火炮药室参数测量技术的研究

长期以来，我国欠缺准确测量火炮室参数的能力，方法比较原始，所测数据可信度低，为了改变这种与兵器试验水平不适应的局面，我们开展了有关研究工作，提供了一套全新的火炮药室参数测量设备，通过对火炮结构，药室参数特点的分析，有我对地设计了相应的传感器，解决了测量药室直径传感器体积与量程之间的预先矛盾，变长度测量为角度测量，以确定测径传感器在身管轴线方向上的位置，从而构筑成空间直角座标测量仪，可以同时测量火炮     

激光干涉测速技术在火炮内弹道研究中的应用

为了将激光干涉测速技术应用于火炮内弹道研究中,介绍了任意反射面激光干涉测速技术,针对37 mm直径滑膛火炮设计了长测量景深的光纤探头,选择了条纹常数为100 m/s的高灵敏度激光干涉测速仪,结合任意反射面激光干涉测速技术进行了2发火炮实验,实验测量的火炮弹丸最高速度为1 200 m/s,最长运动距离1.7 m,实验结果证明了该测试技术在火炮研究中的可行性和可靠性.     

基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法

大口径火炮弹丸装填不到位及卡膛姿态的一致性分别会对火炮内膛磨损及射击精度产生较大影响。针对某型火炮弹丸卡膛状态参数测量现状,提出一种适用于射击现场的基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法。介绍了卡膛几何参数测量原理及组成,分别建立了药室轴线测量模型、弹丸轴线测量模型及弹丸尾端面等测量模型,并对各测量模块的性能进行了分析与验证;在此基础上,利用该测量装置对射击现场弹丸卡膛状态下的几何参数进行实际测量,通过分析实验结果验证了该测试系统测量的稳定性与准确性。     

基于多岛遗传算法的膛压动态加载实验装置参数优化

采用动态加载实验装置模拟膛内压力加载过程是利用实验室手段模拟火炮射击环境的有效方法之一。针对动态加载试验过程进行内弹道建模,选择多岛遗传算法对装药结构进行优化设计,得出了药室容积、发射药弧厚、装药量、排气孔直径等参数优化结果,并通过试验验证了优化后参数的合理性。试验结果表明,膛压曲线上升段模拟值与火炮射击试验值吻合较好,可以通过实验室单项试验模拟火炮射击的膛内压力加载过程。     

串联多药室火炮内弹道两相流数值模拟

为了利用串联多药室技术对现有火炮系统进行改造达到提高弹丸动能的目的,建立了某口径串联多药室火炮发射系统的物理模型及一维两相流数学模型,运用MacCormack差分格式对其进行数值模拟。利用编制的串联多药室内弹道仿真软件,研究分析了主副药室装药量比、副药室点火延迟及活塞质量对串联多药室火炮内弹道性能的影响。计算结果表明,串联多药室火炮可以在不增加膛压的情况下达到提高弹丸初速的目的为了利用串联多药室技术对现有火炮系统进行改造达到提高弹丸动能的目的,建立了某口径串联多药室火炮发射系统的物理模型及一维两相流数学模型,运用MacCormack差分格式对其进行数值模拟。利用编制的串联多药室内弹道仿真软件,研究分析了主副药室装药量比、副药室点火延迟及活塞质量对串联多药室火炮内弹道性能的影响。计算结果表明,串联多药室火炮可以在不增加膛压的情况下达到提高弹丸初速的目的对于改进和提高武器性能具有重要意义。     

基于视觉序列图像分析的药室参数测量

针对药室参数的高精度测量问题,提出了基于视觉序列图像分析的交叉直径读数靶方法。设计了一种能够在同一场景中读取交叉方向直径的靶标测量头装置。测量时先由驱动机构推动该装置进入标定环,通过靶标图像读取该直径并记录。继续推动靶标机构进入药室,按照一定的步距沿药室轴线方向移动,记录移动过程中相邻帧的图像序列,通过前后两帧图像的靶标刻线的变化得到每一步交叉测爪的径向相对位移,参照标定环的尺寸得到药室的当前直径,再结合驱动机构的进深获取药室的容积、锥度、拐点等参数。该方法解决了药室直径测量高精度和大动态范围的矛盾。实测发现用该方法可使药室直径的测量误差小于10μm,最终保证了容积误差小于2‰的要求。     

一种基于弹体外形尺寸的药室容积超声测量方法

药室容积是影响内外弹道性能的重要参数之一。针对传统的测量方法效率低、精度不高,设计了一种基于战斗部外形尺寸的超声测量系统。首先通过超声探头的直线移动与弹体以轴线为中心的转动,测量炮弹战斗部任意位置的壁厚;然后结合已知的外形几何尺寸计算药室不同部位的内截面圆、直径,以及药室内的区间长度;最后计算药室容积,进行误差分析。实际验证表明,可以一次性完成全部药室参数的自动测量任务,便于实现自动检测。     

装填条件对膨胀波火炮发射性能的影响

膨胀波火炮利用发射过程中精确打开炮闩的方法实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐的目的.采用经典内弹道理论对膨胀波火炮发射过程进行了建模与仿真,计算并分析了药室容积、装药量、弹丸质量等装填参数对膨胀波火炮后坐减小率、膛内平均温度减小率、后效期结束时间提前率的影响规律,为膨胀波火炮的实际应用提供了理论参考.     

关于对坦克炮评价方法的讨论

在归纳坦克炮特点的基础上,提出了对坦克炮的评价方法及评价模型,推荐了一组有代表性的参数作为评价的基础,并就火炮口径、药室容积和身管长度等参数进行评价性讨论.     

爆炸网络点火系统火炮模拟装置实验

介绍了安装有爆炸网络，以爆轰波传火的火炮点火系统，在一种大口径火炮模拟装置上，进行了空药室和装填模拟发射药条件下，爆炸网络点火系统对发射药点火实验，通过测量模拟装置药室不同位置压力，研究了点火系统点传火性能及其对发射装药的影响．结果表明，爆炸网络点火系统能够同时均匀地点燃的周围发射药，改善火炮点火条件，并同现有火炮击发方式和弹药结构相适应．     

从伪蒙特卡洛法到蒙特卡洛法

介绍了从试验空间的统计试验方法(即Monte—Carlo法)到有限试验点集的均匀设计方法(即伪Monte—Carlo法)，以及从具体问题的统计特性要求，对均匀设计表中的试验点进行“补点”和计算机统计试验方法，并从中揭示了均匀设计法运用过程中的辨证关系．     

基于模糊层次分析法和图像对比毁伤评估法的目标权重计算方法

对目标权重的设置是无人机蜂群作战过程中的重要步骤,设置合理的初始目标权值,并结合前序打击结果实时更新目标权重,能显著提高后序轮次的打击收益.主要介绍模糊层次分析(FAHP)法和图像对比毁伤评估法在不同攻击轮次中无人机目标分配中目标权重的确定.在运用FAHP方法对首轮目标权重进行分析后,通过探测无人机拍摄的打击前后图像对目标打击效果进行毁伤度分析判定;结合首轮打击权重制定下一轮打击的目标权重,给出下一轮打击的建议瞄准坐标,协助无人机群作战的再分配再打击,最大化打击收益.     

程序设计中结构化方法与OO方法的结合

在分析结构化方法和面向对象(OO)方法优缺点的基础上,提出了在应用程序开发过程中,将二者结合使用的一种综合设计方法.该方法分析和设计阶段采用结构化分析(SA)和结构化设计(SD),生成软件的结构图,然后通过转换获得面向对象设计(OOD)编码所需的控件,再使用面向对象编码完成程序的设计.同时给出了相应的转换规则和选择控件的注意之点,并以示例加以应证.使用SA、SD节省分析设计的时间,减少错误;使用OOD又使程序设计交互性强,适应性好,取得了双赢的效果.     

基于Mean Shift聚类的边缘检测方法

噪声图像中的边缘检测是图像处理中一项很困难的任务。基于Mean Shift的图像平滑能够有效地去除图像中的高斯噪声,同时保持图像的边缘,然后通过ADM掩模算法检测边缘。经过实验证明,能够很好地提取图像的边缘,与其他经典方法相比具有比较好的效果。     

一种基于光束平差法的相机标定方法

为解决多目视觉测量系统中,相机标定精度要求高、标定视场范围广等问题,提出一种基于光束平差法 的相机标定方法。利用立体视觉原理重构各个编码点的空间坐标,通过相机成像模型将编码点投影到图像中,并利 用Levenberg-Marquardt 方法最小化编码点的投影点与图像中对应像点之间的投影误差,获得最优的相机参数。实验 结果表明：该方法的最大标定误差为0.052 9 像素,相机标定精度高、应用场景灵活,满足工业应用需求。     

一种基于解析方法的滑翔再入轨迹快速规划方法

采用数值方法对再入飞行器进行在线轨迹规划时,计算量大,针对此问题,研究了一种基于解析方法的滑翔式再入轨迹规划方法,该方法能够快速规划出高精度的滑翔再入轨迹。基于飞行器再入运动特性,对飞行器滑翔再入的阶段进行了划分,并给出了阶段划分依据; 基于运动方程,推导了一类含轨迹参数的滑翔式再入轨迹的高精度解析解; 根据推导的再入运动解析解,将再入相关约束转化为轨迹参数约束; 引入参数校正方法,根据轨迹参数与待飞航程间一一对应的关系,在轨迹参数约束范围内规划出能满足任务需求的再入轨迹。仿真结果表明,分阶段推导的解析解的精度要高于罗赫二阶解,与数值解相近; 基于解析方法的滑翔再入轨迹规划方法避免了数值方法的大量积分运算,并能快速规划出满足任务要求且精度与数值方法相当的滑翔再入轨迹。     

基于熵值和TOPSIS 法的装备体系方案优选方法

针对传统的方案筛选方法会产生海量数据且评估不客观的问题,提出一种基于熵值和 TOPSIS 法的装备体系方案优选方法。在确定装备体系方案优选指标的基础上,构建了基于熵值赋权的 TOPSIS 法装备体系方案价值评估与优选模型,并通过实例验证了该模型的有效性。结果表明：该方法能有效提高装备体系方案优选的科学性、客观性和有效性,从而为装备论证人员开展装备体系方案优选工作提供参考。     

基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态计算方法

为了计算以弹簧作为分离动力源的卫星在星箭分离时刻的分离姿态,建立了六自由度动力学方程,并采用龙格库塔法求解了该方程,算例结果表明:通过该方法计算得到的分离角速度与ADAMS仿真计算结果相比,最大偏差小于0.77%。基于以上研究,针对卫星、弹簧装置多个设计偏差对卫星分离姿态的影响,提出基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态分析方法。飞行试验结果表明,由该方法得到的分离角速度与常规保守算法相比,计算精度提高35%左右,解决了工程中由于采用将各个偏差取最大值进行保守计算而导致计算结果偏差较大的问题,可为卫星设计、弹簧装置设计提供参考。     

基于梯度搜索法的非线性结构可靠性分析方法

很多工程结构具有非线性特征强且功能函数为隐式的特点,以往方法难以精确、高效地分析其可靠性,为此提出一种基于梯度搜索法的强非线性结构可靠性灵敏度分析方法。根据工程结构的隐式功能函数,利用差分法计算初始抽样点附近的梯度信息;基于验算点梯度搜索法,获得与抽样点对应的距极限状态曲面距离最小的极限状态点,过该点依据Taylor展开法将极限状态曲面线性展开;在线性化的极限状态面上继续确定抽样点,并采用高次梯度搜索法继续寻找极限状态曲面上的对应点;经若干次迭代搜索,获得一组极限状态曲面附近的训练样本,在此基础上采用多项式函数、响应面函数等拟合极限状态方程,计算可靠度及可靠性灵敏度。研究结果表明,与重要抽样法、二次响应面法和经典验算点法比较,新方法具有计算精度高、抽样次数少的优点,适用于强非线性隐式结构的可靠性分析问题。     

基于最小二乘法运动目标标定方法及应用

为实现对运动目标的有效射击,采用最小二乘法计算运动方向和运动速度。及时且准确地进行目标标定,计算出较为准确的运动诸元,即运动方向和运动速度,从而计算出提前时间阻击点位置坐标和实有阻击点放的时间,实现对运动目标的射击;结合实例有效地验证了最小二乘法计算运动诸元的有效性和正确性,同时提出运动目标射击软件设计的建议。结果表明,该方法具有较强的实用价值和推广意义。