坦克炮总体结构参数分析

影响坦克炮射击精度的主要因素之一是火炮振动，起关切作用的振动分量是在弹丸出炮口瞬间炮口振动角位移和横向线速度，为提高坦克炮射击精度，本推崇“对称布置”和“初期自由后坐”的总体设计思想，使火炮射击时炮身和摇架所受的力矩尽量减沣，同时使炮塔和车体在弹丸出炮口前的受力也尽量减小，从而减小了炮身的振动，也减小了炮塔和车体的夺动，这对提高坦克炮射击精度将是十分有利的，本运用动力学分析计算方法，阐明有关总体结构参数对坦克炮射击精度的影响。     

行进间射击复合射击门随机穿越特征量的分析

以高速行进间射击为背景,分析了火炮身管在路面谱等激励下振动角速度随时间的分布及其与身管角度误差过程之间的关系,借助均方导数概念给出了求解身管振动角速度过程的方法,并以此为基础分析了位置-速度复合射击门的随机穿越特征,仿真结果表明,复合射击门相对于简单射击门有更好的随机穿越特征指标。     

火炮身管固有振动特性的有限元传递矩阵法

利用二节点Hemite梁单元对火炮身管进行单元离散,利用传递矩阵进行离散单元之间状态矢量的传递,推导出火炮身管总传递矩阵及振动频率方程.对某火炮身管固有振动特性进行了分析,计算得到了振动频率和振型.用有限元传递矩阵法分析火炮身管固有振动特性,矩阵阶次低,计算所得的固有频率与实际固有频率接近,误差在允许的范围内.     

以非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验研究

为减少转管炮身管寿命试验的用弹量,研究用非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验的技术。建立炮口振动位移计算方程,利用高阶傅里叶级数拟合炮膛合力,获得炮膛合力的频域函数;利用模态实验获得了转管炮的模态参数,构建转管炮起落部分的频响函数;利用频响函数计算了转管炮在满管射击、非满管射击方式下的炮口振动位移。以满管射击、非满管射击方式下炮口振动位移的一致性为原则,确定身管寿命试验方案。通过试验验证了满管射击、满非管射击方式下的身管寿命试验结果具有一致性,从而获得用弹量较少的身管寿命试验方法,节省了试验的弹药消耗。     

基于虚拟样机技术的30mm自动炮动态特性仿真研究

针对某型步兵战车30mm自动炮单发射击时散布较好,但连发射击时散布较大的问题,建立30mm自动炮的刚柔耦合动力学模型,并对其进行了身管模态分析和动力学仿真,得到了30mm自动炮身管有无支撑和存在间隙时的炮口高低方向振动特性,验证了30mm自动炮本身身管振动并不是引起连发射击散布大的主要原因,为下一步寻求提高连发射击密集度有效途径提供一定参考。     

缓冲器对某型遥控武器站炮口扰动的影响

为减小某型遥控武器站连续射击时的炮口扰动,提高其射击精度,建立了一种遥控武器站动力学模型,对其缓冲器进行研究。按照炮身运动环4个阶段建立了运动微分方程得到炮身运动诸元以及缓冲簧的受力情况,并通过三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,在缓冲器不同刚度、阻尼和预压力等条件下,对遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真。该研究获得了炮口振动特性曲线,掌握了缓冲器对武器站连续射击炮口扰动的影响规律。     

火炮射击过程中航向变化的数学建模

介绍了将非平稳时间序列直接建模的方法应用于火炮射击航向变化的数学建模，对某火炮射击时的试验数据进行了建模分析，得出了射击过程中火炮身管的运动模型。     

高炮发射动力学仿真技术研究

本文以概要方式介绍了高炮发射全过程的动力学仿真技术，论述了以计算机数学仿真技术为手段，通过建立以振动理论为基础的高炮的空间动力学模型，用内弹道理论和自动机理论分析得到高炮射击时的载荷，计算火炮模型在射击载荷下的动态响应，然后以炮口振动确定弹丸的初始扰动，再以外弹道理论预测射击精度，通过计算机仿真高炮从点燃底火，经弹丸在膛内运动，自动机运动，火炮振动到弹丸飞离泡口，到撞击预定目标的发射全过程，分析影响高炮射击精度的主要因素，为高炮设计研究人员在计算机上分析高炮的主要性能，确定或修改设计方案，以及为高炮总体方案设计，结构优化设计提供技术基础和工具。     

自行火炮行进间射击的炮口振动建模与分析

为了掌握自行火炮行进间射击时的炮口振动规律,利用ADAMS/ATV建立了某自行火炮行进间发射的多体系统动力学模型,将炮膛合力、驻退机力和复进机力等发射载荷的FORTRAN程序生成动态链接库,再嵌入动力学模型。运用谐波叠加法建立路面谱模型,使用MATLAB软件编写路面文件,对C、F级两种典型路面谱进行了模拟。利用数值计算的方法研究自行火炮以不同速度,在不同等级道路上行驶并射击时的炮口振动特性,为进一步提高自行火炮行进间射击的综合效能提供理论依据。     

烧蚀磨损对某大口径自行加榴炮动态响应的影响

为提高大口径自行加榴炮身管寿命和射击精度等总体关键性能指标,以反后坐装置全对称布置且混合膛线的某大口径自行加榴炮为例,研究了火炮身管烧蚀磨损对火炮动态响应的影响。在对内膛测径数据分析的基础上提出了烧蚀身管建模方法。建立了不同烧蚀状态身管有限元模型,在此基础上进行了数值仿真,得到了膛内时期火炮的动态响应,以及膛内时期弹丸导转侧力矩、定心部力、炮口振动随烧蚀磨损的变化关系。分析了烧蚀磨损状态对火炮动力学响应的影响,结果表明,随着烧蚀磨损增大,弹丸的定心部力逐渐增大,炮口振动位移增加不明显,炮口振动速度有所增大。研究结果对该类火炮的总体结构设计具有一定的参考价值。     

大口径线膛炮炮口振动位移测量方法

针对大口径线膛炮发射瞬间身管会发生扭转给炮口振动位移测量带来影响,提出了一种利用高速摄像技术测试大口径线膛炮炮口振动位移的方法。根据大口径火炮炮口振动特性,选择将平面镜架设于火炮前方,利用高速摄像机拍摄平面镜反射的带有标记的炮口运动图像,通过基于亚像素的数字图像处理技术实现炮口振动位移的高精度测量,该方法可将炮口振动位移从身管扭转位移中分离出,消除线膛炮身管扭转对测试结果造成的影响,提高炮口振动位移的测试精度。通过实弹射击,得到了平角射击条件下某155 mm火炮炮口的振动位移量,验证了该方法的有效性,为后续大口径线膛炮炮口振动位移测量提供了依据。     

舰炮整体振动分析及结构参数优化研究

为了减小舰炮射击过程中整炮振动,基于简化的三自由度舰炮与平台系统振动模型,进行了舰炮系统整体振动分析及结构参数优化的相关研究。通过建立三自由度系统下的运动动力学微分方程,在一定条件下求得舰炮系统的无阻尼固有振动频率和有阻尼固有频率,分析了舰炮系统的射击静止性和稳定性条件,并计算得到不同时刻舰炮系统整体跳角的位移方程。结合某型舰炮实例,根据安装条件中的约束力与结构参数函数关系,采用函数寻优算法获得该型舰炮结构参数最优解,通过振动案例表明结构参数优化在舰炮减振中的重要作用。     

舰炮振动分析的多体系统有限元传递矩阵法

为保证舰炮具有良好的动态性能和射击精度,就必须使其振动频率合理分布。建立了多体系统有限元传递矩阵法,从理论、计算、试验三方面研究了舰炮固有振动特性,进行了某舰炮振动特性计算和舰炮模态试验。计算结果与试验结果吻合良好。     

航炮射击炮振响应抑制特性分析

为有效抑制后坐力和前冲后坐位移,对航炮射击炮振响应抑制特性进行分析。建立航炮前冲后坐的动力 学模型,对航炮射击无缓冲时后坐力以及航炮射击过程的刚度进行分析,对不同射速、阻尼条件下的后坐力和前冲 后坐位移响应抑制进行仿真试验。该研究可为航炮在武器系统集成应用提供参考。     

炮箍个数对身管组模态频率及振型的影响分析

为研究炮口处炮箍个数对火炮射击精度的影响,对某新型火炮的身管组进行模态分析。利用有限元仿真 对某新型火炮身管组进行分析,分别考虑单炮箍及双炮箍对身管组模态频率的影响,得到身管组在 2 种情况下不同 阶数的模态频率及振型图。有限元计算结果表明：在相同阶数下,两者的振型图相似,但双炮箍比单炮箍的身管组 模态频率低,离自动机的实际射频范围远,双炮箍的模态频率具有更大的裕度。实弹射击对比实验结果显示,双炮 箍的密集度更好。     

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。     

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。     

计及柔性效应的火炮身管动力学模型分析

针对火炮发射过程中身管受载的复杂性，以内弹道方程为基础，考虑发射过程中身管受载的实际规律，计及身管的柔性效应，建立描述身管振动响应规律的动力学方程组。采用模态叠加法，以身管的固有振型为模态函数，对动力学方程进行离散，联立内弹道方程进行数值求解，给出了发射过程中身管的频率响应和振动特性分析，为火炮总体性能整合和射击精度分析提供了理论参考。     

某炮弹立靶密度集度的影响因素分析

从发射动力学的角度,分析了影响某炮弹立靶密集度的因素.火炮种类、火炮状态、身管温度、地面种类、轮胎气压等试验条件变化会改变发射系统振动特性,射击过程中身管温度升高会导致身管指向变化,拔弹力和弹药保温、搬运、装填等试验操作会影响到弹丸在膛内的运动.这些都是影响弹丸起始扰动的因素.试验结果表明,试验条件、弹药准备以及人员操作等规范后,该炮弹立靶密集度得到了大幅提高.     

高射频内能源转管炮动态响应优化

为改善内能源转管炮动态响应性能,以某高射频小口径舰炮为对象,对其动态响应进行优化设计.建立转管炮虚拟样机模型,对身管进行柔性化处理,对全炮进行动力学仿真,计算得到转管炮动力响应特性曲线,基于Isight软件平台,对仿真模型进行了多目标优化,对基于优化后的火炮的动态响应结果进行了射击密集度仿真.研究结果表明:优化后炮口最大纵向振动位移减小1.43%,最大后坐阻力减小7.23%,后坐最大位移减小5.63%,射击密集度得到了改善.该研究为提高内能源转管炮射击精度和自动机的结构优化提供了参考.