远程火炮弹丸起始扰动的动力学特性

为研究远程火炮射击时弹丸起始扰动的形成机理,基于凯恩动力学方法建立火炮动坐标系下弹丸动力学模型。基于该模型提出火炮运动环境下的弹丸运动描述方法,给出弹与炮相互作用力和力矩的表达式。结合工程实际,对弹丸在发射过程中运动规律进行理论研究。通过仿真验证弹与炮间隙、弹丸质量偏心、膛内火药气体泄漏以及身管弯曲、身管弹性振动和炮架跳动对弹丸起始扰动的影响。结果表明：膛内火药气体泄漏会造成弹丸膛内运动异常,产生恶劣的起始扰动;身管弯曲和身管弹性振动对起始扰动有明显影响,炮架跳动对弹丸膛内运动及起始扰动影响不是很大;研究成果可为改进远程火炮设计和提高射击精度提供重要理论参考依据。     

影响弹丸起始扰动的火炮结构参数灵敏度分析与优化研究

弹丸起始扰动对火炮射击精度有重要影响,为了减小弹丸起始扰动,建立了某大口径轻型牵引炮弹炮耦合全炮动力学参数化有限元模型,由弹丸出炮口时刻弹丸的角位移、角速度表征弹丸起始扰动,构建优化目标函数,对火炮结构参数的影响程度进行灵敏度分析;同时利用径向基神经网络近似模型方法对弹丸起始扰动进行优化研究。结果表明,摇架臂板厚对弹丸起始扰动影响显著,优化后弹丸出炮口时刻弹丸角位移和角速度均明显减小。该结果可为火炮结构设计提供理论依据。     

大口径火炮弹丸膛内运动姿态测试系统设计

针对大口径火炮射击试验的特点，在分析研究文献「１」所述测试系统的基础上，提出了一种适用于大口径火炮弹丸膛内运动姿态的测试方法，并设计出相应的测试系统，经某大口径火炮系统试验测试证明，该系统工作可靠，测试结果合理，解决了大口径火炮膛内运动状态和炮口起始扰动量的测试问题。     

撞击试验中火炮弹丸的姿态控制研究

作为一种简便、经济的加载方式,火炮试验已被广泛用于高速撞击研究,在导弹战斗部和弹头的终点效应研究中发挥了重要作用。试验中,弹丸的着靶姿态对试验精度具有重要影响。因此针对火炮试验弹丸的短距飞行等特点,对其质心的运动特征进行了分析,计算了典型火炮试验状态下弹丸着靶前的攻角。结果表明:在小于12 m的飞行距离内,不论其稳定性如何,其姿态均不会因俯仰力矩作用而明显改变,从而得出了弹丸姿态主要取决于初始扰动,而与其稳定性关系不大的结论。进一步分析了初始扰动形成的原因及其影响因素,探讨了改善弹丸着靶姿态的对策。由实例分析验证了本文结论。     

弹丸批质量水平的密集度检验方法

弹丸批质量水平的密集度检验方法是考核弹丸批生产质量的重要手段。为了探索新型弹丸批质量水平的密集度检验方法,基于计算流体力学软件和经验公式的弹丸空气动力学参数快速仿真计算方法,分析弹丸的结构误差对气动参数的影响,建立了弹丸气动参数数据库。以Visual Basic为 平台,建立了考虑质量偏心、动不平衡、射角、质量、弹道风等因素的弹丸数学模型,开发了火炮弹丸密集度仿真软件并进行验证。基于仿真软件,进行了随机因素与密集度的相关性分析,得到弹质量、弹径、质量偏心、动不平衡、初始摆动角、初始摆动角速度和初速对高低密集度和方位密集度影响程度的大小顺序,给出了弹丸批质量水平密集度检验方法的流程及应用。研究结果表明,该密集度检验方法在弹丸批质量水平的考核中是可行的。     

某弹丸发射安全性仿真分析研究

为评估某弹丸的发射安全性,基于非线性有限元方法建立精确的弹丸发射系统动力学分析模型.对比分析仿真结果和试验数据,基于上述动力学分析模型,研究发射过程中弹丸质量偏心、推力偏心以及滑块与导轨之间间隙对弹丸横向过载的影响.仿真结果表明:在发射过程中,弹丸质量偏心、推力偏心越大,弹丸横向过载越大,发射系统安全性越差;滑块与导轨之间的间隙越小,弹丸在导轨内的碰撞越剧烈,发射安全性越差.     

火炮回转质心对弹丸起始扰动的影响研究与优化

为了有效提高轻型牵引火炮射击精度,探索了火炮回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动的影响规律;通过调节影响火炮回转部分质心位置的总体结构变量来间接改变质心位置,并在此基础上构建了火炮回转部分质心变化与弹丸起始扰动之间的参数化有限元模型;研究结果发现火炮回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动具有较为明显的影响,在得到回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动影响规律的基础上,利用遗传算法对火炮回转部分质心位置进行了优化,对指导火炮总体结构设计具有一定的指导意义。     

后坐体结构参量对弹丸起始扰动的影响

建立轻型火炮弹炮耦合有限元动力学模型,采用控制单一变量变化的方法,研究后坐体质量、质心位置、动力偶臂变化对弹丸起始扰动的影响.通过动力学计算,减小炮口制退器质量和动力偶臂以及保证后坐体质心位于前后支点之间对降低弹丸起始扰动是有利的,为轻型火炮后坐体结构参量合理匹配提供参考.     

中大口径火炮弹丸外弹道空气动力作用下引信旋松可能性

为了研究中大口径火炮弹丸在外弹道飞行时弹道炸由引信旋松引起的可能性问题,应用FLUENT软件仿真与理论分析,得到了76 mm口径舰炮弹丸在外弹道上飞行时在空气动力作用下引信所受的各种力和力矩系数,由此进一步得到了引信旋松判据所需力矩。对比这些力矩表明,在不考虑微观振动效应的前提下,76 mm口径舰炮弹丸在外弹道飞行阶段不会使引信相对于弹体发生相对转动。     

大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析

以大口径身管火炮发射减旋滑动弹带制导弹药时弹丸-身管耦合系统为研究对象,基于弹塑性有限元理论,建立某大口径火炮线膛身管与制导炮弹耦合动力学有限元模型。数值计算了渐速膛线、等齐膛线、混合膛线（渐速膛线+等齐膛线）3种不同膛线形式和深、浅两种膛线深度条件下,制导炮弹在挤进阶段和膛内运动过程中的弹炮应力、挤进阻力以及弹炮动力学响应,获得了大口径火炮膛线结构对滑动弹带制导弹丸膛内运动的影响关系,为弹炮一体化设计提供了理论参考。     

迫击炮弹丸与身管配合间隙优化设计

针对迫击炮弹丸出炮口时的尾翼颈部折断问题,考虑弹丸前定心部与膛壁的摩擦,建立了迫击炮弹丸与身管耦合系统的有限元模型,对弹丸膛内运动过程进行了仿真计算,得到弹丸起始扰动,以出炮口时刻弹丸起始扰动的位移、角位移和角速度构建优化目标函数,以弹丸与身管配合间隙为设计变量,基于Isight软件提供的多目标优化方法对弹丸起始扰动进行优化设计,得出了相对最优配合间隙值。结果表明,迫击炮弹丸与身管配合间隙对弹丸起始扰动影响显著,优化后出炮口时刻弹丸质心位移、角位移和角速度均明显减小,该结果对迫击炮弹丸与身管的匹配设计具有一定参考价值。     

枪炮射击过程中弹丸与身管相互作用及其影响

枪炮射击时,弹丸在发射药燃烧产生的高温高压燃气推动下与身管发生相互作用。弹丸挤进过程对枪炮内弹道循环有重要影响,其本质是弹丸（弹带）与身管膛壁间的高速冲击摩擦并伴有大变形。弹丸在挤进过程结束后沿导向部向前加速运动过程中,弹带表面发生熔化磨损的几率增大。准静态和实弹射击动态测定的挤进阻力值差别明显,原因在于加载方式不同,摩擦副材料的应变率效应导致其力学性能发生改变,进而影响摩擦学性能,宏观上表现为挤进阻力的变化。发展新型冲击加载实验方法是揭示弹丸挤进过程内在机理的关键手段。弹丸与身管相互作用的深入研究将有助于枪炮和弹药的优化设计、制造与使用。     

弹丸出炮口时间测试方法研究

为了用实验测试方法准确得到弹丸出炮口时间参数,以小口径火炮为实验对象,采用高速摄影法、靶丝通断法、光电法和后坐位移法等4种方法,开展弹丸出炮口时刻的时间参数测试方法研究。用4种方法同时测试同一弹丸出炮口时间,用同一台数据采集系统采集4种信号,以高速摄影法得到的时间曲线为时间基准,将4种时间信号统一到相同时间坐标中。高速摄影法测试最直接、数据最可靠。通断靶丝是被高速燃气流吹断的,而不是被弹头碰断的。先于弹丸泄露的火药气体使光电传感器提前触发。     

舰炮制导炮弹在岛礁战中的应用

根据舰炮制导炮弹(激光制导)在岛礁战中的独特优势,对其在岛礁战中的应用进行研究。分析舰炮制导炮弹在岛礁战中的特点,归纳其对岛礁目标的射击过程,研究不同平台载激光指示器保障舰炮制导炮弹射击指挥。研究结果表明,与导弹和普通舰炮弹药相比,舰炮制导炮弹更适合在岛礁环境下使用。该研究可对未来岛礁战中舰炮制导炮弹的作战指挥、射击保障提供参考。     

某车载炮上架刚度对弹丸起始扰动的影响

建立了某大口径车载炮弹炮耦合全炮动力学有限元模型,考虑了带膛线身管与弹丸的接触碰撞,通过数值计算得到了上架刚度对弹丸起始扰动的关系。分析结果表明,上架刚度与弹丸起始扰动并非单一的线性关系,且并非上架刚度越大对弹丸起始扰动越有利。     

大口径弹体高速入水载荷特性研究

针对未来海上平台发射大口径抛射体入水冲击载荷问题,为了研究速度接近200 m/s时,不同速度、入水角度以及攻角对大口径平头弹体入水径向载荷以及轴向载荷的影响,基于LS-DYNA软件,采用多介质ALE方法,对速度在150～190 m/s,入水角度在45°～60°之间,具有3°～7°攻角的弹体入水模型进行数值模拟。结果表明:在同一入水速度的情况下,轴向载荷峰值随入水角度的增加而增加,径向载荷峰值随着入水角度的改变有一定的波动; 在入水初期,径向载荷到达峰值后慢慢趋于稳定并收敛于0; 径向载荷的峰值出现在轴向载荷撞水瞬间产生的第1次小峰值时刻; 正攻角会使弹体产生顺时针旋转的径向载荷,负攻角会使弹体产生逆时针旋转的径向载荷,载荷大小随着攻角数值大小的增大而增大。     

舰炮制导炮弹军事需求分析

从打击岸上目标、打击海上目标和防御空中目标3个方面对舰炮制导炮弹的军事需求进行了分析，发展舰炮制导炮弹可有效弥补海军现役舰载武器系统对岸攻击能力不足的弱点，在登陆作战、对海作战和对空防御方面将发挥重要作用，对我海军装备建设也具有重要意义。