一种转子式弹头长度及质量在线快速检测分选技术研究

为提高小口径枪弹弹头长度和质量的检测效率和检测精度,研究了转子式弹头长度及质量在线快速检测分选技术,并在此基础上设计了弹头长度及质量在线快速检测分选系统.介绍系统的结构组成、在线长度及质量检测原理;通过对高速上料技术、转子式快速检测技术和螺旋转向等关键技术的研究,提高系统的在线快速检测分选的节拍和精度,并进行样机测试结果分析.分析结果表明:转子式弹头长度及质量在线快速检测分选系统对小口径枪弹弹头长度和质量的在线检测节拍可以达到240发/min,在该节拍下其长度检测精度为5×10-6 m,质量检测精度为0.01 g,小口径枪弹弹头在线检测的效率和检测检测精度有了大幅提升.     

发射药的高速高精度转子式装药及药量控制技术

为了同时保证枪弹装药过程中的高效和高精度,对转子式装药方法的药量控制技术进行研究。介绍转子式装药机构原理,采用弹簧压紧的方式提高计量板寿命和装药精度;通过螺钉旋转调节计量定位块前后位移实现对药量的高精度快速响应控制。介绍了转子式药深检测机构原理,通过检测块的高度反映出药面深度,并对检测不合格品进行剔废处理。实际生产结果表明:生产效率达到240发/min时,装药量的精度均能控制在±0.02 g以内,在枪弹装药装配领域是一个重大的技术突破。     

影响曳光弹曳光性能因素的探讨

本文侧重从零部件强度、弹头稳定性、药剂性能、装药量、压药密度、药面的形状等方面，对曳光弹曳光性能的影响因素进行探讨，提出提高曳光弹曳光性能的有效途径。     

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。     

发射药混同过程静电性能测试及风险评估

为评估发射药混同过程中的静电灾害风险,预防事故发生,自主设计了电阻率、介电常数、电荷积累量等静电参数测试装置,并以11/7单基发射药为典型产品进行测试实验,得到其体积电阻率为1.87×10~(10)Ω·m,表面电阻率为1.06×10~(12)Ω,介电常数为1.88,滑槽摩擦状态饱和荷质比为-1.85μC·kg~(-1);采用ANSOFT MAXWELL软件对11/7发射药混同料筒内的静电场进行仿真计算,得到了直径1000 mm混同料筒内11/7发射药最大静电场强随药面高度的变化曲线,结果表明随着药面高度的增加,料筒内电场强度不断增大,当药面高度达到40 mm时,料筒内电场强度已达到空气击穿场强,存在静电放电风险;对不同直径混同料筒的临界放电药面高度进行模拟计算,得到了临界放电药面高度随料筒直径的变化曲线,结果表明直径100,200,300,400,500 mm的料筒,临界放电药面高度分别为81,46,42,41,40 mm,直径超过500 mm时,临界放电药面高度基本维持在40 mm。     

高温引起的弹头壳铜被甲材料性能变化对弹头膛内运动影响

为了研究高温下铜被甲弹头在膛内运动状况,通过高温拉伸试验得到枪管材料和弹头壳铜被甲材料的力学性能参数,建立了铜被甲弹头在全枪管中的挤进运动有限元模型。该模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲以及铜被甲材料在不同温度时的力学性能。通过数值模拟研究了弹头挤进过程以及弹头在膛内运动姿态,分析了铜被甲弹头在不同温度下的挤进阻力、材料流动及变形。计算结果表明,温度越高,弹头在膛内变形越大,前进阻力也越大,弹头头部铜被甲弯曲程度越厉害;对弹头运动姿态进行分析后发现,温度越高,弹头在膛内摆动角越大,说明了热枪状态下铜被甲弹头的射击精度会下降,射弹散布变大。     

读者信箱

问:被甲弹头中的"被甲"是什么意思? 山东高密 栾乃华 答:被甲弹头中的"被甲"即弹头壳。弹头壳的作用是用来保持弹头的外形,并使弹头的各个元件组成一体,发射时使弹头容易嵌入膛线,从而使弹头在膛内可靠地旋转和密闭火药燃气,减缓弹头对膛线的磨损。弹头壳曾经一度用黄铜制作,因为黄铜具有适应枪弹需要的弹性、塑性、抗腐蚀性等诸多良好性能,只是由于黄铜材料来源有限且成本高,不便大量采用。目前,弹头壳主要用覆铜钢制作。 早期的枪弹,弹头是用铁或铜合金、铅合金制成的单件实心体,没有弹头壳。现在的     

一种弹头涂色标的工艺方法

为解决弹头涂色标现行工艺方法存在的问题,根据弹头涂色标的整体工艺流程,设计一种弹头涂色标和色标烘干的工艺方法和结构布局,并通过实验验证,得出色标烘干的最佳温度和时间趋势图.应用结果表明:该工艺和结构布局能够实现弹头的自动排序、外观检测、自动涂色标并以热风浴形式快速烘干的功能,色标受热均匀,质量稳定可靠,固化时间短,安全程度较高.     

弹头长度连续测量技术

针对装配系统中间歇式长度测量机构的检测效率严重制约弹头装配整体效率的问题,设计一种弹头长度连续测量机构.在间歇式弹头长度测量机构的基础上,通过对测量机构的改进,提高弹头长度检测的效率;通过对不同品种弹头信息的标定和合格品范围的设定,能实现弹头长度的柔性化测量,并通过试验验证.试验结果表明:该技术能缩短弹头物流和测量的总时间,使检测效率提高到90发/min以上,从而提高弹头装配设备的整体生产效率.     

读者信箱

问:曳光枪弹弹头的结构是什么样的?湖北 武汉 李长华答:曳光枪弹是在弹头壳中装有曳光剂,发射时从弹头壳底部向后曳光显示弹道,用于指示射向或修正射击。通常采用曳光管作为曳光弹的发光元件,曳光管直接装在弹头壳内使用,一般由曳光管壳、曳光剂,传火     

自润滑弹头壳用钢摩擦行为研究

为减轻身管內膛磨损,提高身管寿命,提出了采用销盘摩擦方式模拟弹头与身管內膛的摩擦行为方法。利用扫描电子显微镜和光学轮廓仪对销盘摩擦表面分别进行表征,研究了常用弹头壳用材和自润滑弹头壳用钢对磨Cr层的摩擦行为,并对自润滑机制进行了探讨。结果表明：弹头壳用钢在低硬度范围内（161~227HV0.2）,随着硬度的增加,室温摩擦系数缓慢降低（约11%）,700 ℃高温时摩擦系数则变化不大,说明通过改变硬度来减小摩擦系数的效果不明显;而在超低碳钢（223HV0.2）中添加S和Pb,可形成固体润滑剂硫化物和Pb,室温摩擦系数可降低约25%,700 ℃高 温时摩擦系数可降低23%~34%,有效地减轻了Cr层磨损。     

弹头自动装配机控制系统的设计与应用

针对弹头装配存在的问题,提出一种基于PLC 的弹头自动装配机控制系统。分析弹头装配的现状和存在 的问题,阐述弹头自动装配机的组成和控制系统的功能,设计控制系统的硬件部分,并从专机程序、报警系统、初 始化和自动生产画面4 个方面对控制系统的软件部分进行详细设计。测试结果表明：该系统能实现弹头的自动装配, 提高弹头装配的生产效率和自动化程度。     

“金属风暴”武器的耦合膛压测试弹设计

为了获得“金属风暴”武器发射过程中的耦合内弹道参数,以达到武器系统优化改进目的,设计测试“金属风暴”武器相邻弹丸之间耦合膛压的测试弹。针对30 mm小口径武器弹上空间有限、耦合膛压导致弹丸同时受弹底压力、弹前压力,力学特性复杂的问题,设计了测试弹的机械结构,将薄膜压电传感器、加速度传感器、信号采集调理、信息处理和存储、通信传输、电池等电路系统集成一体,制成了耦合膛压测试弹; 为了提高耦合膛压的测量准确性,利用加速度测试结果对薄膜传感器压力测量结果中的惯性力进行了修正。利用“金属风暴”武器开展了射击试验,检验了耦合膛压测试弹的性能。试验结果表明:耦合膛压测试弹的机械强度满足发射及回收要求,测试弹机械结构可以保护薄膜传感器不被火药气体烧蚀,经过加速度传感器修正处理可以得到弹丸发射期间的弹底压力与弹前压力,耦合膛压测试弹能够获得“金属风暴”武器的耦合内弹道参数。     

集束钨丝壳体材料特性参数对PELE作用性能影响的数值模拟

为克服目前普遍采用的钨合金壳体横向效应增强型侵彻体(PELE)侵彻能力不足、靶后破片形状与数量不可控、横向毁伤效果不理想等不足,采用集束钨丝制作PELE壳体,并对其穿甲过程进行了数值模拟。与钨合金壳体PELE的作用效果进行对比,发现集束钨丝壳体PELE的侵彻能力和横向毁伤性能均优于钨合金壳体PELE;在本研究所采用PELE结构条件下,钨丝直径取0.5~1 mm、体积分数取40%~60%、粘结相选用镍铁合金时,集束钨丝壳体PELE综合毁伤能力较好。     

基于光纤光栅传感器的齿轮箱状态监测系统

针对某型舰炮瞄准机齿轮箱齿轮磨损程度不易测量的问题,设计一种齿轮箱状态实时监测系统。系统硬件以光纤光栅传感器为测量节点,光纤为信号传输介质,信号经解调系统输入虚拟仪器平台,进行数据处理与显示。系统软件功能包括光纤光栅解调、箱体振动信号还原和齿轮状态评估。该系统具有抗干扰、抗腐蚀性强,体积小巧,便于管理,易于集成的特点。     

穿甲子弹侵彻陶瓷复合装甲的有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA程序,对穿甲弹以700m/s速度正入射陶瓷复合装甲进行三维模拟.即先选择相关几何模型、有限元计算模型及材料模型,通过模拟陶瓷锥的演化、分析弹芯和被甲材料变形破坏及背板破坏模式,得出弹芯、被甲和背板的变形破坏发展过程.结果表明该JH-2模型能较好模拟陶瓷等脆性材料的大变形行为.数值模拟结果与已有的试验吻合较好.     

转子式高速高精度弹体尺寸动态测量系统

为提高小口径枪弹生产节拍,根据小口径枪弹高速在线检测的工艺及生产特点,采用12工位高速检测转子模型,并结合现代无损检测控制技术,对转子式高速高精度弹体尺寸动态测量系统进行设计。介绍该系统的设计原理、系统模型和控制系统的设计方法,采取位移补偿、滤波算法等在软件上对现场采集的各种信号进行处理,并在样机上进行实验验证。结果表明,弹体尺寸的检测速度可达到并超过200发/min,检测精度可以控制在0.01 mm以内,远远超过国内80发/min生产节拍。     

一种动态多传感器一致性融合算法

针对现有一致性融合算法在处理时变系统的状态估计时,不能准确度量传感器的一致性和可靠性,且传感器一致性均值和可靠性度量存在＂数据饱和＂和＂历史信息浪费＂等问题,将一致性均值和方差的计算转化为时变参数估计问题,引入一致性衰减因子和方差衰减因子,更为客观地度量传感器的一致性和可靠性,实现传感器融合权重的动态调整,从而将一致性融合算法推广应用到时变系统。仿真结果表明,该方法可更为合理地分配各传感器的融合权重,改善一致性融合算法的性能。