基于流固耦合的复合结构炮口制退器强度分析

为减小炮口制退器质量并能耐烧蚀,设计一种复合结构的炮口制退器。分别采用炮钢和钛合金材料组成炮口制退器的内、外层结构。以带炮口制退器的炮口流场的瞬态动载荷为计算条件,利用单向流固耦合方法对复合结构炮口制退器进行强度分析。分析结果表明：复合结构炮口制退器可满足强度要求,且质量明显小于全炮钢炮口制退器,可为提高炮口制退器的性能提供一种新的设计思路。     

钛合金在炮口制退器上的应用

为减小炮口制退器质量,提高射击精度和密集度,对钛合金在炮口制退器上的应用进行研究。以计算流体动力学以及有限元理论为基础,综合应用计算流体力学数值仿真技术和有限元分析方法,完成了从炮口制退器炮口流场三维数值模拟到有限元分析的全过程,得出了TC4钛合金和炮钢材料下的炮口制退器应力分布和变形结果。结果表明：在满足使用条件的情况下,T C 4材料的使用能减轻炮口制退器的质量,从而可减小其它部件的设计难度。     

炮口扰动影响参数分析与优化研究

针对减小火炮炮口扰动问题,建立了某型榴弹炮的虚拟样机模型,考虑了后坐质量偏心、土壤介质、高低机传动间隙和蝶形弹簧的刚度与阻尼等因素,以炮口线速度和角速度表征炮口扰动,构建优化目标函数,通过灵敏度分析获得各因素对炮口扰动的影响程度,对炮口扰动进行优化.仿真结果表明,考虑了高低机传动间隙和缓冲制动装置的虚拟样机更能够反映火炮实际发射过程和受力规律,并且可以为炮口扰动优化提供一定依据.     

关于炮口焰测试的研究

炮口焰对中小口径直瞄武器影响很大，减少和消除炮口焰一走是中间弹道学的研究课题之一，炮口焰 的程度及炮口焰的亮度等级，一直为火炮和装药设计者所关心。本文论述了炮口焰亮度的测试方法，此法对可炮口焰，枪口亮度进行定量分析，并为评价和设计消焰器，消焰剂提供参考数据。     

炮口速度误差修正系数的理论推导与应用

为对炮口速度进行实时预测,提出了炮口速度误差修正系数理论推导方法.基于拉格朗日假定的内弹道模型,从炮口速度的解析解出发,通过理论推导,给出了影响炮口速度参量敏感系数的理论表达式和综合表达式.以某130 mm和100 mm火炮为例,计算了装药量、药温、弹丸质量和药室容积对炮口速度误差的修正系数,所得理论计算值与靶场试验值吻合较好.所提出的关于炮口速度的修正方法,包括模型选择、敏感参量的确定及其推导的公式,时炮口速度的实时预测具有理论意义和实用价值.     

复合式炮口制退器上舰研究

随着大口径舰炮炮口动能的大幅度提高,后坐阻力相应增加,舰炮质量也不断增大。针对无炮口制退器后坐阻力太大,加装炮口制退器侧面向冲击波又影响舰面设施的矛盾,利用涡流前喷和消声器的原理,提出了复合式炮口制退器理论技术方案。理论分析和试验表明,复合式炮口制退器能有效解决制退效率和冲击波对舰面设施影响的矛盾,为大口径舰炮安装炮口制退器提供了理论基础。     

炮弹引信炮口保险性能指标分析

炮弹引信炮口保险性能是一项重要的安全性能 ,因而其设计指标也一直是广泛关注的焦点。本文根据《引信安全性设计准则》关于延期解除保险的要求 ,运用弹丸弹道学、爆炸力学和威力设计理论 ,分别从爆炸冲击波和破片杀伤两个方面分析了弹丸安全距离的大小 ,并依此讨论了炮弹引信的炮口保险性能指标。炮弹引信炮口保险距离设计指标不但与弹丸威力有关 ,还涉及弹丸初速。而影响炮弹引信炮口保险性能指标的弹丸特性主要是破片杀伤作用。对于中大口径火炮榴弹和小口径舰炮、高炮榴弹 ,引信炮口保险指标一般可按弹径的4 0 0倍确定。对于初速较低且炸药装填量又较大的某些航炮榴弹 ,引信炮口保险指标从战术需求角度来看则应远一些 ,应达 1 5m甚至 50 m。弹头引信炮口保险距离指标应比弹底引信长 ,预制破片弹引信炮口保险距离指标应比普通榴弹引信的长     

炮口焰抑制方法研究

分析了两种传统的炮口焰抑制方法──采用机械膛口装置的物理方法和在发射药中加化学消焰剂的化学方法的原理，描述了制退消焰器的设计原理、样品和实验结果，提出了一种抑制炮口焰的新方法，即在炮口装置内部涂敷消焰剂消除炮口焰的方法。     

火炮总体设计中几个问题的分析

根据某火炮的结构特点和分析要求，把一些工程元件简化成刚体，另一些工程元件简化成弹簧，用有限多个质量、转动惯量、弹簧和阻尼形成一个离散的参数系统，从而得到火炮系统的简化模型。通过对模型的讨论，运用机械结构动力学的理论，分析了火炮总体参数中的Le值、Ld值、起落部分的刚度系数k以及弹丸的质量偏心和身管的制造误差对火炮发射瞬间的炮口扰动的影响，定量分析了影响炮口扰动的因素。     

基于模糊综合评判的火炮质量评估

针对火炮综合质量评估标准不统一,难以从同一水平上衡量火炮之间的质量状况,以某加农榴弹炮为例,基于模糊综合评判法建立火炮综合质量评价模型,提取炮口动量金属利用系数、炮口初始扰动、火炮跳高、缓冲效率、平均复进速率和炮口动量示性系数作为其质量评价指标;运用层次分析法,综合专家经验构造了判断矩阵,并用和积法计算判断矩阵,得到了各指标的相对权重;通过升半梯形和降半梯形分布函数简化了评判模型中的隶属函数,利用加权求和运算算子得到了火炮的质量状态。     

膛口一维温度场的热力学函数及稳定性分析

针对膛口焰问题提出一个非Ｆｏｕｒｉｅｒ传热模型，并推导出小口径武器膛口轴向温度场的热力学函数解析表达式。最后从非平衡态热力学角度，探讨了膛口轴向温度场的稳定性问题。给出温度场的稳定性判据。这对深入认识膛口现象有一定意义。     

外弹道设计中的弹重最优化问题求解

本文求解了外弹道设计中两个基本而重要的弹重最优化问题,还重新确立了“合理弹重”的概念与判据。两个问题是:给定最大射程X_m,求使膛口动能E极小的最优弹重q~*;给定膛口动能E,求使最大射程X_m极大的最优弹重(?)。本文用定理形式揭示了所述问题的规律性与解法,解算出了相应的特征值表,使问题得到了完善解决。     

膛口二次燃烧温度原子光谱遥测方法研究

描述了用于膛口二次燃烧温度测量的原子发射光谱双谱线遥测方法及测温系统，并给出了7.62mm枪膛口二次燃烧温度的测量结果，测温精度较好，相对误差小于2％，为大口径武器膛口二次燃烧温度的测量提供了新的途径。     

双级装药膛内二次发射内弹道影响因素研究

提出一种采用双级装药进行膛内二次发射以提高弹丸初速的新技术,为提高大口径自动武器的初速提供了一条新思路,并建立了双级装药弹膛内二次发射内弹道模型,揭示了装填条件中弹丸质量配比、装药质量配比、延迟时间和预紧力约束等变化时对膛压和初速的影响规律。     

某大口径轻武器射流噪声的小波分析与数值模拟

针对某带膛口制退器的大口径轻武器射流噪声问题,在实验研究和数据分析基础上,对膛口噪声的气动特性进行探究。利用小波分析方法对实验测得的噪声数据进行分析,将膛口冲击波与膛口脉冲噪声的波形加以区分;采用计算流体力学与计算气动声学耦合算法对膛口噪声进行数值模拟,并将测点位置的噪声数值模拟结果与实验结果进行对比分析,验证该计算方法的可行性;分析了膛口制退器内的激波分布及带膛口装置的膛口噪声场指向性分布。研究结果表明：膛口噪声成分复杂,频带宽且声能较高,膛口制退器引起膛口周围流场的侧向分流,从而影响膛口噪声的指向性分布。     

可燃药筒装药对弹丸初速或然误差影响的分析

分析了可燃药筒对初速或然误差的影响因素及限制办法。根据试验数据及能量分析得出结论：合理控制可燃药筒质量公差及挥分值，可燃药筒本身对初速或然误差的影响是很微小的，甚至不比金属药筒或药包装药差。     

某型火炮弹丸质量偏心对弹丸起始扰动的影响分析

针对大口径火炮定型试验中出现密集度超差的问题,分析了影响弹丸起始扰动的重要参数,重点研究了弹丸质量偏心对火炮射击精度的影响.建立了基于接触理论的弹丸与身管耦合动力学仿真模型,并对弹丸质量偏心位移、速度和角速度引起的扰动进行了数值仿真.结果表明:弹丸质量偏心偏离炮膛轴线是造成炮口扰动的重要因素,建议在大口径火炮定型试验中严格控制弹丸质量偏心.     

消焰剂对大口径火炮炮口烟焰的影响

大口径火炮由于其装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生炮口烟焰的问题较为严重,容易对人员或战地伪装带来威胁.为研究炮口烟焰的生成与发展等相关情况,以某155 mm炮为模拟仿真对象,建立考虑消焰剂的化学反应模型.采用压力隐式算子分割算法,对火炮发射药中添加消焰剂情况下进行火炮炮口全流场模拟仿真.仿真结果表明,在发射药中...     

一种身管武器膛口烟雾总量的测量方法

为了定量测量中大口径身管武器膛口烟雾总量,对武器发射过程膛口烟雾可见光光透过率进行了测量,以光透过率为基础推导出一个与武器发射过程膛口烟雾总量成正比的物理量(特征发烟量)的计算公式,特征发烟量值高低可反映膛口烟雾总量大小。应用该法对某130 mm火炮膛口烟雾进行了可见光光透过率测试,结果表明:发射过程透过率最小值为0.9%,平均值为20.1%,特征发烟量为1830。     

基于 ADAMS 机枪射击稳定性动力学仿真分析

针对大口径机枪射击稳定性低的问题,提出一种利用膛内火药气体能量来减小枪口跳动的稳定控制装置;鉴于枪管在稳定力作用下会发生变形,采用一种支架装置来加强枪管的刚度;基于刚柔糅合、多柔体动力学理论,以ADAMS、Matlab 软件为平台,对改进后的机枪进行仿真,枪口跳动的最大位移值下降了46％,脚架振动的最大位移值下降了41％,射击稳定性得到明显提高。