基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法

大口径火炮弹丸装填不到位及卡膛姿态的一致性分别会对火炮内膛磨损及射击精度产生较大影响。针对某型火炮弹丸卡膛状态参数测量现状,提出一种适用于射击现场的基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法。介绍了卡膛几何参数测量原理及组成,分别建立了药室轴线测量模型、弹丸轴线测量模型及弹丸尾端面等测量模型,并对各测量模块的性能进行了分析与验证;在此基础上,利用该测量装置对射击现场弹丸卡膛状态下的几何参数进行实际测量,通过分析实验结果验证了该测试系统测量的稳定性与准确性。     

弹丸卡膛姿态测试系统设计与实现

针对弹丸卡膛姿态对火炮射击精度的影响,分析了弹丸卡膛姿态测试的基本原理,设计了由位敏探测器、光学镜头组、抗过载激光器、信号电路等组成的弹丸卡膛姿态测试系统,并进行了系统试验验证,试验结果表明该测试系统具有较高的精度、重复率和线性。     

大口径火炮弹丸膛内运动姿态测试系统设计

针对大口径火炮射击试验的特点,在分析研究文献「１」所述测试系统的基础上,提出了一种适用于大口径火炮弹丸膛内运动姿态的测试方法,并设计出相应的测试系统,经某大口径火炮系统试验测试证明,该系统工作可靠,测试结果合理,解决了大口径火炮膛内运动状态和炮口起始扰动量的测试问题。     

基于PSD的弹丸膛内运动姿态测量系统研究

阐述了利用光电位置敏感传感器、半导体激光器、高速数据采集卡及计算机系统设计开发弹丸膛内运动姿态测量系统的体系结构和工作原理。研究了基于PSD的能直接在野外靶场试验使用的弹丸膛内运动姿态测量系统技术方案,研制了测量系统样机,并进行了系统的射击试验验证,给出了某火炮的靶场试验处理结果。试验结果表明,该系统具有测量精度高、测量处理速度快、自动化程度高、安装调试简单等优点。     

弹丸卡膛规律影响因素分析

为了研究弹丸卡膛参数对弹丸膛内运动初始条件的影响,对中大口径火炮弹丸卡膛过程进行分析。利用显式动力学有限元数值模拟方法对新型155 mm火炮弹带惯性卡膛过程进行了分析研究,综合考虑不同的卡膛速度、摩擦系数、身管仰角、初始卡膛姿态角、弹炮间隙对卡膛深度、卡膛力以及卡膛姿态的影响,得到了各个因素对卡膛结果的影响规律,其中卡膛速度、摩擦系数对卡膛深度和卡膛力有较大影响,而身管仰角和初始卡膛姿态角对卡膛姿态起到了较大的作用,弹炮间隙则对3个卡膛结果都有明显的影响,这些结论为弹药装填机的设计和揭示弹丸膛内运动规律提供参数依据。     

膛口装置对双联自动机弹丸飞行姿态影响研究

为研究双自动机并联发射时膛口气流对弹丸出膛口后飞行姿态的影响,设计了新型炮口装置.对某双自动机并联发射时膛口流场进行数值模拟,结合膛口流场模拟结果分析了带炮口装置前后膛口流场对弹丸出膛口后运动姿态的影响.未装炮口装置时因膛口流场影响弹丸产生的偏移速度为2.586 m/s,安装新型炮口装置后弹丸偏移速度为1.564 m/s.新膛口装置可显著减小膛口气流对弹丸出膛口后运动姿态的影响,有利于提高武器系统的射击精度.     

运动激励下身管动力学特性研究

身管振动是影响火炮射击精度的重要因素,针对弹丸膛内高速运动冲击下的身管振动问题,建立了移动弹丸作用下身管的横向振动模型,导出了无质偏弹丸激励下的动力学方程,并采用分离变量法求解了身管振动的动力学响应;对不同弹速激励下的身管振动响应进行了数值仿真,讨论了弹丸运动速度与炮口振动幅度的变化规律;研究结果表明:欲抑制火炮发射时的炮口振动,弹丸膛内的运动速度应尽量取得大些;建立的模型与采用的分析方法,亦可用于电磁轨道炮的动力学研究。     

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。     

远程火炮弹丸起始扰动的动力学特性

为研究远程火炮射击时弹丸起始扰动的形成机理,基于凯恩动力学方法建立火炮动坐标系下弹丸动力学模型.基于该模型提出火炮运动环境下的弹丸运动描述方法,给出弹与炮相互作用力和力矩的表达式.结合工程实际,对弹丸在发射过程中运动规律进行理论研究.通过仿真验证弹与炮间隙、弹丸质量偏心、膛内火药气体泄漏以及身管弯曲、身管弹性振动和炮架...     

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。     

火炮发射过程中的弹丸过载测试方法

针对目前火炮发射过程中弹丸膛内过载测试方法的测试精度低、测试过程复杂且成本高昂等问题,提出了采用微波干涉仪的火炮发射过程弹丸膛内过载测试方法。该方法采用微波干涉仪对弹丸膛内运动的微波多普勒信号进行分析处理获得弹丸膛内过载。试验结果表明,该弹丸膛内过载测试方法精度较高,且成本低、测试过程简单,实现了无损测试,能有效获得弹丸发射过程中的过载性能数据,可以为引信及制导弹药的电子元器件抗过载设计提供更为准确和可靠的基础数据支撑,也为火炸药等的抗过载研究提供了加载测试技术手段。     

弹炮耦合问题在重力场下动力学数值仿真

建立了带摇架、身管膛线的弹炮耦合接触/碰撞有限元模型,考虑了在膛内时期弹丸弹带、定心部与膛壁的接触碰撞及膛线对弹丸扭转的影响;在此前提下,充分利用有限元显式和隐式算法各自的优势,通过混合计算来模拟重力静态平衡下的火炮发射过程;通过显式用户子程序的构建与子程序的数据传递来模拟弹丸膛内运动时期后坐体的后坐运动过程。对模型仿真计算结果表明,在整个模型自重平衡的状态下,弹丸膛内运动姿态扰动会受到身管自重作用与弹炮耦合作用的双重影响;因此,这种建模分析方法在研究与评估弹丸膛内时期运动姿态规律上更具备一定的实际意义。     

身管受热及其对弹丸膛内滞留的影响

火炮在连续射击过程中壁温升高可能导致弹药在留膛时发生危险或失效。通过对几种典型射击方式的传热过程进行数值模拟,分析了壁内温升曲线的分布特征,考察了射击模式以及壁厚对身管温度响应的影响。在弹丸膛内受热机理基础上建立了某型末制导炮弹滞留预热身管的数学物理模型,在此基础上预测了火炮最大射击工况下弹丸膛内安全停留时间及其身管厚度的影响,结果表明,条件允许时身管厚度的增加可以在一定程度上解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。     

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...     

多管带制退器火炮同步发射膛口流场分析

为了研究多管武器同步发射时膛口流场的发展形成过程和弹丸运动过程中的受力,基于二维非定常可压缩流的N-S方程,结合内弹道数据和动网格理论进行数值模拟分析。分析结果展示了单管和3管带制退器火炮膛口流场的形成发展过程,发现3管带制退器火炮膛口流场更加复杂,且整体更加宽大,弹丸进入瓶颈区的时间更长,得出了3发弹丸在运动过程中的径向受力曲线,两侧弹丸受到方向相反大小近似相同的力,中间弹丸几乎不受力。仿真结果为提高多管武器同步发射时的精度提供了一些参考依据。     

材料热物特性对热身管中弹丸运动状况的影响研究

为了进一步了解热枪散布异常机理,在基于身管温度场研究的基础上,建立了考虑材料热物特性的热枪弹丸膛内运动分析有限元模型。以热分析的身管温度场数据作为边界条件,通过显式动力学分析,获得了材料热物特性影响下的弹丸膛内运动状态。对比实验数据,验证了该弹/枪耦合模型的正确性。研究表明:随着身管温度升高,身管热膨胀特性在膛口位置增加了弹丸质心位移及膛内摆角,但减小了弹丸质心侧向速度;身管热弹性在膛口位置增加了弹丸摆角,降低了弹丸质心速度;被甲热塑性增加了膛口弹丸质心侧向位移、膛内综合摆角,降低了弹丸质心侧向速度。研究结果将为进一步研究热散机理,提高射击精度提供一定的帮助。     

履带张紧力对火炮炮口扰动影响研究

以某履带式自行火炮为研究对象,分析了其运动特点,通过建立虚拟样机,研究了履带张紧力对炮口点运动的影响,研究结果表明：张紧力越大,火炮的重心越低;张紧力对火炮运动的影响可分为张紧和放松两种状态,在火炮发射过程中,张紧时炮口点的最大垂向位移一致、最大角速度一致,放松状态时也一致;张紧状态的峰值大于放松状态的峰值;在弹丸膛内运动时期,履带张紧力对炮口的运动也有影响,履带放松时,履带垂向速度波动比较大;炮口点角加速度随着张紧力的增大而减小;因此,为保证射击精度,在射击过程中应该使履带处于张紧状态,张紧力越大,射击精度越高。     

火炮身管延寿研究

火炮发射时,身管内膛承受的火药气体的烧蚀、冲刷和弹丸的冲击、摩擦,会导致内膛的烧蚀和磨损。内膛严重磨损主要集中在膛线起始部和炮口部。烧蚀磨损是造成火炮射击精度偏差的主要原因之一。改善内膛和弹带结构,正确执行勤务规定,合理选择火药种类、装药,降低身管温升是减少内膛烧蚀的重要措施。提出了运用等离子增强化学气相沉积法、电火花表面强化法和先进喷涂法处理火炮身管内膛的原理,并进行了理论分析。此项技术运用于处理火炮身管内膛为类似技术的移植。该技术既可作为身管制造中的预处理工艺,也可作为一种修理手段修复轻度磨损的身管。     

弹丸在膛内的一般运动微分方程

本文建立了非对称弹丸在考虑火炮运动的膛内的一般运动微分方程组;推导了非对称弹丸在膛内所受的力和力矩的具体表达式;该方程组可用于对弹丸的任何膛内运动状态(定心部不与膛壁接触、与膛壁碰撞、贴膛)的运动进行求解,进而可计算弹丸的起始扰动.最后给出了解除弹丸质心的移动与绕心转动微分方程的耦合的弹丸运动微分方程。     

大口径火炮弹丸膛内参数测量方法研究

为了解决大口径火炮内弹道参数测试的难题,文中提出了一种基于微波干涉的测量方法。阐述了微波干涉仪测量的原理、系统组成、试验数据处理的方法,并对其测量精度从理论上进行了分析。针对某型榴弹炮试验进行了实测,提供了火炮发射时弹丸在膛内的运动参数,获得了比较理想的结果。