自行火炮射击密集度仿真平台

为了快速准确地预测自行火炮的射击密集度,运用基于接口的协同仿真技术,将火炮部分结构参数化三维建模、内弹道计算、柔性身管建模、多柔体动力学仿真、外弹道计算以及射击密集度计算等模块进行集成,构建了参数化的自行火炮射击密集度仿真平台,并以某自行火炮为例,运用该仿真平台计算了自行火炮的射击密集度.研究结果表明:该平台可快速、准确地计算自行火炮射击密集度,同时也为自行火炮结构参数优化提供了模型基础.     

遥控武器站射击密集度分析平台开发

为了快速准确地预测遥控武器站(remote control weapon stations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。     

舰载多功能火箭炮射击密集度仿真分析

推导了军舰在不同海况下的摇摆运动模型;建立了舰载多功能火箭炮的实体模型;进行了舰载多功能火箭炮发射动力学仿真;最后运用蒙特卡罗法进行了外弹道数值模拟,利用模拟结果计算了舰载多管火箭炮发射中程火箭弹时的射击密集度,计算结果显示该炮的密集度水平基本满足作战要求.     

首发浮动的高初速榴弹机枪发射性能研究

为研究采用首发浮动技术的榴弹机枪(GMG)的动力学特性,建立GMG刚柔耦合动力学模型,并进行了20连发动力学计算。通过动力响应研究了浮动参数对射击密集度的影响。采用外弹道理论计算了20连发射击密集度,并与实验值进行比较,对动力学模型的准确性进行了验证。研究了浮动参数对武器架座力及射击密集度的影响规律。研究结果表明:建立的仿真计算模型可以有效预测GMG射弹散布,并可通过合理匹配浮动参数达到提高武器射击密集度、降低武器后坐力的目的。     

火炮密集度的计算机模拟研究

设计了模拟实际射击时各种随机因素的随机数产生器,研制了动力学仿真平台与外弹道仿真软件的接口模型及软件,建立了地面密集度及立靶密集度计算模型,以某自行榴弹炮为例进行了仿真运算,预测结果与试验结果符合较好。     

车载炮射击密集度逐步回归分析

用逐步回归分析法研究弹丸初速、弹质量和弹丸偏心距等因素对车载炮射击密集度的影响,建立了影响程度逐步回归分析算法,并以某车载炮的密集度性能实弹射击试验数据为基础,对试验数据中的落点坐标进行了相关性分析,研究了各因素对该车载炮射击密集度的影响.回归分析结果表明,影响弹丸纵向射程的主要因素是初速,影响横向侧偏的主要因素是弹质量.回归分析结果与实弹射击结果相吻合,逐步回归分析法用于分析车载炮射击密集度的影响因素是可行性的、有效的.     

面向火炮射击密集度的随机因素稳健设计

为了实现对射击密集度的有效控制,解决考虑随机因素的射击密集度优化设计问题,利用基于随机模型和随机优化的稳健设计理论,提出一种指标要求导向型的随机因素参数区间计算方法。基于蒙特卡洛模拟,采用六自由度外弹道模型,利用某型大口径榴弹炮数据求解射击密集度并研究其统计特性。利用不合格概率、灵敏度指数两个稳健目标准则,构建射击密集度稳健设计随机模型。采用带精英策略非支配排序遗传算法并结合反向传播神经网络代理模型技术对稳健设计随机模型进行优化求解,确定符合指标要求的随机因素参数区间。对比分析结果表明,该方法可同时保证射击密集度指标的最优性和稳健性,对射击密集度的预测具有一定可行性。     

一维弹道修正弹对海上目标射击误差及射程扩展量研究

为提高落点密集度,一维弹道修正弹采用增阻方式对射程进行修正,在射击距离上增加扩展量计算发射诸元,射程扩展量若取大或取小都不利于落点密集度。为确定一维弹道修正弹对海上目标射击的最佳射程扩展量,在研究射击原理和射击误差的基础上,建立了射程扩展量的计算模型。仿真计算表明:依照此模型计算射程扩展量,修正后具有最多的命中弹数。     

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。     

应用最大熵法的多管火箭密集度仿真

密集度仿真是减少密集度试验用弹量的关键.基于某远程多管火箭发射与飞行动力学仿真系统,将最大熵法与蒙特卡洛法相结合,提出了应用最大熵法的武器系统密集度仿真方法,实现了某型远程多管火箭武器系统密集度的仿真,试验验证了该方法的正确性.为减少远程多管火箭试验用弹量及优化射序和射击时间间隔,提高其射击密集度提供了技术支撑.     

高炮发射动力学仿真技术研究

本文以概要方式介绍了高炮发射全过程的动力学仿真技术,论述了以计算机数学仿真技术为手段,通过建立以振动理论为基础的高炮的空间动力学模型,用内弹道理论和自动机理论分析得到高炮射击时的载荷,计算火炮模型在射击载荷下的动态响应,然后以炮口振动确定弹丸的初始扰动,再以外弹道理论预测射击精度,通过计算机仿真高炮从点燃底火,经弹丸在膛内运动,自动机运动,火炮振动到弹丸飞离泡口,到撞击预定目标的发射全过程,分析影响高炮射击精度的主要因素,为高炮设计研究人员在计算机上分析高炮的主要性能,确定或修改设计方案,以及为高炮总体方案设计,结构优化设计提供技术基础和工具。     

自行火炮行进间射击动力学研究

本文根据自行火炮系统的结构及运动特点 ,用多体动力学理论的Kane Huston方法建立了自行火炮的全炮多体系统动力学模型 ,分析了射击时的作用力 ,考虑了行进时地面对车轮及系统的约束作用以及履带对车体振动的影响 ;对该模型在射击力及地面激励作用下的响应进行了计算 ,计算与试验结果较为吻合     

烧蚀磨损对某大口径自行加榴炮动态响应的影响

为提高大口径自行加榴炮身管寿命和射击精度等总体关键性能指标,以反后坐装置全对称布置且混合膛线的某大口径自行加榴炮为例,研究了火炮身管烧蚀磨损对火炮动态响应的影响.在对内膛测径数据分析的基础上提出了烧蚀身管建模方法.建立了不同烧蚀状态身管有限元模型,在此基础上进行了数值仿真,得到了膛内时期火炮的动态响应,以及膛内时期弹丸...     

基于虚拟样机的自行火炮行驶平顺性仿真研究

对某型自行火炮结构组成进行分析,利用ATV模块在ADAMS软件平台上建立该火炮的虚拟样机;利用谐波叠加法构建了随机不平路面,实现了自行火炮的仿真行驶。选择总的加速度加权均方根值评价法作为自行火炮行驶平顺性的评价标准,并对不同路面上的行驶平顺性进行仿真计算,得到了评价平顺性的参考值。结果表明,通过建立虚拟样机对自行火炮进行平顺性分析是可行的,为自行火炮的行军试验仿真提供了参考。     

自行高炮射击精度综合补偿技术研究

为提高自行高炮射击精度,提出了提高高炮射击精度的综合补偿方法。基于武器系统组成,分析了影响自行高炮射击精度的主要因素及影响方式。在此基础上,结合火控闭环控制技术,根据火控解算误差相关性,建立误差综合补偿模型,利用火控解算前一时刻的误差特性,对后一时刻火控解算进行误差实时综合补偿,以提高射击精度。理论计算和试验数据分析表明,在不改变现有武器装备状态的情况下,该方法能提高自行高炮射击精度,验证了该方法的有效性。     

车体姿态扰动与射击诸元误差相关性分析

车体扰动是行进间射击最主要的误差源,直接影响着自行高炮的射击精度。通过对某自行高炮的动飞试验数据进行计算、分析,寻求车体姿态扰动对射击诸元造成的影响。在实际计算中,以处理后的经纬仪测量结果作为目标航迹真值,以自行高炮CAN总线录取火控输出数据作为被测值,取差计算火控输出诸元误差,同时,实时采集行进中的车体姿态角,用MATLAB对车体姿态角(及其变化率)和火控射击诸元误差进行计算分析,研究得到了两者之间的函数曲线。该计算结果可为自行高炮的总体设计和部件设计提供参考。     

基于随机性分析的顶置机枪武器战仿真研究

针对顶置机枪武器站随机性问题,基于ADAMS/Insight平台,以武器膛压的随机性为研究对象,以建立的立靶密集度模型和刚柔耦合动力学模型为基础,利用蒙特卡罗随机数发生器和内弹道模块生成随机膛压曲线,并进行多次随机动力学仿真和射击密集度分析,为机枪武器站射击精度虚拟试验提供理论指导。     

枪托结构对射击精度影响分析

为研究立姿无依托抵肩射击最优的枪托结构对射击精度的影响,提出一种射击精度的仿真与实验对比分析方案。在人枪系统动力学模型基础上,以枪托抵肩面倾斜角度、枪托刚度为设计优化变量,通过协同仿真获取膛口跳角、内弹道随机散布对比曲线;将立靶散布R₅₀的仿真计算结果与试验结果作对比,结果基本一致,误差小于15%。结果表明：采取6°软枪托时,射弹散布有明显的优化,该方案对优化人枪系统中枪械结构和人机工效设计具有指导作用。     

不同优化算法在轮式自行火炮动力学优化中的应用

以某轮式自行火炮为例,以减少炮口初始扰动、提高射击精度为目标,建立了基于轮式自行火炮发射动力学仿真的优化设计模型。采用加权组合法将炮口角位移与角速度统一为单目标,分别应用序列二次规划法、粒子群算法、模拟退火算法及多岛遗传算法对其进行优化设计求解。比较结果发现,模拟退火算法及多岛遗传算法能够适应轮式自行火炮系统优化问题的求解需求;粒子群算法尽管收敛速度较快,但优化结果不如模拟退火算法及多岛遗传算法;序列二次规划法由于容易陷入局部最优,不能适应轮式自行火炮系统优化问题的求解需求。