某自动榴弹发射器刚柔耦合发射动力学仿真

为研究某自动榴弹发射器射击时的动态特性,将弹链和枪架腿杆考虑为柔性体,运用ADAMS和ANSYS软件建立了该榴弹发射器的刚柔耦合动力学模型,确定了膛底压力、导气装置的气室压力、抽壳阻力、弹簧作用力等载荷参数,并验证了模型的可信度.在此基础上,研究了弹丸、枪管、自动机、复进簧和供弹机构等部件的动力学特性;分析了射角和自动方式对自动机运动特性的影响.仿真结果表明,该榴弹发射器结构设计合理,身管短后坐-导气式的混合式自动方式能够保证自动机在不同射角下完成各项动作,供弹机构工作可靠.     

对特种产品复进簧的研制与试验

针对某特种产品复进簧进行了分析与试验研究,提出了特种产品复进簧的设计、制造及试验分析方法,使其抗衰减能力和工作可靠性大大增强,从而解决了某试制产品高射频复进簧的使用寿命问题.     

美国罗宾逊公司XCR步枪结构品析

XCR步枪是在M16步枪基础上改进而来的,采用较细的复进簧,复进簧插入导气杆中,不再缩入枪托,这样就可以采用折叠式枪托设计,可大大减小武器携行时的全枪长。该枪的活塞导气机构也与常见的不同,活塞与导气杆为一体式设计,这一设计的优点是便于加工制造,但由此带来的缺陷是,枪弹发射时,火药燃气长时间作用于活塞与导气杆组件,造成后坐力较大。     

双初速自动机结构参数匹配研究

针对兼容发射致命弹与非致命弹的要求,提出双初速自动机原理,进行了双初速自动机关键结构参数的匹配研究。采用多体动力学理论,基于ADAMS软件建立了双初速自动机22刚体34自由度仿真分析模型,采用不同前/后枪机质量、前/后复进簧刚度与预压力的匹配方案,分析了枪机的运动特性、抛壳动作的可靠性及枪机结合时的运动稳定性,给出了结构参数对自动机运动的影响规律,为双初速自动机的设计提供了有效的技术支撑。     

双初速自动机结构参数匹配研究

针对兼容发射致命弹与非致命弹的要求,提出双初速自动机原理,进行双初速自动机关键结构参数的匹配研究.采用多体动力学理论,基于 ADAMS软件建立双初速自动机 22个刚体 34个自由度仿真分析模型.采用不同前/后枪机质量、前/后复进簧刚度与预压力的匹配方案,分析枪机的运动特性、抛壳动作的可靠性及枪机结合时的运动稳定性,给出结构参数对自动机运动的影响规律.结果表明:该方法动作连贯平稳,能确定双初速自动机原理的可行性,实现致命性与非致命性发射的功能,为双初速自动机的设计提供有效的技术支撑.     

某新型自动防暴枪自动机动力学仿真

为了解决某新型自动防暴枪霰弹弹匣供弹难的问题,设计了独特的供弹结构.进行了物理样机试制,开展了实弹试验,验证了结构设计的可行性和工作循环的可靠性.基于SolidWorks三维建模软件和ADAMS/VIEW多体动力学仿真软件,建立了该新型自动防暴枪的虚拟样机模型,进行了自动机工作循环的动力学仿真.对不同枪机框部件质量、导气活塞面积、自动机与机匣摩擦因数和复进簧预压力多种工况下的自动机工作特性进行了研究,为该防暴枪的进一步改进设计提供了依据.     

单兵武器发射器动不平衡冲量分析与计算

针对影响单兵武器发射器性能的动不平衡冲量进行分析研究．并结合理论计算．找出了单兵武器在发射时产生动不平衡冲量的诸因素。提出了调整方法。为单兵武器发射器动不平衡冲量的研究提供了依据。     

基于Fluent的某转管炮导气孔最佳孔径的研究

为了确定某转管炮导气孔最佳的孔径,通过经验法建立气室压力变化规律的理论公式,参照该压力变化规律定义导气室的入口边界并利用Fluent动网格技术模拟导气室一侧的滑板的运动。由于当导气孔孔径超过5 mm以后,火药气体流入导气室产生的回流现象比较严重,所以只研究3、4、5 mm孔径下挡板的压强曲线。根据压强曲线计算出各孔径能够提供的有效转矩分别为97. 5、50. 78、96. 2 N·m。通过样机试验验证,确定选择3 mm的孔径。该研究为内外耦合能源转管炮的设计提供依据。     

某型发射器复进簧失效原因分析及其对策

复进簧失效是导致轻武器发生故障的重要因素,选取某发射器故障实例,分析发射器故障产生的原因,复进簧失稳变形可导致发射器击发无力,从理论上分析复进簧失效的原因,通过加装护套,增加复进簧的稳定性,弥补复进簧的设计缺陷,保证发射器的正常使用。     

导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究

为了研究导气与枪管浮动混合式自动机在高初速榴弹发射器上应用的可行性及通过调节导气装置结构参数匹配枪管组件与枪机框组件后坐能量达到降低武器系统后坐力的目的,基于气体动力学理论和热力学理论,推导考虑热量散失及枪管浮动作用的内弹道和导气装置气流问题的基本方程组。利用该计算模型对高初速榴弹发射器发射动力学进行仿真,得出武器系统自动机运动特性曲线及后坐力随时间变化的曲线。将仿真结果与实验结果进行对比,验证模型的正确性。探讨导气装置导气孔直径、导气孔开孔位置、导气室初始容积结构参数对导气室气体压力变化的影响规律,并分析其对自动机速度曲线及后坐力的影响。在完成自动机自动循环的前提下,采用导气与枪管浮动混合式自动机可将武器的最大后坐力控制在1 100 N内,实现武器低后坐发射。     

气室冲量模拟器建模与仿真研究

气室冲量模拟器是导气式自动机模拟试验系统的核心部件，其动力学特性决定了该系统是否可以模拟武器实弹射击时的气室火药燃气压力冲量。以某14．5mm高射机枪为例，对气室冲量模拟器进行了气体动力学仿真。介绍了气室冲量模拟器的工作原理，根据气体动力学和热力学理论，利用经典龙格一库塔法建立了气室冲量模拟器活塞运动的数学模型，并应用MATLAB编程求出了数值解，将仿真结果与实测结果进行对比，得出该气室冲量模拟器可以被用来模拟气室冲量，完成模拟射击试验。     

遥控武器站黏弹性胶体缓冲器试验研究

针对遥控武器站弹簧缓冲器刚度较大、阻尼较小导致射击密集度低及可靠性差的问题,研发了一种适用于遥控武器站的黏弹性胶体缓冲器。通过与现有的黏弹性胶体材料对比,配制了一种适用于遥控武器站、黏温特性较好的黏弹性胶体材料;按照遥控武器站原弹簧缓冲器性能及结构参数,设计了黏弹性胶体缓冲器样机,通过静压试验和落锤试验,分析对比黏弹性胶体缓冲器和弹簧缓冲器的力学特性;为满足减小后坐行程的要求,在不改变外部尺寸结构的基础下设计了新黏弹性胶体缓冲器,通过静压试验和射击频率模拟试验分析了新黏弹性胶体缓冲器的力学特性及射击频率适应性。试验结果表明：配制的黏弹性胶体材料黏温特性良好;黏弹性胶体缓冲器样机能量吸收率是原弹簧缓冲器的1.47倍,且无二次冲击效应;新黏弹性胶体缓冲器能量吸收率为77.28%,最大行程为7 mm,具有良好的射击频率适应性。因此,黏弹性胶体缓冲器具有较高的能量吸收率,能有效降低后坐行程,可适应遥控武器站不同射击频率工况,起到提高遥控武器站射击密集度和可靠性的目的。     

带膛口助旋制退器的转管机枪动力学建模与仿真

基于气体动力学理论,建立了转管机枪膛口助旋制退器的气体动力学数值模型,以此计算了助旋制退器的助旋力和制退力。通过改变助旋制退器沿枪管轴线的纵向尺寸,分析了助旋力和制退力随管道腔长度的变化规律。结合内能源转管机枪发射动力学模型,分别对未安装和安装有不同长度的膛口助旋制退装置的转管机枪系统进行了动力学仿真。仿真结果表明,在一定范围内增大助旋器管道腔沿枪管轴线长度可以有效地增加助旋力和制退力。安装膛口助旋制退器,能够实现对内能源转管机枪射频的有效提升。     

OICW发射时人枪作用数值仿真研究

理想单兵战斗武器（OICW）发射榴弹时，人体所受冲击力过大，需采用加管退缓冲系统的方法来进行发射。对这一方案进行了数值仿真计算，并与非管退方案进行了对比，同时研究了管退缓冲系统中不同管退距离、弹簧预紧力、弹簧刚度和缓冲阻尼等参数下，人枪系统的响应情况。     

某炮身长后坐式自动炮后坐力研究

炮身长后坐式自动炮的后坐力大小直接影响摇架和托架的可靠性设计。通过内弹道计算,分析了低温、常温、高温情况下内弹道特性,建立了自动炮虚拟样机。应用Adams软件对自动炮进行射击运动循环的动力学分析,比较了不同环境温度、不同射角的后坐特性,分析了后坐质量对自动炮循环及后坐阻力的影响,降低了自动炮的最大后坐力。     

某大口径火炮发射弹丸启动压力研究

火炮发射时火药燃气压力将弹丸挤入炮膛,适当的挤进阻力能够减小初速或然误差、提高弹道一致性,是复杂的力学与火药燃烧耦合的过程。经典内弹道理论提出了启动压力假设,当火药燃气平均压力高于启动压力时弹丸开始运动,该假设导致启动压力物理含义不清楚、数值难以确定。本文以弹丸挤进过程和经典内弹道假设为基础,建立了弹底压力冲量与弹丸直线运动动量之间的数学关系,提出了弹底压力的冲量、截尾冲量与虚拟弹丸动量的关系。由于弹丸运动方程的积分形式更能反映出启动压力所具有的冲量物理意义,由此提出了一种确定弹丸启动压力的计算方法。以某大口径线膛火炮发射某榴弹为例,建立了弹丸挤进过程仿真模型,使用光滑粒子流体动力学法对某装药条件下弹带挤进过程进行了模拟,得到了挤进阻力和弹丸运动位移、速度等参数,采用本文提出的数值方法计算了等齐膛线和渐速膛线时弹丸启动压力。在以最大挤进阻力为特征点时,不同膛线形式对启动压力的数值有一定的影响,等齐膛线工况时的启动压力较渐速膛线时的启动压力略大。     

国内外高炮浮动技术的现状与发展趋势

浮动技术的作用主要有：减小火炮后坐能量，减小自动机复进到位时对炮架的撞击，提高火炮射击的密集度。按照不同的分类标准浮动机可分为不同的种类，按组成浮动机的构件可分为炮身浮动式与炮箱浮动式；按复进到位时机可分为定速击发、定点击发与非定点击发；按弹性介质不同还可分为液压-弹簧式、弹簧式、弹簧-摩擦垫式、液压-气压式等。浮动技术的发展趋势主要为：提高浮动机基本构件的稳定性；减小供弹阻力，采用外能源供弹；协调第二冲量的作用时机；采用受控式浮动机等。     

转管炮弹簧-金属橡胶缓冲器后坐特性研究

转管武器由于射速高、后坐特性复杂,所以减小后坐阻力、提高射击精度成为提高转管武器系统性能的重要研究课题。设计了一种采用新型材料金属橡胶作为主要阻尼材料,具有高效缓冲性能的环形弹簧作为主要弹性元件的转管炮缓冲器,建立了转管炮后坐运动微分方程,利用MATLAB对缓冲器金属橡胶在不同形状因子情况下对后坐的影响进行仿真分析,得到金属橡胶形状因子与其刚度系数成反比。仿真结果表明:加载金属橡胶的缓冲器能更好地减小转管炮后坐阻力,金属橡胶对于提高转管炮射击精度和稳定性具有一定意义。     

全射弹寿命过程中的大口径机枪自动机磨损和性能衰减趋势研究

大口径机枪在全射弹寿命过程中的自动机关键部位磨损和性能衰减情况对机构功能和动作可靠性将产生影响,从而影响武器的使用性能和作战效能。以某型大口径机枪作为试验对象,测量全射弹寿命过程中自动机关键部位磨损情况和自动机性能衰减情况,统计自动机故障。研究结果与分析表明：全射弹寿命过程中的枪机闭锁支撑面磨损量和开闭锁曲线磨损量不大,枪机框导轨磨损量较大;随着射弹量的增加,自动机闭锁力逐渐变小,复进簧逐渐变短,后坐到位速度的均方差变大,自动机动作故障变多;自动机后坐到位速度的均方差增大,自动机动作故障增多与自动机关键部位磨损正相关。建立了闭锁力衰减经验公式、复进簧自由长度衰减经验公式、枪机框导轨磨损经验公式、枪机框后坐到位与复进到位撞击面的磨损经验公式,经验公式计算结果与试验数据吻合较好,可以用于推断该大口径机枪自动机部分性能衰减和磨损情况。