火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响研究

为了研究火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响,采用超声检测和压力测试相结合的方法分别对人工后坐和实弹射击条件下的制退机性能进行了对比研究。结果表明,火炮后坐结束时非工作腔内不存在传统意义上的真空段,复进时非工作腔提供的液压阻力远小于传统理论计算值,复进节制腔提供的复进液压阻力大于传统理论计算值。当制退机"主流"复进液压阻力系数取拟合值0.036,"支流"复进液压阻力系数取"主流"后坐液压阻力系数的约4.5倍时,复进速度计算结果与火炮实弹射击时的实测复进速度较为吻合;传统方法复进速度计算结果与人工后坐时的实测速度较为一致,传统的非工作腔真空段假设并不适用于有冲击载荷作用的火炮发射过程,据此改进的复进制动图可以更好地指导制退机设计。     

基于二维模型的火炮冲击运动计算

当前火炮后坐与复进冲击运动计算基于一维准定常理论,导致制退机液压阻力求解偏离实际较大,并且无法反映制退机内流场分布与流体流动特性。在实际结构下的制退机二维模型基础上,通过MATLAB与FLUENT协同仿真技术,实现了火炮后坐、复进冲击完整过程的数值模拟。将仿真结果与试验结果进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,为改进火炮后坐与复进运动计算提供了一种新思路。     

永磁式电涡流制退机磁路仿真及优化研究EI北大核心CSCD

基于永磁式电涡流阻尼技术对火炮反后坐装置的制退机结构进行了全新的设计,通过原理试验验证了同极相对永磁阵列方案具有良好的缓冲制动性能。建立永磁式电涡流制退机仿真模型,针对强冲击载荷下的火炮后坐过程分析制退机在不同磁轭、气隙、导体筒以及导磁筒厚度参数影响下的后坐阻力特性。建立多目标后坐阻力优化模型,并基于BP(back propagation)神经网络和遗传算法下的现代优化计算方法,在Pareto解集中寻找改善去磁效应影响下后坐阻力曲线马鞍形特征的最优解。研究结果表明:电涡流阻尼器冲击响应试验验证了磁路方案的可行性和仿真结果的正确性;磁轭与导体筒厚度这两项电涡流制退机参数对后坐阻力和去磁程度影响较大;优化后的后坐阻力曲线马鞍形特征减弱,曲线充满度从79.51%提高到88.05%,验证优化策略可行。     

筒壁沟槽式制退机主流液压阻力系数分析

液压阻力系数k_1是反映主流流道结构特征的参数,是火炮制退机设计的关键,相似流道结构特征时可参考取值,而不同流道结构时取值范围相差较大。针对某筒壁沟槽式制退机,为了确定合理的k_1取值范围,对其影响参数、变化规律进行了研究。通过筒壁沟槽式制退机主流流道特征进行分析,经合理简化,将活塞杆固定,设定入口边界流速V'模拟制退杆后坐运动速度V,出口边界为自由流出,在Fluent软件中建立了主流流场等效分析模型,通过仿真得到活塞壁面受力大小,再由伯努利方程推导得到液压阻力系数k_1,并以某成熟制退机为例进行了方法验证。按照该方法,研究了后坐速度V和流道截面积a_x对k_1的影响,其在后坐过程中是动态变化的,随着后坐速度、流道面积减小,在一定范围内逐渐增大。在所设计的制退机结构参数条件下,结合后坐阻力仿真与试验结果对比,k_1合理的取值范围为2.4~2.7。     

驻退机流液孔面积变化对后坐长度的影响及测定方法

在驻退机的长期使用过程中,由于高速液流的冲刷、机械磨损、以及驻退液的腐蚀,引起流液孔面积的增大,从而影响后坐行程,对乘员安全构成威胁.本文运用驻退运动的基本理论并结合曲线拟合的方法求出了流液孔变化量与后座增量的定量关系,进而确定了流液孔的变化范围,最后论证了如何通过实验测出流液孔的实际磨损量,为坦克炮后坐运动的安全性及火炮维修提供理论依据.     

冲击作用下火炮复进机的实际性能分析

采用分段处理多变指数的方法研究了火炮后坐冲击作用下,复进机内密闭高压气体在火炮后坐瞬变过程中的热力学特性及复进机的实际工作性能.指出由于受后坐冲击作用,火炮复进机内气体的实际特性不同于普通气动设备,其气体多变指数的取值在不同子过程中并非始终局限于等温过程与绝热过程之间,而存在大于绝热指数的情况,这一特性会对复进机实际工作性能产生较大影响,实验结果证明了理论分析结论的合理性.与以往处理方法相比,综合考虑了内摩擦与传热作用对复进机气体系统的影响.该结论为复进机的合理设计与分析提供了理论依据.     

火炮复进机液量检测仪的设计与研制

为克服火炮复进机液量检测过程中需要进行人工后坐的问题,设计了一种能够对复进机液量进行间接测量的仪器。它通过释放复进机内部分高压气体,根据气体质量和压力的改变量,算出气体所占的体积,进而根据总容积得到液体容量。同时在设计中根据传感器特性对装置进行了优化处理,整体结构简单,便于携带,可实现测试过程的自动化,实现火炮复进机液量的快速、准确检测。     

基于Rh曲线的大口径火炮测试后坐阻力的分析研究

该文总结了在大口径火炮后坐阻力测试中存在的主要问题及解决方法,分析了火炮后坐阻力测试的研究现状,提出构建测试系统、标定试验、现场试验、数据采集、Rh曲线生成及分析的一系列测试方案.测试结果生成的曲线规律完全符合后坐阻力的特征,为大口径火炮后坐阻力测试的进一步研究提供了详尽的试验数据和有力的方法指导.     

火炮最优射击稳定性设计研究

为获取最优的后坐阻力规律FR(t)以提高射击稳定性,基于多体系统动力学建模理论,建立了全炮动力学模型;以火炮射击时跳动量最小为目标,节制杆各圆锥段直径为设计变量,基于优化设计方法对优化问题进行了求解。优化结果表明:最大后坐阻力和火炮跳高都小于优化前,后坐阻力曲线更加平缓,火炮射击稳定性得到明显改善。     

重力对火炮动力偶臂测量与计算影响研究

动力偶臂是影响火炮射击稳定性和射击精度的关键参数.采用结构有限元方法建立了重力载荷作用下的火炮后坐部分变形计算模型,得到了不同射角条件下火炮后坐部分重力载荷作用变形结果,给出了重力对火炮后坐部分动力偶臂的影响规律,分析了火炮后坐部分方向质量偏心不影响其动力偶臂测量结果的原因,指出了专用夹具实验测试方法没有反映重力效应引起的身管弯曲使后坐部分质心变化的不足,提出了重力对火炮动力偶臂影响的修正方法,传统的专用夹具实验测试结果必须经过修正才能得到精确值.