硝酸铵对炮口焰的影响研究

从理论上研究了硝酸铵对发射药燃烧产物组成的影响;采用高速摄影仪进行炮口焰拍摄,采用炮口焰面积、炮口焰最大直径、积分光密度对炮口焰进行表征.研究结果表明:在发射药中加入硝酸铵,可以明显降低燃烧产物中可燃气体含量,减小炮口焰;配方中,硝酸铵含量为70%时,与单基药相比,可燃性气体含量降低了98.4%.混装发射药中硝酸铵含量达到25%时,与制式药相比,炮口焰面积减小了44.7%,最大直径减小了31.4%,积分光密度减小了44.7%.     

一种利用磁阻传感器的炮口速度测量方法

在弹道修正过程中需要获知弹丸出炮口速度,提出采用磁阻传感器测量炮口速度和加速度信号判断弹丸到达炮口时速度的方法,给出了磁阻传感器信号输出、弹丸旋转频率以及炮口速度之间的解算式,对炮口测速装置进行了转台试验,得到了传感器输出信号与弹丸转速之间的波形曲线.试验表明传感器的输出与解算公式相符,满足弹道修正引信对弹丸炮口速度测量的要求.     

基于QT的炮口冲击波测试系统软件设计

针对炮口冲击波测试面临的连发射击需求,新型存储式炮口冲击波测试系统正在向可多次触发、多参数可编程的方向发展,相应的上位机软件功能也需配套更新.以QT为设计平台,对炮口冲击波测试系统的上位机软件进行了设计,软件界面友好、操作简易.针对测试系统需求,为软件设计了多次触发数据的读取、管理、显示功能,并增加了包括触发电平、增益倍数等5项参数可编程功能.为了解决试验现场无法近距离操作系统的问题,为软件设计了USB和ZigBee两种通信方式.在数据处理过程中使用经验模态分解算法来去除测试信号中的复杂趋势项.测试结果表明,所设计的软件各项功能完备、工作稳定性强,可满足炮口冲击波测试对上位机软件的功能需求.     

一种测试炮口制退器效率的新方法

针对测定炮口制退器效率的现状,基于对火炮后坐运动中功能关系的理论分析,提出一种名为对比法的测试炮口制退器效率的新方法.对比法是在火炮全装药条件下,分别对安装两种不同炮口制退器的工况进行制退后坐射击试验,通过测量和计算得到后坐阻力-后坐位移曲线,并对其积分得到后坐阻力功;再根据两种工况下后坐阻力功的关系,即可计算出炮口制退器效率.最后,通过火炮射击试验对该方法进行了验证,结果表明:对比法可以准确、快速、经济地测得炮口制退器效率.     

炮口动能与炮口动量适用条件问题研究

对炮口动能能否作为火炮后坐运动的表征量和火炮受力评价的本质因素进行了研究。通过理论计算和试验结果分析,证明了在现代火炮配备多弹种的条件下,炮口动量是火炮受力及后坐运动的本质因素,而炮口动能不能作为火炮受力及后坐运动的本质因素来使用的结论。     

基于二维流场的炮口制退器效率计算

针对三维流场计算炮口制退器效率时求解时间长、对计算机配置要求高等问题,提出一种基于二维流场计算炮口制退器效率的修正方法.从气体动力学角度入手,分析了二维和三维模型中侧孔受力特性,通过得到的修正系数对二维计算结果进行修正.对比三维仿真结果表明,修正后二维计算结果与三维计算结果接近.该方法对缩短炮口制退器设计周期具有重要意义.     

某型火炮炮口制退器结构特征的参数化建模

为实现炮口制退器的快速建模,对某型榴弹炮炮口制退器进行结构分析的基础上,研究制退器参数化的建模基准,确定炮口制退器的主要参数及其约束关系。采用CAA/C++对CATIA进行二次开发,利用程序驱动法实现炮口制退器的参数化建模。通过实例验证了参数驱动建模实际可行,提高了制退器的设计效率。     

测量转管炮炮口初速的一种新方法

目的研究适用于高射速转管武器随炮的连发初速测量. 方法利用区截测速原理, 提出了一种炮口速度的测试方法. 结果设计了一种体积小、结构简单、可靠性高、成本低、新型的炮口测速传感器, 建立了基本的测试系统, 并给出了实测曲线. 结论该传感器可以在高射速转管武器上随炮实时测量弹丸炮口速度.     

炮口火焰启动器研制

常规兵器测试中,p—t曲线、全弹道飞行时间的获得,需要用到炮口(或枪口)信号,各种外弹道测试仪器(如高速摄影机、多普勒雷达等)也需要用到炮口(或枪口)信号。常用的信号产生装置大多是采用断靶线(炮口线、枪口线)。此方法安全性差,且影响弹丸在空中的飞行姿态,故在一些特定场合和外弹道参数测试中是不适用的。     

炮口感应装定系统发送线圈仿真设计

利用有限元分析软件ANSYS,对发送线圈的磁场分布进行了重新分析和计算,并结合炮口感应系统的具体要求,提出了一种适合于引信炮口感应装定系统的磁场均匀度计算的新方法。研究了此方法在发送线圈磁场分布的分析中所带来的独特优点,设计出磁场均匀度更高的发送线圈,有效地提高了感应装定的可靠性,为感应装定系统的设计提供了理论依据。     

Numerical Simulation of Muzzle Flow Field Based on Calculation ofCombustion Productions in Bore

To improve the accuracy of numerical simulation of muzzle chemical flow field, and study the gunpowder combustion productions, the muzzle flow field is simulated coupled with the calculation of combustion productions in bore. The calculation in bore uses the gibbs free-energy minimization method and the classical interior ballistics model. The simulation of the muzzle flow field employs the multi-component ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)equations. Computations are performed for a 12.7 mm gun. From 2.48 ms to 3.14 ms, the projectile moves in the gun barrel. CO and H₂O masses decrease by 3.37％ and 6.51％, and H₂ and CO₂ masses increase by 11.11％ and 10.58％. The changes conform to the fact that the water-gas equilibrium reaction of all reactions plays a dominant role in this phase. After the projectile leaves the barrel, the masses of H₂ and CO decrease, and the masses of H₂O and CO₂ increase. When it moves to 80d away from the muzzle, the decreases are 12.75％ and 8.05％, and the increases are 12.76％ and 36.26％, which tallies with the existence of muzzle flame. Further, CO and H₂ burn more and more fiercely with the muzzle pressure p_g increasing, and burn more and more weakly with the altitude rising. When two projectiles launch in series, the combustion of the second projectile muzzle flow field is fiercer than the first projectile. Analysis results have shown that the proposed method is effective for simulating the muzzle flow filed.     

一种基于虚拟仪器技术的弹丸初速度测试仪的设计

弹丸初速度是影响外弹道性能的主要参数。一种采用虚拟仪器技术设计的弹丸初速测试仪，不仅实现了高速连发弹丸初速度的测量，而且可利用虚拟仪器强大的软硬件功能，对测量中由于光线强弱变化产生的误差进行了处理，进一步提高了仪器的测量准确度；通过对测量数据的分析，判断出测量中的漏靶和误触发事件，并剔除由此产生的坏值，测量结果更加准确可靠，具有工程应用价值。     

弹尾翼稳定装置的气体动力学分析

以尾翼稳定装置的弹丸在发射时尾翼结构发生变形和破坏导致机械故障为背景,在FLUENT软件平台下,建立前张后折式尾翼稳定装置的某155mm炮弹经过炮口制退器的三维动网格计算模型,对尾翼装置在膛口流场中所受的气体动力学载荷进行分析。数值模拟的结果反映了尾翼装置在带膛口装置流场中受到的气体动力学载荷的分布特征及大小。计算得到的结果与试验所测的结果吻合较好,表明数值计算方法合理可行。数值模拟的结果为尾翼装置在设计过程中确定气体动力学载荷和效应的大小,以及研究降低载荷的方法提供了理论依据。     

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

尾翼弹后效开翼原理实验研究

通过对２５模拟尾翼弹丸进行的射击试验，证明了膛口二维流场的存在以及它对弹刃尾翼张开的作用，结果表明，弹丸的尾翼可以在膛口二维气流的作用下在后效期内张开到位，利用这种途径，可以大大简化尾翼弹稳定装置的结构和生产工艺。