轮式与履带式多管火箭动力学分析

研究履带式多管火箭发射动力学特性并与轮式多管火箭动态特性分析对比,为提高多管火箭射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了履带式多管火箭发射动力学模型及振动特性、动力响应分析和仿真系统,振动特性仿真得到了试验验证。对某轮式和履带式多管火箭振动特性、动力响应、火箭弹起始扰动、射击密集度进行了对比分析。对比分析结果表明,对同一批次火箭弹,轮式和履带式多管火箭的振动特性、动力响应和射击密集度有一定差异,履带式多管火箭的动态性能优于轮式多管火箭。分析结果为提高多管火箭射击密集度提供了直接的方法。     

多管火箭发射动力学研究

从武器系统弹、炮、药、环境一体化的角度,研究了多管火箭武器发射动力学,建立了多管火箭武器刚体、弹性体耦合的多体系统发射动力学模型和发射动力学方程,并给出了增广特征矢量的正交性条件,力图实现对多管火箭武器系统动力响应的精确分析.用本文方法对某多管火箭武器动力响应的仿真结果进行了试验验证.     

提高多管火箭射击密集度新技术

研究多管火箭射击顺序和射击时间间隔对其振动特性和密集度等系统性能的影响,为优化射击顺序提高射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了多管火箭射击顺序和射击时间间隔与多管火箭系统( MLRS)性能之间的定量关系。对某多管火箭,通过优化射击顺序和射击时间间隔,形成了提高多管火箭射击密集度新技术。试验结果表明该新技术大幅度提高了某多管火箭射击密集度。本文方法为优化射击顺序提高射击密集度提供了直接的方法。     

减少多管火箭武器试验用弹量仿真技术

在多管火箭武器发射与飞行动力学的基础上,应用随机整数规划方法,形成了减少多管火箭武器试验用弹量的数值仿真技术.针对某40管火箭炮武器系统,获得了7发连射的密集度试验方案,使试验用弹量比常规试验方法减少了82.5%.40发齐射与7发连射密集度的仿真结果以及专项对比试验结果对比表明,7发连射可用于代替40发齐射进行密集度试验.减少多管火箭武器密集度试验用弹量仿真技术的正确性得到了实弹射击试验的验证.     

多管火箭炮阻尼特性研究

多管火箭炮系统阻尼是系统动态响应的重要参数,对连射时序和射击间隔有着重要的影响.针对多管火箭炮的典型结构,从理论上分析了影响系统阻尼特性的典型因素,运用多体动力学方法建立的计算模型进行仿真分析,仿真结果与理论分析一致.研究结果表明发射装置起落架与回转体间约束副的摩擦效应、起竖油缸阻尼效应、部件的弹性变形对多管火箭发射时的阻尼特性有着决定作用,而金属结构的材料阻尼特性对发射时的系统阻尼影响较小.     

多管火箭炮射序优化

针对多管火箭武器的射击顺序会对其动态性能造成影响的情况,对多管火箭炮发射顺序的优化问题进行探究.把某火箭炮的发射动力学集成在多学科优化设计软件Isight中,采用Isight软件中自带的多岛遗传算法(MIGA),以火箭弹起始扰动的中间偏差最小作为优化目标对多管火箭武器的射击顺序进行优化分析,计算结果验证了射序优化的可行性.研究结果表明:多岛遗传算法对于求解非凸的、高度非线性问题是一种较好的优化方法.该方法可以为同类型火箭武器射序优化提供参考和依据.     

自行火炮振动特性的计算

准确计算自行火炮的振动特性是发射动力学研究的重要内容．将自行火炮处理为由多个刚体、集中质量、弹性梁按一定方式铰接而成的刚弹耦合多体系统，建立了自行火炮的动力学模型，用多体系统传递矩阵法计算了其振动特性．计算结果与试验结果吻合较好．文中的方法可方便地推广到其它武器系统和各种机械多体系统．     

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。     

多管火箭武器系统舰面配置对策

多管火箭武器系统的舰面配置决策，是关系到该武器系统战斗效能正常发挥的重要问题，因此是该系统总体设计的一个关键内容，文中采用舰载多管火箭武器动力学仿真的方法，以减小火箭弹初始扰动与定向器振动为决策目标，对武器装载在舰船各部位时的发射过程进行了数字仿真，获得了比较有益的数据，从而给出了火箭武器系统的舰面配置对策。     

变射序变间隔发射技术及发火装置实现研究

为了实现多管火箭武器变射序变间隔发射技术,提高多管火箭射击精度,基于多管火箭变射序变间隔发射思想,利用单片机控制技术,对包括时钟控制模块、电源保护模块、射序射击间隔选择和控制模块在内的发射控制系统的软件和硬件进行了设计,研发了多管火箭变射序变间隔发火装置,实现了多管火箭变射序变间隔发射.多次试验表明,该装置具有精度高,使用方便灵活等优点.多管火箭变射序变间隔发火装置的实现为提高多管火箭射击精度提供了重要的发射和控制试验手段.     

基于Lanczos模态分析及密集度分析的发射装置轻量化研究

针对某型号多管火箭发射装置轻量化设计,采用有限元法建立其刚柔耦合动力学模型,对轻量化前后的模态响应特性及其火箭弹发射密集度进行对比分析,验证了此轻量化设计的可行性。首先,对Lanczos迭代法在经典的特征值问题中进行了推导求解; 其次,建立了某复合材料定向管的有限元模型,计算结果与此定向管样机模态试验结果进行对比分析,结果表明基于Lanczos迭代法的有限元模型求解模态是正确的; 最后,根据轻量化设计要求,建立了2种材料火箭炮发射装置的整车有限元模型,采用Lanczos迭代法计算其模态特性,根据模态特性选择合理的射击间隔,并通过对比轻量化前后此发射装置火箭弹的射击密集度,验证了此轻量化设计的可行性。     

刚弹耦合多体系统增广特征矢量及其正交性

特征矢量的正交性是用模态方法求解多体系统动力响应的前提条件。对于刚弹耦合多体系统,振型函数不具有通常意义下的正交性。本文引入了多体系统增广特征矢量的概念,解决了多体系统特征矢量的正交性问题。系统地阐述了多体系统增广特征矢量的构造方法、正交性条件、正交性证明以及增广特征矢量的重要作用。利用增广特征矢量的正交性,可实现对多体系统动力学方程的坐标解耦,使得用模态方法精确分析动力响应成为可能。     

某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究

研究多管火箭炮非满管射击密集度试验方法及仿真技术,提出了一种新的减少多管火箭密集度试验用弹量的试验方法。基于虚拟样机的动力学仿真技术和多岛遗传算法(MIGA)理论,建立多管火箭炮发射动力学参数化仿真计算模型,将其集成在多学科优化设计软件ISIGHT框架中,采用MIGA作为优化控制策略,形成了基于等起始扰动偏差思想的多管火箭炮非满管装填射击密集度试验方案。对满管齐射和非满管连续射击方案的起始扰动和射击密集度进行仿真计算。仿真结果表明,两种方案起始扰动相同,系统密集度预测值满足F检验条件,证明提出的非满管装填射击密集度试验方案是完全可行的,形成的非满管连续射击密集度试验方案可减少试验用弹量41.7%.     

多体火炮系统的固有振动特性-多体系统动力学的传递矩阵法

导得了任意刚体作线性振动的场传递矩阵。建立了多体系统动力学的传递矩阵方法，并将其应用于一般多体火炮系统固有振动的研究，建立了相应的多体火炮系统振动的传递方程和传递矩阵。导得了有关多体火炮系统振动的频率方程和振型函数的解析式。