基于ADAMS的弹载设备外弹道参数仿真

针对目前高速旋转弹丸外弹道参数章动和进动测试的成本高以及后期处理数据较复杂等问题,提出了基于机械系统动力学自动分析(ADAMS)的弹载设备外弹道参数仿真的方法。该方法通过建立弹载设备外弹道运动模型,并利用动力学仿真软件ADAMS对模型进行分析,得到弹载设备外弹道的运动轨迹、加速度曲线,再现了弹载设备在外弹道环境下的运动规律。章动和进动的转速比影响着弹载设备在外弹道的运动轨迹,其中,弹载设备受章动影响较大。仿真实验结果表明,通过实验得出的弹载设备在外弹道的运动规律与理论结果一致,表明该方法可以实现对弹载设备外弹道参数的测试,降低了测试成本,避免了后期处理数据较复杂的问题。     

基于高速摄像弹道跟踪原理的弹丸章动角测试方法

弹丸章动角是影响火炮射击密集度的重要因素之一,一直是火炮研究领域的热点问题。为得到弹丸出炮口段附近弹丸章动角测试结果,采用基于高速摄像的弹道跟踪法开展弹丸章动角测试方法研究。利用高速数字摄像机和弹道跟踪架建立弹道跟踪系统,记录弹丸飞行轨迹图像,借助于图像分析软件获得弹丸上下章动角测试结果。采用弹道跟踪系统对某火炮弹丸进行实例验证,得到弹丸出炮口段附近弹丸上下章动规律,各发弹丸之间弹丸章动角数值分散性较大,第1发弹丸章动角最大值为-5.2°. 研究结果表明,弹道跟踪法是获取弹丸章动角测试结果的理想方法。     

基于光电传感器的高旋弹章动测试

针对目前高速旋转弹丸外弹道章动测试成本高,后续数据处理复杂等问题,提出了基于光电传感器的高速旋转弹丸章动测试方法。该方法依据太阳光线的平行性特点和探测角与章动角的对应关系,设计了光电探测模块和存储控制模块,直接测量高速旋转弹丸的探测角,经简单处理得出弹丸的章动参数。模拟实验表明,该测试方法能够直接测量出高速旋转弹丸的探测角,进而得出其章动参数,测试系统结构简单成本低,适用于测试精度要求不高情况下对弹丸章动参数进行测试。     

无控旋转弹丸外弹道姿态测试与模型验证

针对传统的外弹道测量手段本身所存在的危险性以及测试过程不可逆,难以满足新型武器系统的外弹道测试需求的问题,提出了一种安全准确的外弹道理论研究方法,利用MATLAB仿真软件求解弹丸的飞行姿态。以无控旋转弹丸为研究对象,依据弹箭飞行动力学理论,运用质心运动定理和动量矩定理分析弹丸的质心运动和绕质心转动的飞行过程,建立弹丸飞行姿态的数学模型,应用龙格-库塔法进行模型求解以及数据分析处理,得到弹丸的外弹道转速与章动曲线,并与实验测试曲线进行对比分析,所得结果基本一致,从而验证了所建立的旋转弹丸姿态数学模型的合理性。     

无控弹丸刚体外弹道学应用综述

为了分析引信外弹道受力情况,从而解决弹道炸问题,总结了不同稳定方式弹丸刚体外弹道学模型特点、气动力参数获取方式以及刚体外弹道学方程组解法,讨论解算结果的可信性,并对比分析准刚体外弹道学模型的特点和应用。准刚体外弹道学模型目前主要用于射表编制和炮兵火控系统,刚体外弹道学模型在求解精度与可信度方面优于准刚体外弹道学模型和质点外弹道学模型,能用于分析弹丸的章动规律、自转规律、风速对射程的影响规律等。     

基于空气动力学及运动学的外弹道仿真

通过对弹丸外弹道计算方法的分析,针对在弹道计算过程中,很难预知弹丸实时的飞行姿态的问题。文中应用空气动力学软件对弹丸空气动力仿真分析,得到了不同马赫、不同攻角下的动力参数,形成离散数表。再由运动学软件对弹丸整个飞行过程模拟计算,直观地得到了弹丸在整个外弹道的稳定性情况、飞行轨迹及各弹道诸元。与实验数据相比较,误差不大,验证了分析的正确性,为复杂的弹丸外弹道模型计算提出了新的方法。     

弹丸章动纸靶数据高精度处理方法

为对纸靶法获取的弹孔图像进行数据判读以测量弹丸飞行状态参数,提出了一种新的数字化图像采集与处理纸靶弹孔的方法,其核心是弹丸三维模型正投影匹配搜索算法,可实现弹丸穿靶姿态、位置的高精度测量。实验结果表明,利用该方法采集靶纸上的弹孔图像简便易行,分析和处理的自动化程度高、受人为主观因素影响较小,且测量精度优于传统方法。该方法在已知三维模型的弹丸章动纸靶数据处理中有较强的适用性。     

火炮武器高原射击时的弹道特性研究

在对高原条件分析的基础上,对火炮武器弹丸在高原上的陀螺飞行稳定性、动态飞行稳定性、转速衰减规律、章动规律、动力平衡角、射程、偏流以及地面密集度等弹道特性进行了理论研究,通过六自由度弹道计算,得到了各主要弹道参数随海拔高度的变化量.结果表明,随着海拔高度的增大,弹丸的陀螺稳定性和动态稳定性增强,动力平衡角和偏流明显增大,地面密集度有所提高.     

基于太阳方位角原理的炮弹飞行姿态遥测

本文根据常规兵器外弹道弹丸飞行姿态测试这一应用需求，采用数字测量技术及弹载预处理技术，对太阳方位角遥测系统进行了研究。文中给出了太阳方位角测量原理及太阳方位角传感器数学模型，提出并实现了数字太阳方位角遥测系统。该系统实际用于1．8万g炮射环境的靶场测试，首次在我国获得了高g弹丸在外飞行弹道上的太阳方位角数据，并由此获得了弹丸的章动、进动和转动等信息，可用于旋转稳定弹的飞行姿态测量。     

基于FLUENT和ADAMS的外弹道加速度仿真

针对目前无控旋转弹外弹道测量方法存在测量精度偏低和测试成本较高的问题,提出了基于FLUENT动力学仿真软件和ADAMS运动学仿真软件相结合的弹丸外弹道仿真方法。该方法在弹丸空气受力分析基础上,通过FLUENT仿真软件建立弹丸的几何模型和计算域,并进行网格划分,得到弹丸的速度受力云图;利用ADAMS仿真软件得到弹丸的三维模型,对模型进行参数设定和施加载荷,得到弹丸的速度和加速度仿真曲线。仿真结果与实验中弹载测试仪实际测得的加速度、速度曲线变化规律基本一致,表明所提方法能够实现无控旋转弹丸的外弹道飞行仿真,能为弹丸外弹道的测试提供参考。