引信设计用火炮内弹道曲线的Logistic经验公式

为了便于炮弹引信后坐运动机构的分析和计算,能使引信工作者只根据身管长度和炮口速度等少量参数就能获得弹丸膛内加速度近似曲线,运用Logistic函数拟合火炮内弹道的位移-时间曲线和速度-时间曲线,再对拟合得到的速度-时间曲线求导便得到了弹丸膛内加速度近似曲线.对76种制式火炮弹药内弹道曲线拟合结果进行分析和处理,得到具有普适意义的引信设计用火炮内弹道曲线的Logistic拟合经验公式.Logistic经验公式所拟合的弹丸膛内加速度曲线虽不如传统的余弦简化法和直线简化法拟合精度高,但为连续函数,形式简单,所需参数也少,便于在引信设计计算中应用.     

水下炮内弹道分析与数值仿真

为提高火炮在水下发射的初速，水下炮炮口设有挡水板，发射时挡水板改变了膛内弹丸的受力状况。通过水下炮发射时弹丸膛内的受力分析，考虑射弹前方压缩空气形成的激波压力，结合经典内弹道理论，建立了水下炮内弹道模型。以某口径水下炮发射为例进行了数值仿真，得到水下炮的膛压和速度曲线，与传统火炮对比，变化趋势基本一致，但膛压略有增大，初速有所减小；仿真还得到水下炮弹前激波压力曲线，仿真结果与实验结果吻合。     

考虑弹丸动态冲击条件下的内弹道性能研究

研究了弹丸动态冲击对火炮初速、最大膛压等内弹道性能的影响。针对某火炮弹炮配合后弹丸存在较长自由行程的特点,考虑弹丸挤进时的动态冲击效应,建立了挤进阻力计算模型,应用两相流内弹道理论计算了其内弹道性能。进行了该火炮的内弹道性能试验,计算结果与试验值吻合较好。研究表明弹丸动态冲击条件下,最大膛压下降,初速降低。     

内弹道弹带挤进过程仿真研究

选取内弹道敏感因子弹丸启动压力为研究对象,以弹丸启动压力的稳定性为研究目标,以计算机技术和高塑性有限元理论的最新成果为手段,对弹丸的坡膛弹带过程进行了数值仿真研究。实验结果表明,启动压力受坡膛几何角度影响较大,当坡膛角度一定时,弹丸的启动比冲量消耗基本不变。这一结论能够解释长期困扰火炮研究工作者的内弹道峰值问题,在一定程度上证明了研究结果的正确性。     

超高射频火炮发射过程仿真分析

针对串联预装填超高射频火炮的特点,建立了膛内火药燃气排空过程的计算模型,详细分析了后随弹丸弹前残余火药燃气的压力变化过程,并对弹前压力、弹后空间变化情况下弹丸运动规律进行计算.研究了3发弹丸以不同发射间隔序贯发射时的内弹道过程,对其规律和约束条件进行讨论,分析了发射频率对膛压和膛口速度的影响,弹前压力是影响超高射频火炮内弹道性能的关键因素,在发射间隔一定的情况下通过对超高射频火炮的调整和设计可以取得较好的内弹道性能.     

计及火炮运动的内弹道修正模型

本文利用多体系统动力学的分析方法给出了弹丸及火药气体的运动学公式，推导了计及火炮运动的经典内弹道方程。分析了弹丸在膛内时期的运动和受力，通过联立全炮系统运动微分方程和内弹道方程求解了火炮和弹丸的运动和受力规律。为火炮的结构设计和射击密集度分析提供了理论依据。     

基于NSGA-Ⅱ算法的埋头弹药内弹道性能优化

针对埋头弹药内弹道性能优化问题,将改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)应用于内弹道数学模型,优化装填参数以提高埋头弹内弹道性能。建立一维两相流模型模拟弹丸膛内运动过程,在此基础上采用NSGA-Ⅱ遗传算法,以弹丸炮口速度和弹道效率为优化目标,在给定最大膛压约束条件下对内弹道性能进行优化。优化结果表明弹道效率基本保持不变的同时炮口速度有所提高。为验证优化结果的适应性及有效性,采用优化后的装填参数在埋头弹火炮上进行了射击实验,结果表明弹丸炮口速度比优化前提高1.056%,在已达到内弹道设计指标前提下使初速进一步提高12.37 m/s。     

基于全膛烧蚀磨损特征的火炮内弹道仿真研究

为提高烧蚀火炮内弹道仿真精度,在文献\[1\]火炮烧蚀内弹道理论基础上,保持火药几何燃烧定律、火药燃速定律和体现起始部膛线烧蚀的弹丸起动压力方程不变,通过对变炮膛截面积、变药室容积、弹后烧蚀容积增量等全膛烧蚀磨损特征的分析和计算,建立体现全膛烧蚀的弹丸运动方程和内弹道基本方程,从而建立烧蚀磨损内弹道模型。借鉴经典内弹道诸元解算方法,导出烧蚀磨损内弹道模型解算方法。以某火炮试验数据为例进行仿真烧蚀磨损内弹道计算,仿真结果表明：初速仿真值与试验值误差为0.9%,能够满足火炮工程实践3%的仿真误差要求;仿真精度优于文献\[1\]的火炮烧蚀内弹道方法,证明了所建立的烧蚀磨损内弹道模型和诸元解算方法是正确的,可用于烧蚀磨损火炮身管寿命预测。     

一维弹道修正引信弹道敏感技术

根据“通过确定弹道上最小速度点的速度值及其出现时间即可完全而唯一的确定该条弹道”的结论，以单片机为弹道敏感测试系统的核心，采用微机电系统(MEMS)压力传感器测量飞行弹丸轴向的迎面动压力，进而换算成弹丸的轴向速度，用单片机的内部定时器精确定时，从而解算出实际弹道参数，为一维弹道修正引信的控制系统提供控制信号。通过几种马赫数下的风洞实验，验证了测试系统的原理及实现的可行性。     

CTVD算法在金属风暴武器内弹道中的应用

针对金属风暴武器系统内弹道过程复杂的特点,建立了一维两相流模型,引入计算效率高的CTVD新算法,计算并详细分析了强耦合发射、弱耦合发射及非耦合发射情形下的内弹道过程,获得了膛底压力、弹丸速度随时间的变化规律.结果表明,发射频率越高,最大膛压越大,弹丸初速越小;在不考虑耦合效应的影响下,弹丸的装填位置越靠后,初速越大,最大膛压只受启动压力的影响,与弹丸的装填位置无关.     

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.     

内弹道性能修正系数测试研究

该文以积分法求得用于内弹道性能修正系数计算公式,代替传统的微分公式,经检验,获得的各修正系数精度高,且试验时可节省时间和器材,具有较高的经济效益.     

航空弹射装置内弹道循环模拟

本文介绍航空弹射装置的结构原理,建立该装置的数学物理模型,在计算机中进行内弹道循环的仿真,为弹射装置的设计与研究提供参考。     

外弹道气象诸元时空特性

为了准确获得外弹道气象诸元的时空特性,利用一元线性回归和多元线性回归等方法,根据已有外弹道气象诸元的研究以及技术规范要求,研究了气象诸元随时间、经度、纬度和海拔高度等影响因素变化的时空特性,建立了外弹道气象诸元时空特性求解公式模型。通过对青藏高原的气象探测资料计算分析,较为准确地获得了青藏高原外弹道气象诸元时空变化规律。     

炮弹弹道一致性设计与检验方法的探讨

该文提出了弹道一致性的意义、界限差的确定、两个弹种弹道一致性设计与检验方法,对研究解决弹道一致性问题有一定实用意义.     

基于内弹道过程的膛内燃烧产物的计算

为提供弹丸出膛口后流场计算的初始数据,在内弹道计算的基础上引入了发射药燃烧产物组分的计算。内弹道计算采用经典内弹道计算模型,发射药燃烧产物组分的计算采用最小自由能法。在最小自由能法中,使用实际气体的范德瓦尔斯状态方程,采用剩余性质法计算实际气体的Gibbs自由能。通过计算,得到了膛内火药燃烧产物组分的变化情况。分析表明,该文的计算结果可以作为弹丸出膛口后流场计算的初始数据。     

小型物体冷气发射系统内弹道过程分析

为了研究小型物体冷气发射系统发射过程的内弹道特性,根据小型物体冷气发射系统的结构及工作原理,利用热力学理论建立了发射过程的内弹道模型,模型中考虑了发射筒间隙漏气及被发射物旋转.根据模型编制了计算程序,计算分析了发射过程内弹道性能参量的变化规律.被发射物接口与储气罐出气口未脱离前,被发射物所受的作用力较小,速度增加缓慢,发射筒开始充气后,被发射物所受压力迅速增大.开展了不同充气压力条件下的发射试验,并测试了被发射物出发射筒时的速度.计算结果与试验结果符合较好,试验结果验证了模型的合理性,为小型物体冷气发射系统结构设计提供了理论研究方法.     

多管火箭武器系统弹道设计

论述了弹道设计是武器系统总体设计的先导任务和中心环节.提出了多管火箭武器系统弹道设计的任务、内容、步骤和方法.     

火箭质量偏心的弹道控制条件

论述了火箭质量偏心所引起的初始扰动和等效起始扰动及其对火箭弹道性能的影响,推导了最大限度地减小其引起火箭散布的弹道控制条件,为火箭武器系统总体设计提供了依据.     

基于弹道精确测量的射表编拟方法研究

射表试验弹药消耗大、试验周期长是长期存在的问题。针对此问题,根据刚体弹道理论,建立了弹箭六自由度弹道微分方程。开展了飞行诸元关于各气动参数的灵敏度分析,通过仿真计算,对弹箭气动参数准确辨识方法和全弹道符合计算方法进行了研究,初步形成了基于弹道精确测量的射表编拟新方法。仿真结果表明,新方法能够较准确辨识出弹箭气动参数,计算弹道与实际弹道一致性更好,更能反映弹箭的真实飞行状态。研究成果为改变射表试验消耗大、周期长的问题,进一步提高射表精度和射表编拟技术奠定了理论基础。