射击过程中身管温度升高对射击准确度的影响

针对某国产小口径步枪热枪准确度下降的问题,通过建立弹丸与身管仿真计算模型,采用非线性热力学有限元方法计算弹丸挤进阻力、身管弯曲量,仿真计算得到冷枪和热枪的偏差,得出身管温度升高导致弹丸挤进过程与枪管弯曲量发生改变,从而影响弹丸出膛口的姿态,导致步枪射击准确度下降。采用实验测量、仿真、理论分析的方法研究某小口径步枪身管材料温度与弹着点偏差的关系,对提高步枪射击准确度具有重要意义。     

基于温度修正的弹丸挤进身管过程摩擦模型

弹丸挤进身管过程中,弹带与身管之间的摩擦特性不仅对内弹道特性产生影响,而且影响对身管寿命的预测。在弹丸挤进过程中,弹带与身管之间的摩擦具有高速高接触压力特性。基于弹丸挤进过程中的弹带变形机理,提出一种新的描述弹带与身管之间摩擦特性的摩擦模型,该模型考虑了接触压力、滑移速度以及连发射击时温度升高导致弹带表层熔化的影响;建立热力耦合的弹炮匹配有限元模型,分析弹丸挤进过程弹带应力及温度变化,并与文献[24-25]提出的摩擦模型进行对比验证,研究弹丸挤进过程中的弹丸速度和弹带表层温度变化规律。结果表明:新的摩擦模型能够准确描述弹丸挤进过程中弹带与身管之间的摩擦特性。     

身管与弹丸的熔融磨损模型与研究

针对身管的烧蚀磨损会制约武器的进一步发展的问题,提出一种身管与弹丸的熔融磨损的计算方法。通过分析管与弹丸发生熔融磨损过程,将摩擦学和流体力学相关理论运用到身管与弹丸的高温、高速摩擦作用中,建立了身管与弹丸的熔融磨损模型,推导出了熔融润滑状态下的熔化液熔化速度、熔化液厚度及摩擦系数的计算公式,并以某加农炮为例对所建模型进行理论计算与分析。计算结果表明：该方法较好地符合了现有的摩擦学理论,为深入研究身管武器的烧蚀磨损机理提供了理论基础。     

身管结构对坦克炮射击密集度影响分析

前抽身管火炮和非前抽身管火炮的结构型式区别很大,并且各类前抽身管火炮的结构也不尽相同.由于身管后坐复进运动中支撑定向情况的不同,对火炮的射击密集度产生的影响也不相同.根据坦克炮前抽结构型式身管和非前抽结构型式身管的连接方式,分析了两种结构型式对火炮射击密集度的不同影响,为前抽身管结构设计提供了参考依据.     

弹丸加速运动在身管中激发的振动

研究了由于弹丸加速运动在身管中激发的振动问题。通过将身管简化为一悬臂梁，弹丸的作用简化为一加速移动的载荷，建立了身管的运动方程，求得了级数形式的解析解，给出了一个算例并作了详细讨论。     

弹丸与身管耦合振动问题的迭代解法

为实现弹丸与身管耦合振动模型的快速准确数值计算,提出了弹丸与身管耦合振动问题的迭代求解方法。在分析弹丸与身管耦合振动动力学特性基础上,通过将弹丸在身管内运动时间离散化,实现了耦合振动连续过程离散化。基于微分方程理论,利用迭代计算方法对弹丸在身管内运动时对身管上各个点引起的耦合振动进行求解,进而求解出弹丸连续移动时对身管引起的耦合振动。在考虑弹丸惯性效应和梁的曲率变化条件下,构建了迭代解法的程式化流程,使得该方法更加易于实现数值计算。利用该方法对弹丸与身管耦合振动模型进行数值求解,结果表明该解法能快速有效地实现对弹丸与身管耦合振动问题的求解。     

速射身管武器外弹道弹丸同时穿过光幕概率分析

在速射身管武器射击密集度试验中,一个身管先后射出的多发弹丸可能会同时穿过一个光幕面。 在此情况下,某些光电靶测试系统无法测量到弹丸的外弹道参数。为了能获得这些测量值,必须对此现象做出定性分析,为选择出一种合理的光电靶测试系统来提供参考。对弹丸同时穿过光幕的现象做出简化数学描述;基于弹丸速度确定及不确定两种条件,分别构建弹丸同时穿过光幕概率的两种数学模型;根据最优化数学模型获得弹丸同时过幕的概率与其飞行距离的变化规律,确定了弹丸过幕的概率临界距离、直射距离上最大过幕的概率以及任意距离段上弹丸同时过幕的概率3项重要参数。经试验验证,经过合理选择的光电靶测试系统,可避免弹丸同时过幕而对试验数据造成的影响。     

射击过程中热影响及身管热控制措施综述

射击过程中高温火药燃气及弹带摩擦的热作用造成的热影响，如内膛烧蚀磨损、身管热应力、身管热弯曲、发射药自燃甚至膛炸，引起初速、射程、精度等丧失，严重限制了火炮性能的发挥，成为火炮威力提高的障碍。文中在简述各种热影响基础上，对目前采取的各种身管热控制措施按作用机理，从传热学的角度划分为隔热和冷却两大类，并对具体技术实现作了较详细阐述，同时就大口径自行榴弹炮身管主动冷却问题进行了讨论。     

试论身管产生挠度的原因及其影响与对策

从身管制造、身管自重和身管温差等三个方面讨论了身管产生挠度（挠角或弯曲）的原因，并对其影响火炮射击精度的情况进行了分析，本文的重点是，提出了在身管的炮口部设置“炮口部检查平台”或设置“误差测控传递装置”，以解决因身管挠度而影响射击精度的对策。     

随机因素对弹丸射击精度影响的分析方法

用均匀设计方法通过回归分析研究随机因素对弹丸射击密集度的影响,可以得到主要影响因素及其影响程度,并能得到射击密集度,与试验结果比较,吻合程度较好。     

枪管基体组织对枪管寿命的影响

为了探明枪管基体组织对枪管损伤速率影响的机理,对比研究了两种不同基体组织枪管在射击过程中的损伤表现。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对枪管基体组织进行表征,通过碳复型、相分析对枪管基体组织进行分析。结果表明,低硬度枪管损伤速率大于高硬度枪管,导致前者寿命较低。出现这一结果的原因是：一方面低硬度枪管内表面发生了较大的塑性变形,导致内径扩大速率增加,寿命缩短;另一方面高硬度基体碳化物分布较为细小、弥散,抑制裂纹形核扩展能力大于低硬度基体。     

迫击炮弹丸与身管配合间隙优化设计

针对迫击炮弹丸出炮口时的尾翼颈部折断问题,考虑弹丸前定心部与膛壁的摩擦,建立了迫击炮弹丸与身管耦合系统的有限元模型,对弹丸膛内运动过程进行了仿真计算,得到弹丸起始扰动,以出炮口时刻弹丸起始扰动的位移、角位移和角速度构建优化目标函数,以弹丸与身管配合间隙为设计变量,基于Isight软件提供的多目标优化方法对弹丸起始扰动进行优化设计,得出了相对最优配合间隙值。结果表明,迫击炮弹丸与身管配合间隙对弹丸起始扰动影响显著,优化后出炮口时刻弹丸质心位移、角位移和角速度均明显减小,该结果对迫击炮弹丸与身管的匹配设计具有一定参考价值。     

连续射击下的枪管瞬态传热模型

针对连续射击过程中周期性瞬态热冲击引发的身管烧蚀问题,建立了身管一维瞬态传热的数学模型。采用能量平衡法,应用交替隐式差分格式(ADI),推导了内节点及边界点的有限差分方程,以经典内弹道数值计算结果为基础,通过VB编程求解了连续射击120发弹过程中某12.7 mm机枪枪管的温度场分布。采用红外热像仪对身管外壁温度进行了测试,数值仿真结果相对于实验结果的误差小于10%,所建模型及采用的算法是有效的。研究得到的枪管温度场的变化规律为更加深入地研究身管烧蚀机理、设计身管结构以及预测身管寿命提供了可靠的理论依据。     

舰炮一维弹道修正弹校射方法研究

为提高舰炮使用一维弹道修正弹的作战效能,根据一维弹道修正弹射击工作原理,分析传统修正射击诸元方法无法适用于一维弹道修正弹的原因。将舰炮使用一维弹道修正弹校射分为射击诸元修正和目标位置修正2个方面,提出利用距离偏差修正目标位置参数进行校射的伪距校射新方法,并提出伪距修正量计算方式。分别对使用新方法前后的射击效能进行了数值仿真。结果表明:该方法能极大地提高舰炮武器系统的射击效能,对舰炮武器作战效能的提高具有较强的理论价值和一定的参考意义。     

火炮水弹试射性能参数检测与处理

结合水弹试射实践,合理选择了性能测试参数,构建了水弹测试系统;应用小波分析理论,对测试数据进行了滤波处理,为水弹试射性能评估提供依据,同时也可为修后火炮进行水弹试射提供参考。     

舰炮使用一维弹道修正弹射击误差和射击校正新方法

为提高舰炮使用一维弹道修正弹射击精度和作战效能,根据舰炮使用一维弹道修正弹射击的工作原理,分析射击误差构成和射击观测特点,将舰炮使用一维弹道修正弹射击误差分为预测误差和修正误差,提出分2步利用目标(或提前点)相对落点偏差进行射击校正的新方法,第1步校正部分修正误差,第2步校正预测误差和第一步未校正的修正误差。以某型一维弹道修正弹为例,采用Monte-Carlo法仿真10 000次。仿真结果表明,按新方法射击校正能够显著提高射击精度。     

持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形特性数值分析

针对持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形预测问题,建立枪管的热弹耦合轴对称有限元计算模型, 通过与实验结果对比,验证了模型的正确性。计算获得了连续射击150 发过程中枪管温度和变形情况,分析了枪管 壁厚和射击频率对枪管瞬态温度和变形影响情况。计算结果表明：小口径自动步枪枪管外径越大,150 发连发射击 后残余温度和径向热弹变形越小;射击频率降低15%,对枪管150 发射击后的残余温度和径向残余变形影响不大。     

国内外火炮身管延寿技术研究进展

火炮身管的烧蚀磨损一直是降低火炮寿命、制约火炮发展的一个难题。从提高身管抗烧蚀性能的角度出发,归纳总结了近几十年来国内外火炮身管延寿的各种技术：身管内膛激光热处理技术、复合身管制造技术及身管内膛涂层制备技术。并在分析火炮身管的结构特点和工作特点的基础上,确定了一种比较理想的身管延寿技术。     

内膛损伤枪管膛口扰动参数研究

为分析枪管内膛损伤导致射击精度下降、椭圆弹孔率上升进而导致枪管寿终的问题,基于系统的某12.7 mm机枪枪管寿命试验,建立无损伤枪管、寿命中前期枪管、寿命中期枪管及寿终枪管4个寿命阶段枪管内弹道过程的弹枪热力耦合模型。采用均匀设计方法安排弹药随机因素影响下的弹头内弹道过程仿真实验,获得不同内膛损伤程度的枪管膛口扰动状态随弹药参数变化的响应值,仿真计算结果与试验数据吻合较好。利用基于3次B样 条曲线的偏最小二乘回归建模方法对传统均匀设计响应面法进行改进,获得以弹药参数为自变量的弹头膛口扰动响应面方程及枪管在不同寿命阶段时弹药随机因素对弹头出膛时初始扰动状态的影响规律。仿真实验及数据分析结果表明：各弹药参数对不同寿命阶段的枪管膛口扰动量贡献度均不相同;为降低寿命末期枪管的弹头膛口扰动,应尽量减少弹头的质量偏心,在合理范围内适当减少弹头壳初始屈服应力,并取适中的弹头壳圆柱部直径和装药量。