某转膛自动机异常发射故障分析

根据某自动机工作原理,分析了可能产生异常射出1发弹故障的原因,建立了故障模式.采用故障树诊断方法,详细剖析了异常射出1发弹故障的原因.经过多方排查验证,最终原因是转膛体衬套与炮箱的轴向间隙预留不足,多次点射引起转膛衬套温度升高而膨胀,导致转膛体、转膛衬套与炮箱的摩擦转动阻力矩增大,造成击发不响、间隔数十秒后又射出1发弹故障.经计算分析和多次试验验证,适当减短转膛衬套,再未出现该异常发射故障.     

双初速自动机结构参数匹配研究

针对兼容发射致命弹与非致命弹的要求,提出双初速自动机原理,进行双初速自动机关键结构参数的匹配研究.采用多体动力学理论,基于 ADAMS软件建立双初速自动机 22个刚体 34个自由度仿真分析模型.采用不同前/后枪机质量、前/后复进簧刚度与预压力的匹配方案,分析枪机的运动特性、抛壳动作的可靠性及枪机结合时的运动稳定性,给出结构参数对自动机运动的影响规律.结果表明:该方法动作连贯平稳,能确定双初速自动机原理的可行性,实现致命性与非致命性发射的功能,为双初速自动机的设计提供有效的技术支撑.     

某火炮自动机转膛机构运动特性分析

为进一步研究某导气式火炮转膛机构的运动特征,以该转膛自动机为研究对象,运用火炮经典动力学理论,建立了自动机两自由度数学模型.在Visual Basic语言环境下编写程序,采用龙格-库塔(R-K)法进行求解,仿真得到了自动机各构件运动规律曲线.根据得出的各组数据,分析了滑板曲线槽对转膛机构的影响,并对导气室结构参数进行了优化,确定了导气孔的最优值和最小可工作值.这些研究结果可为该自动机的后续设计与结构优化提供理论依据.     

某自动机连接筒断裂原因分析

某转膛自动机在研制过程中,多次出现连接筒U形槽根部断裂现象。根据转膛自动机工作原理,分析了连接筒与主动滑板、推弹滑座等零部件之间的连接关系以及运动特性。在一定简化与假设的基础上,建立撞击模型,应用撞击变形能理论,对连接筒撞击时受力进行了分析与计算。通过采取加大U形槽根部圆角半径和在炮箱上增加限位块等措施,减小了推弹滑座与连接筒在后坐到位时的撞击力和应力水平,提高了连接筒的使用寿命。     

某自动机身管衬套断裂分析

针对某转膛自动机身管衬套定位键断裂的问题,通过分析其工作原理和断裂表现,并考虑到转膛体衬套、身管以及炮箱对身管衬套的影响,给出身管衬套定位键断裂的原因。在对身管衬套进行一定简化与假设的基础上,建立身管衬套的三维模型,采用有限元分析方法计算身管衬套的强度,找出需加强的薄弱部分并对身管衬套的结构进行修改,再进行有限元分析。对比理论分析与试验,结果表明修改后的身管衬套可满足要求。     

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.     

基于发射装药技术提高穿甲弹初速研究

针对目前现役坦克炮配备的穿甲弹难以击穿未来主战坦克装甲的现实,从大口径火炮发射装药角度,研究分析了采用高能发射药、提高装填密度、设计合理的发射药几何形状、采用温度补偿技术、探索随行装药技术、研究相适应的点传火方式等提高穿甲弹初速的有效途径。     

转膛自动机弹带二次挤进过程数值模拟

为研究转膛自动机转膛衬套与身管衬套膛线不等高带来的弹带二次挤进问题,建立反映膛线高度差的弹 带二次挤进过程分析有限元模型。通过数值仿真获得弹带完全挤进转膛衬套和身管衬套的应力、变形和温度;仿真 结果与实弹射击回收的弹带刻痕吻合较好,说明所建立有限元模型具有一定的可信度。对比转膛衬套采用半高膛线 与全高膛线的仿真结果表明：转膛衬套与身管衬套膛线不等高显著影响弹带挤进过程,采用半高膛线能使弹带挤入 转膛衬套更平稳,但弹带在二次挤进身管衬套时会产生更强的冲击;采用全高膛线在弹带挤入转膛衬套时更困难, 但在二次挤进身管衬套时较为平稳。     

转膛自动机驱动机构闭气性能及可靠性建模分析

为解决转膛自动机驱动机构的闭气问题,以瞬时流量作为闭气性能指标,分别针对转膛衬套轴向间隙和转膛衬套与身管衬套径向间隙的漏气模式,分析了内部间隙、端面压力等共因变量的动态变化过程,并建立了气室模型和粗糙表面流量模型,得到相应的闭气性能函数。通过设计参数的随机性假设和灵敏度分析,确定了单边间隙、膛压、弹性模量3个关键设计参数,应用Box-Behnken试验设计方法建立了带交叉项的时变二次响应面模型,计算得到不同瞬时流量阈值下的闭气可靠度。分析结果为转膛自动机驱动机构的可靠性设计优化提供了理论依据。     

基于CFD 技术的火药气体作用系数计算

火炮反后坐装置设计需要确定火药气体作用系数。为准确计算火药气体作用系数,提出一种基于CFD技术的火药气体作用系数的数值计算方法。选用某火炮不带炮口装置为算例,在Fluent前处理软件Gambit中建立流场计算模型,监测身管受力,得到后效期内炮膛合力的冲量,求得火药气体作用系数。将仿真计算值与经验公式、理论公式和实验值进行对比分析,并对该方法的正确性进行验证。对比分析结果表明,基于CFD技术的火药气体系数计算值准确可信。     

身管对某发射药初速或然误差影响分析

初速或然误差是发射药的重要弹道性能指标,它的大小影响发射药内弹道性能的稳定性和再现性。为了分析身管对某发射药初速或然误差的影响,依据已经获得的该发射药初速或然误差的大量试验数据,利用数理统计方法对不同身管试验所得的结果分别进行了正态性检验、异常性检验和一致性检验。检验结果表明:试验数据呈正态分布、样本值均无异常值、样本总体方差相等而均值差有显著差异。得出了不同身管对发射药初速或然误差有显著影响的结论。可见,身管质量的一致性是影响发射药初速或然误差的因素之一。     

模块化双初速自动机动力学实验与数值研究

为降低大口径机枪和自动榴弹发射器研制与装备成本,提出了一种双口径双初速的新型模块化通用自动机技术方案,研制了实验发射系统样机。进行了12.7 mm/25 mm双口径双初速自动机匹配特性实验,证实了原理可行性及技术方案对2种口径、2种初速自动发射的适应性。建立了模块化通用自动机虚拟样机模型,通过仿真计算揭示了2种工作状态自动机运动学和动力学特性,获得了导气孔直径、导气孔位置、复进簧刚度、缓冲器刚度及预压力等参数变化对发射频率的影响规律。该研究为研制模块化班组支援武器族提供了新的技术途经和匹配技术参数。     

一种新的火炮初速下降量预测模型

为准确地评定火炮剩余寿命,通过研究火炮内膛径向磨损量和初速下降量的相关关系,提出了基于最小二乘支持向量机的火炮特性模型,引入量子粒子群算法进行模型反演分析,确定最优参数,建立了火炮剩余寿命评定模型.对实弹射击测得的25组试样的实例应用分析表明,预测模型相对误差在±5%以下,显示了最小二乘支持向量机是一种较为有效的非线性建模方法,量子粒子群算法进行模型参数优化能够保证全局最优.验证结果表明,模型的精度较高,有一定的实用价值.     

基于组合模型预测火炮初速的研究与应用

火炮初速决定着在复杂战场环境中能否准确打击敌人,而准确预测出火炮初速关系到在不经试射的情况下能否成功命中目标。预测火炮初速往往采用某种单一模型,虽然建模简单但是只能提取出火炮初速中的某一特征,从而导致预测精度并不理想。针对这种情况,选取了某型火炮3组不同的初速数据进行分析,提出利用ARIMA时间序列模型、GM(1,1)灰色模型及BP神经网络模型进行预测,既能提取出火炮初速中的线性成分又能提取出非线性成分,同时为了最大限度发挥出单一模型的预测优势,利用3个单一模型建立了组合模型,并利用实测数据对各个模型预测精度进行了检验。结果表明,组合模型能更好地发挥出所有模型的预测优势,预测精度更高,更适合作为火炮初速预测的有效模型。     

基于果蝇算法优化广义回归神经网络的机枪枪管初速衰减建模与预测

机枪枪管初速衰减预测是一个复杂的非线性问题。广义回归神经网络方法被广泛应用于非线性问题的建模,但其平滑因子取值对神经网络的预测性能有较大影响。采用果蝇算法对广义回归神经网络的参数进行优化选取,提出了基于果蝇算法优化广义回归神经网络的机枪枪管初速衰减建模方法。基于机枪枪管初速衰减试验数据,建立在不同使用环境下随着累计射弹量的增加,以初速降为特征量的机枪枪管初速衰减预测模型,预测结果与试验结果基本一致,证实了所提方法的可行性。通过与未经优化的广义回归神经网络方法和反向传播神经网络方法建立的预测模型进行比较,其性能明显优于另外两种方法,验证了基于果蝇算法优化的广义回归神经网络方法在建立机枪枪管初速衰减模型中的有效性。     

高炮初速及身管寿命预测试验研究

高炮要准确射击必须准确确定和修正初速偏差量。火炮初速的改变、寿命的结束与身管的烧蚀和磨损直接相关。通过测量近百根身管的药室增长量和炮膛径向磨损量,挑选出13根径向磨损量有一定间隔的身管,并用这些身管进行了初速试验。试验反映出径向磨损量比药室增长量对初速有更强的相关性。根据不同身管的径向磨损量和初速之间的关系,建立了初速偏差量预测模型和身管剩余寿命公式,取得了初速偏差量误差小于1%的预测精度,该预测方法特别适合于部队作战使用。     

某转管自动机炮尾体寿命提升技术研究

炮尾体承受着射击过程中的高温以及连续瞬态强冲击载荷的恶劣工况,表面易产生疲劳裂纹并逐渐扩大,造成炮尾体断裂,引起自动炮故障。为提高炮尾体的疲劳寿命,研究了声铣复合表面改性处理方法来提高炮钢材料的表面性能。从表面粗糙度、表面硬度和疲劳寿命3个方面分别比较了传统干切削和声铣复合表面改性两种技术,结果表明声铣复合表面改性后的样品表面粗糙度为0.32μm,表面硬度相比基体硬度可以提高24%左右,炮尾体闭锁齿的疲劳寿命提高到原来的11倍以上。声铣复合表面改性技术增加了材料表面的局部残余压应力,可以使材料具有更优异的表面性能。     

侧喷加能技术提高弹丸初速的方法研究

为了在最大膛压不变的条件下提高弹丸初速,设计了一种再生式液体药辅助药室结构,建立了考虑液滴燃烧过程的内弹道模型,以57 mm高射炮为对象,进行了数值预测.结果表明,辅助药室位置、喷射面积、喷孔长度、喷射活塞差动比和质量等参数对内弹道性能有显著影响.通过这些参数的优化设计,可实现"压力平台"效应,大幅提高弹丸初速.     

火炮身管热散失模型及其冷炮对弹丸初速的影响

火炮身管温度是造成首发与以后各发射弹之间射击条件差异的重要因素,对弹丸初速的影响起着不可忽略的作用。就身管热散失这一因素对弹丸初速的影响作了定量分析,建立了身管热散失的数学模型,并进行了数值计算;基于拉格朗日假定的内弹道模型,从弹丸初速的解析解出发,通过理论推导,给出了热散失对弹丸初速的敏感系数理论表达式。两种方法所得结果比较一致,得出一些有益的结论,从而为认识冷炮误差的根源提供了一些理论依据,对解决炮兵首发命中、首群覆盖的问题具有积极的理论意义。