短靶室轻气炮实验中弹托分离技术研究

为了解决短靶室轻气炮实验中的弹托分离问题,设计了新型弹托结构和弹托气动分离装置.采用实验和数值模拟相结合的方法研究了弹丸速度和弹托分离范围与分离容器充气压力、筒长及弹丸初始速度的关系.研究结果表明,分离容器中充氮气压力0.2～0.5 MPa,弹速为1～2.5 km/s,在分离装置内能够实现弹托完全分离,弹丸飞行和击靶的姿态和稳定性较好,能够满足短靶室轻气炮实验的使用要求;充气压力增加,弹托分离角增大;弹速越高,分离效果越明显;短的分离容器更有利于降低由气动力造成的弹道偏差.     

燃烧轻气炮发射过程数值模拟与优化

针对常规火炮理论初速极限较低的问题,基于氢氧燃烧特性建立燃烧轻气炮的内弹道内模型。根据燃烧轻气炮原理得到影响燃烧轻气炮內弹道性能的参数,采用粒子群优化算法对发射装置结构和内弹道参数进行优化,使用Fluent耦合Chemkin的方法进一步验证了内弹道数值仿真优化结果。结果表明：优化后装置的初速略微下降,燃烧室的初始压力和最大膛压大幅度下降,研究结果在燃烧轻气炮初期研究阶段具有较高的参考价值。     

燃烧轻气炮氢氧燃烧特性详细反应动力学模拟

应用氢氧燃烧19步详细化学反应机理,建立了某燃烧轻气炮氢氧燃烧单区模型,数值模拟了氢氧混合气体燃烧发射弹丸的过程。模拟结果与文献［1］实验结果基本吻合,较好地模拟了某燃烧轻气炮氢氧燃烧热力学过程。在此基础上,对多种工况参数下的氢氧混合气体燃烧进行了系统仿真计算,分别讨论了初始温度、初始压力、稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮氢氧燃烧特性以及内弹道性能的影响,分析了氢氧燃烧过程中各化学组分的变化。研究结果表明,氢氧混合气体初始温度、初始压力和稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮内弹道性能有着显著影响。     

燃烧轻气炮点火对内弹道性能影响的仿真分析

为探索燃烧轻气炮点火对内弹道性能的影响,应用商业软件对其进行仿真分析,通过施加能量模拟点火源,采用计算流体力学方法对燃烧轻气炮内弹道气体流场进行数值模拟分析。计算结果表明:燃烧轻气炮点火源布置对弹底压力波动影响很大,在一定范围内合理增加点火源数量、点火能量和放电时间都可以减小弹底压力波动,但对弹丸初速影响不大。     

燃烧轻气炮发射药成分对内弹道性能的影响分析

为分析不同发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能的影响,通过计算流体力学方法对燃烧轻气炮燃烧室的三维氢燃烧流场进行数值模拟,湍流模型采用RNGk-ε双方程模型,氢气燃烧采用EDM涡耗散模型模拟.结果表明,在发射药中加入适当含量的稀释气体能够有效地控制发射药的燃烧,减小燃烧室内压力振荡,降低燃烧室平均温度;采用氢气发射药比甲烷气体具有更好的内弹道性能;发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能有显著影响.     

气炮驱动猎枪试验系统

为了研究火炸药的安全性能,建立了用于火炸药危险性评估的猎枪试验系统.系统中的发射装置采用气体炮代替猎枪作为发射弹丸的激励源,配以实时速度测量系统和弹丸撞击、回收系统.通过建立的弹丸发射装置,在不同速度水平下,用模拟弹丸进行发射试验.结果表明:发射速度在250m/s以内时,装置最大测量误差小于2%;设计的弹托分离系统能有...     

轻武器专业用数据库研究

从需求分析、概念设计、数据库管理系统的结构、数据结构以及数据库的建立等五个方面论述了轻武器专业用数据库的设计技术，提出了专业用数据库建立过程中的几项关键技术的解决方法。     

燃烧轻气炮弹裙挤进变形及应力分析

针对燃烧轻气炮和弹丸的结构特点,分析了弹丸弹裙与坡膛之间的挤压变形过程;建立了弹丸弹裙和身管模型,根据模型进行了数值模拟,得出了弹裙应力-时间曲线、速度-时间曲线和位移-时间曲线,指出弹裙高度对弹丸初速的影响.研究结果可为弹丸弹裙优化设计提供依据.     

一级气体炮内弹道方程修正及验证

为了使理论计算结果更为准确可靠,对一级气体炮内弹道经典方程进行修正。分析了一级气体炮内弹道经典方程存在的问题及原因,指出气室容积不能忽略。提出了气体密度新的表达方式,并根据质量守恒方程、气流动量方程、弹丸运动方程、气体绝热膨胀方程和理想气体状态方程等,联立推导出一级气体炮内弹道修正方程。将修正方程、经典方程计算结果与内弹道流体数值仿真结果进行对比,结果表明:在容积比较小的情况下三者的偏差很小; 但随着容积比的增大,经典方程计算结果偏离修正方程和数值仿真计算结果; 经典方程仅适用于容积比较小的情况; 而修正方程的适用范围不受容积比大小限制,验证了修正方程的正确性和适用性。     

基于气体炮的引信动态模拟方法综述

针对许多人使用或可能会使用气体炮,而又没有更多时间去了解其性能特点的情况,对利用气体炮模拟引信所受加速度的直接加速法、撞击加速法和撞击减速法等3种主要方法以及利用气体炮对后坐力、切线惯性力和离心力的综合模拟和利用气体炮对后坐力和爬行力的综合模拟等进行了综述,以期方便相关科技人员了解利用气体炮对引信进行动态模拟的方法及其优缺点,为气体炮应用和进一步的研究提供参考。     

某种空气炮发射控制系统设计

针对发射软控制和卡锁控制这2种控制系统存在的不足,提出一种由活塞组和多个密闭腔室组成的新型空气炮发射控制系统设计方案。通过介绍发射控制系统的总体组成以及工作原理,建立了空气炮的三维模型,对控制系统的受力情况进行动态分析并将其抽象为数学模型进行理论计算,利用Matlab软件进行计算机仿真,得到系统中各部分的动力学关系和关键参数。经过对仿真结果的分析,验证新方案在原理上的可行性。最终得到结论：该新型发射控制系统安全可靠,能够达到预期的目标。     

火炮后坐试验装置冲击参数影响研究

炮口强冲击是一种技术可行的火炮动力后坐模拟试验方法。为保证该试验方法具有与实弹射击相似的后坐动态特性,通过建立力学模型及缓冲器的非线性模型,进而建立火炮后坐的运动方程;基于MATLAB软件,利用四阶龙格库塔法对运动方程进行了求解;分析了冲击质量、冲击速度、缓冲器的线性刚度、非线性刚度和阻尼对炮身后坐加速度的影响。该研究为火炮模拟试验装置的研制提供了理论依据。     

子弹撞击对发射药易损性响应影响研究

选用单基药、双基药、太根药和硝基胍药等发射药,采用速度为(850±20)m·s-1的12.7 mm标准穿甲弹撞击样弹,研究子弹撞击机械刺激下发射药的易损性响应特性和影响因素.结果表明:子弹撞击对发射药的易损性响应程度与发射药能量水平无明显对应关系,但与其配方组分、药型以及子弹的穿透深度有一定关系;约束条件对发射药子弹撞...     

气相色谱法测定钝感发射药中聚酯含量

建立了一种气相色谱测定钝感发射药中聚酯含量的分析方法.选用浓度为250 g·L-1的氢氧化钾溶液对聚酯进行降解处理,降解产物经色谱柱分离后,取一聚酯特征峰作为代表进行定量.聚酯含量在3～6 g·L-1时,峰面积与含量呈良好线性,相关系数为0.996,平均回收率为100.2%,相对标准偏差为1.51%.该方法重复性好,回...     

火炮发射药床冲击破碎动力学仿真研究

为了研究发射装药引起膛炸的基本原理,确保火炮武器系统发射过程安全,实现末端毁伤效应,从理论分析计算的角度出发,基于离散单元法,建立了火炮发射药床冲击破碎动力学仿真模型,模拟了大口径火炮发射药床在燃气流冲击载荷下的破碎过程,并与有限元计算软件LS-DYNA的结果进行对比,结果表明,离散单元法和有限元法计算结果几乎一致,验证了该方法的准确性。该计算方法对发射装药发射安全性研究具有一定理论实用价值。     

碰撞式能量传递型转膛自动机研究

以提高转膛自动机的射速为目标,从降低自动机驱动功率的思路出发,在撞击理论的基础上,提出了碰撞式能量传递型转膛自动机的设想.该自动机在转膛结构上通过转膛体和飞轮间的交替撞击,使转膛体和飞轮间的能量进行相互传递,采用撞击形式使转膛体启动和停止更加迅速,减小了转膛体启停过程中的能量损失;在供弹结构上可以实现连续性供弹,能降低供弹所消耗的能量,与传统结构的转膛自动机相比,降低了驱动功率,故而有利于达到更高射速.     

某车载榴弹炮车身在炮口冲击波作用下动态响应分析

以炮口三维非定常冲击波流场的计算结果为结构的动态载荷,针对车身结构的一种极限射角状态,用有限单元法分析了结构的模态,用直接积分法分析了结构动态响应,得到了结构的应力、变形以及冲击破坏情况.计算结果与实验数据相吻合,结果显示车身结构整体设计合理,局部应给予加强,这些为结构的进一步改进提供了理论依据.     

复合材料身管的动态冲击响应分析

为探究复合材料身管在火药高压动态冲击下的动力学响应,采用有限元方法对纤维增强金属内衬复合结构的损伤过程进行分析,并引入Cohesive黏结单元表征界面黏结条件。在此基础上,进一步建立了考虑界面黏结特性的复合结构身管动态冲击有限元模型。利用VDLOAD子程序实现了对身管的动态加载,分析了缠绕预应力和脱黏对复合身管应力-应变传递规律的影响,并与实验数据进行了对比分析。结果表明:界面脱黏会破坏结构整体性,影响应力-应变传递规律,大幅降低身管的承载能力,一定的缠绕预应力可以增强复合身管结构的整体性,从而提高其承载能力,而过大的预应力会加快其整体发生损伤。     

自行火炮故障预测的新方法

针对自行火炮在服役过程中的动态特性,分析了传统故障预测方法普遍存在精度不高的问题,基于动态模糊综合评判和多Agent并行诊断结构,提出了一种自行火炮故障预测的新方法,并给出了该方法的预测流程和工作原理。