超高射频串联发射系统设计

基于弹药串联装填发射原理,给出了超高射频串联发射系统设计,就整体结构、弹丸设计和控制系统进行了详细讨论,设计了多发串联弹组,精确控制了内弹道药室初容积和弹丸启动压力2个重要初始参数。针对超高射频的特点设计了系统试验方案,通过调整串联弹组中尾翼连接长度,按照不同的射频进行了多发弹丸连续射击,测试了点火脉冲及其频率、弹丸膛口速度、实际射频以及膛内压力变化曲线,并对试验结果进行了分析讨论。试验实现稳定高初速射频10000r/min5连发射击,验证了超高射频串联发射系统设计的合理可行。     

超高射频火炮发射过程仿真分析

针对串联预装填超高射频火炮的特点,建立了膛内火药燃气排空过程的计算模型,详细分析了后随弹丸弹前残余火药燃气的压力变化过程,并对弹前压力、弹后空间变化情况下弹丸运动规律进行计算.研究了3发弹丸以不同发射间隔序贯发射时的内弹道过程,对其规律和约束条件进行讨论,分析了发射频率对膛压和膛口速度的影响,弹前压力是影响超高射频火炮内弹道性能的关键因素,在发射间隔一定的情况下通过对超高射频火炮的调整和设计可以取得较好的内弹道性能.     

超高射频武器系统的设计与分析

基于串联预装填发射原理,给出了超高射频发射系统设计,就弹丸结构、装药结构和控制方法进行详细讨论。针对超高射频的特点设计了系统实验方案,按照不同的射频进行了多发弹丸连续射击,电子点火控制系统可以实现60 000 r／min的点火,全系统射频达到30 000 r／min,测试了点火脉冲及其频率、弹丸膛口速度、实际射击频率以及膛内压力变化曲线,并对实验结果进行分析讨论。实验验证了超高射频发射系统设计的合理性。     

超高射频武器系统弹丸强度的有限元分析

通过对超高射频武器的系统结构和弹丸结构的分析,研究了超高射频发射中弹丸的受力情况,建立了弹丸强度的有限元分析模型,通过仿真得出了发射过程中弹丸轴向形变及等效应力的分布情况,结果表明支撑腿与弹体的结合部受到的等效应力最大,是最易受到破坏的部位,并对弹丸结构设计和材料选择提出了建议.     

整装式弹药超高射频武器内弹道过程数值模拟

为了研究整装式弹药超高射频串联发射武器内弹道性能,建立了整装式弹药超高射频武器的经典内弹道模型,给出了发射过程中的能量平衡方程、药室状态方程和辅助方程,编制程序分别模拟了3发弹丸单独发射、低频发射和高频发射时的情况。结果显示:第2发及后续弹丸的内弹道性能受前面药室的影响较大,且越靠后发射的弹丸受到的影响越大;高频发射时,相邻弹丸之间的影响较大,严重影响武器安全性;装填条件相同的各发弹丸,其初速一致性较差,需对装填条件进行调整,使初速一致。     

基于FLUENT软件和内弹道模型双向耦合的超高射频火炮发射过程模拟

弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。     

串联发射弹丸挤进过程数值仿真与分析

为研究串联发射的弹丸在不同起始速度下动态挤进膛线的力学机理与运动特点,以30 mm火炮为对象分析了串联发射方式的内弹道物理过程,建立了弹丸与坡膛的有限元模型,采用LS-DYNA软件进行了挤进过程的有限元仿真。研究结果表明:挤进过程中,弹带变形规律不受挤进起始速度的影响,均是逐步被膛线刻槽并发生塑性变形;起始速度由5 m·s~(-1)增加至400 m·s~(-1),弹带等效应力峰值从611.8 MPa升高至717.5 MPa,弹带塑性应变最大值从0.89降低至0.75,挤进阻力峰值从为20.3 k N提高至22.9 k N,挤进完成后的摩擦阻力从0提高至3.5 k N,挤进起始速度增加导致了弹带材料应变率、塑性流动应力与挤进阻力的改变,影响弹丸挤进后的内弹道过程;3发弹串联发射时,首发弹20个节点轴向速度的标准差为8.3 m·s~(-1),后续弹分别为18.2,26.7 m·s~(-1),后续弹挤进时的振动冲击效应较首发弹显著。     

小口径智能弹药发射高过载环境下弹载模块电路应力分析

针对小口径智能弹药发射时弹载元器件极容易发生损坏失效的问题,对其高过载环境下弹载模块电路应 力进行分析。设计弹药弹载电路模块的防护结构,采用HYPERMESH 与ABASQUS 软件建立弹丸和刚体滑膛身管的 有限元模型,得到弹载电路的应力分布,计算不同防护外壳厚度下弹载电路模块的应力响应,并对聚氨基甲酸乙酯、 丙烯酸、硅酮和环氧树脂等灌封材料进行有限元数值仿真。该分析可为后续弹丸弹载模块的设计提供参考。     

超高射频武器串联发射膛口流场数值模拟

为了研究超高射频武器高频连发时膛口流场形成机理和对弹丸飞行的影响,基于 ALE方程和嵌入网格技术,结合动网格方法进行数值仿真分析。数值结果清晰地揭示了高频连发时火药气体相互叠加形成的复杂流场的结构。在相同装药量下,高频连发时后续弹丸膛内加速度远小于首发弹丸;后续弹丸出膛口后,弹前火药燃气膨胀形成低压区,而弹后压力高于首发弹丸弹后压力,使其加速度大于首发弹丸。仿真结果为研究超高射频武器高频连发时弹丸受力分析提供一些理论依据。     

激光测速靶连发弹丸速度测试系统

基于LabWindows/CVI的激光测速靶连发弹丸测速系统由面板,数据采集,分析测试软件等组成.主界面显示两通道弹丸过靶波形、弹丸速度及连发弹射频.参数界面含触发通道选择、触发电平、触发延迟时间、采集频率及采集深度等设置.数据采集包括弹丸过靶波形信号、弹丸单、连发弹丸初速及其射频等参数测试.