后，武器的射击频率与固有频率的匹配更加合理，连发射击时的射向一致性有了大幅度提高，更好的实现了机枪射击时的动态稳定性。所得结论对于枪架结构参数改进、机枪射击精度的提高具有理论参考价值。     

面向实战的突击炮解命中问题误差分析

在未来战场上,轻便、机动、灵活是地面武器系统的重要特点,对于突击炮,实战中将面临着因敌我双方高机动而使火控系统效能下降的挑战。为应对挑战,笔者通过分析解命中模型误差,建立误差仿真模型,并应用仿真模型计算不同作战条件下的射击提前量误差和命中概率,依据仿真结果分析误差影响规律并提出在实战条件下提高武器作战效能的措施。     

12.7 mm 转管机枪枪口助旋制退器流场数值仿真分析

转管机枪枪口助旋制退装置,是有效提高转管机枪射速(或减小驱动电机功率)和降低武器后坐力的技术途径。提出了一种新型助旋制退器,建立了助旋制退器的三维模型,对结构进行了分析。建立了助旋制退器流场计算模型与控制方程组,使用Matlab软件对内弹道以及后效期进行计算,利用icem-cfd软件进行网格的划分,用Fluent软件完成流场的仿真,并对助旋力矩进行了计算。结果表明,该枪口助旋制退装置可以为武器提供旋转力矩和制退力。     

新型扭簧式平衡机设计

针对小口径武器结构设计的技术要求,提出一种与武器耳轴同轴布置的扭簧式平衡机。该平衡机利用扭转弹簧提供的扭转力矩来抵消武器在俯仰过程中起落部分的重力矩,以此减小重力矩对武器操控带来的负面影响。以遥控武器站为对象,通过建立遥控武器站的虚拟样机模型,对遥控武器站俯仰过程中重力矩、平衡机力矩以及不平衡力矩的变化情况和到达指定射角火炮起落部分停止运动时武器系统的稳定性进行了分析。由仿真结果可知,新型的扭簧式平衡机能够很好地平衡重力矩,并在火炮起落部分停止运动时遥控武器站具有良好的稳定性。     

基于遗传模拟退火算法的转管武器自动机优化设计

针对内能源转管武器自动机影响因素多、约束关系复杂、目标函数值必须是全局性最优值的特点,结合遗传退火模拟算法,建立了以后坐力、系统阻力矩和射速波动最小为目标函数,凸轮曲线槽参数、导气装置、机心结构等主要自动机参数为优化变量的内能源转管武器自动机多目标多参数优化模型.经过优化计算使内能源转管武器的系统阻力矩、射击波动和后坐力都有了较大的改善,为转管武器自动机系统优化设计提供了新思路.     

带膛口助旋制退器的转管机枪动力学建模与仿真

基于气体动力学理论,建立了转管机枪膛口助旋制退器的气体动力学数值模型,以此计算了助旋制退器的助旋力和制退力。通过改变助旋制退器沿枪管轴线的纵向尺寸,分析了助旋力和制退力随管道腔长度的变化规律。结合内能源转管机枪发射动力学模型,分别对未安装和安装有不同长度的膛口助旋制退装置的转管机枪系统进行了动力学仿真。仿真结果表明,在一定范围内增大助旋器管道腔沿枪管轴线长度可以有效地增加助旋力和制退力。安装膛口助旋制退器,能够实现对内能源转管机枪射频的有效提升。     

某球铰式柔性导引仿真与优化

为降低航炮武器系统供弹阻力,根据某直升机武器平台特点,设计基于无链供弹原理的球铰式柔性导引。 分析该球铰式柔性导引的基本结构和工作原理,建立闭合弹带在柔性导引中运动和受力情况的数学仿真模型,并根 据分析结果对导引结构进行优化;通过试验测试该柔性导引在不同工作条件下运动阻力的变化情况,分析影响其工 作性能的因素。结果表明：采用刚、柔结合的球铰式柔性导引能有效降低航炮武器系统供弹阻力,提高供弹可靠性。     

超高射速转管炮新型低功耗凸轮曲线设计

为了降低外能源超高射速转管炮驱动功率,建立了机心组动力学方程,分析了机心组加速度对驱动功率的影响,得出降低机心组加速度可有效降低转管炮所需驱动功率.经分析提出了大角度过渡、没有后直线段和斜直线段的新型凸轮曲线.计算结果表明,在10管9 000 min-1的射频下,该凸轮曲线能降低机心组驱动功率多达110 kW;且射速越高,对降低功耗作用越显著.     

舰炮武器对岛礁上集群目标射击效力指标算法研究

海上编队舰炮武器系统在对岛礁上集群目标攻击中具有独特优势。根据舰炮武器对岛礁上集群目标的射击特点,研究给出了采用集火射击和瞄准点均匀分布射击两种条件下毁伤目标数的数学期望的解析方程式,并通过对参数分解归纳出计算机模拟步骤,为设计不同条件下的射击效力指标的计算提供快速方法。该方法已在某型舰炮的效力分析中得到应用,并与相关试验数据进行了对比,结果有效可信。