高射速转管炮凸轮曲线槽的优化与设计

为了改善高射速转管炮自动机的动力学性能,基于正弦型加速度凸轮曲线设计理论,运用五次多项式替代正弦型加速度规律对曲线槽过渡段进行优化设计,并基于MATLAB软件计算出优化后的凸轮曲线槽理论方程。然后利用ADAMS建立6管转管炮自动机虚拟样机模型,模拟其在6 000发/min的射频下的动力学性能。计算结果表明,滚轮与凸轮曲线槽间的接触力平均降低了1.15 k N,同时机芯组加速度平均降低了105 m/s2,转管炮自动机的动力学性能也得到显著改善。     

转管自动机幂函数凸轮曲线设计方法

针对早期转管自动机炮箱凸轮曲线动力特性的不足,提出利用幂函数多项式设计凸轮曲线过渡曲线的方法,给出了多项式通式、方程待定系数的求解方法、幂函数多项式阶次的选择方式。按该方法确定的炮箱凸轮曲线,可保证高阶导数光滑和端点连续,运动规律通用性强,并可加约束条件,满足需要的动力特征。利用11次多项式对某转管自动机凸轮曲线进行曲线拟合,分析了位移、速度、加速度计算结果,提出了修正方向,对转管自动机炮箱凸轮曲线的设计具有参考意义。     

转管炮机心体导轨倾角的参数化研究

为了研究转管炮机心体导轨倾角对主滚轮驱动压力的影响并改善驱动条件,进行了主滚轮以及机心组动力学分析.运用动量矩定理及牛顿第二定律分别对滚轮回转以及机心组纵向运动列写动力学方程,在保持机心体横向宽度不变的情况下,通过参数化机心体导轨与水平方向夹角的方法,编程求解.计算结果表明,机心体导轨倾角的存在会增大主滚轮驱动压力峰值,但不会改变主滚轮压力峰值出现的时机;驱动压h峰值与导轨倾角基本呈线性关系且单调递增;回转体转速较高时,驱动压力峰值与倾角关系曲线斜率更大.在高转速的转管炮机心体设计时,仅从驱动压力方面,应优先考虑水平导轨.从驱动和磨损后定位方面,应适宜搭配加速度较小的炮箱曲线槽以及倾角较小的导轨.     

超高射速转管炮新型低功耗凸轮曲线设计

为了降低外能源超高射速转管炮驱动功率,建立了机心组动力学方程,分析了机心组加速度对驱动功率的影响,得出降低机心组加速度可有效降低转管炮所需驱动功率.经分析提出了大角度过渡、没有后直线段和斜直线段的新型凸轮曲线.计算结果表明,在10管9 000 min-1的射频下,该凸轮曲线能降低机心组驱动功率多达110 kW;且射速越高,对降低功耗作用越显著.     

转管武器最高射速的分析

介绍了美M61型转管炮的工作循环图。在分析该转管炮的机心、机匣及各段曲线槽的基础上。对提高转管武器射速的技术措施和某些制约条件进行了分析，得到了一些可参考的结论。     

高射频内能源转管炮动态响应优化

为改善内能源转管炮动态响应性能,以某高射频小口径舰炮为对象,对其动态响应进行优化设计.建立转管炮虚拟样机模型,对身管进行柔性化处理,对全炮进行动力学仿真,计算得到转管炮动力响应特性曲线,基于Isight软件平台,对仿真模型进行了多目标优化,对基于优化后的火炮的动态响应结果进行了射击密集度仿真.研究结果表明:优化后炮口最大纵向振动位移减小1.43%,最大后坐阻力减小7.23%,后坐最大位移减小5.63%,射击密集度得到了改善.该研究为提高内能源转管炮射击精度和自动机的结构优化提供了参考.     

机心体左右导轨的高度差对转管炮驱动性能影响分析

通过参数化机心体左右导轨高度差的方法,编程循环求解。计算结果表明:机心体左右导轨高度差的存在与否不会改变主滚轮压力峰值出现的时机,但驱动压力峰值的大小与导轨高度差基本呈线性关系且单调递减,回转体转速较高时,驱动压力峰值与导轨高度差关系曲线斜率更大。从炮尾方向向前看,如果转管炮是顺时针旋转,则左侧导轨适宜布局得高一些;反之,若转管炮是逆时针旋转,则右侧导轨适宜布局得高一些,这样才能合理地利用导轨高度差来降低滚轮驱动压力。     

基于能量耦合理论的转管炮发射动力学仿真

以某转管炮为研究对象,基于多能量范畴耦合理论,依据内源式FORC差动补偿原理,构建内源式FORC装置;建立了内外能源耦合控制系统的逻辑关系图,对转管炮进行了发射动力学仿真.在内能源与耦合能源两种射击状态下,得到全炮的后坐速度及后坐阻力数据.对比并分析仿真结果,得出在耦合能源作用下,转管炮的射速更趋于稳定.此仿真结果对转管武器的内外能源耦合研究具有一定的参考价值.     

高速反圆柱凸轮机构滚轮动力学分析

以转管武器凸轮曲线槽主滚轮系统为背景,进行了高速反圆柱凸轮机构滚轮动力学分析。首先对凸轮曲线机心组系统进行加速度分解,指出了机心组最大直动加速度对系统驱动力矩的影响。以回转体转角、回转体角速度、回转体角加速度、凸轮曲线压力角为白变量,推导了主滚轮纵动加速度和主滚轮纯滚动角加速度。分别以主滚轮和机心组为研究对象,分析了主滚轮纯滚动的动力学必要条件。此研究成果将对反圆柱凸轮机构的深入研究以及改善转管武器凸轮系统传动条件具有一定的参考价值。     

超高射速转管炮凸轮曲线槽分析与改进

外能源超高射速转管炮所需驱动功率巨大，存在武器适用性问题。为了降低对外部能源的需求，经过分析动力学方程，发现机心组最大加速度直接影响驱动功率，进而提出取消斜直线段，增加过渡段角度的方法降低机心组驱动功率。计算结果表明，改进后曲线可以降低机心组驱动功率56．82kW，同时可改善机心机体以及曲线槽撞击条件。