多管火箭／发射装置系统全弹道模拟技术研究

建立了多管火箭／发射装置系统7自由的全弹道模拟多体动力学随机非线性时变系统模型。编制了仿真软件对系统的密集进行了仿真计算；分析了系统的主要参量对密集度影响的敏感程度；并对缠角这一敏感参数对密集度的影响规律进行了实弹射击验证性实验，取得了预期的结果。     

弹丸批质量水平的密集度检验方法

弹丸批质量水平的密集度检验方法是考核弹丸批生产质量的重要手段。为了探索新型弹丸批质量水平的密集度检验方法,基于计算流体力学软件和经验公式的弹丸空气动力学参数快速仿真计算方法,分析弹丸的结构误差对气动参数的影响,建立了弹丸气动参数数据库。以Visual Basic为 平台,建立了考虑质量偏心、动不平衡、射角、质量、弹道风等因素的弹丸数学模型,开发了火炮弹丸密集度仿真软件并进行验证。基于仿真软件,进行了随机因素与密集度的相关性分析,得到弹质量、弹径、质量偏心、动不平衡、初始摆动角、初始摆动角速度和初速对高低密集度和方位密集度影响程度的大小顺序,给出了弹丸批质量水平密集度检验方法的流程及应用。研究结果表明,该密集度检验方法在弹丸批质量水平的考核中是可行的。     

火炮振动与射击密集度实验方法研究

大口径火炮炮口振动响应是影响火炮射击密集度的关键参数之一.目前还没有一种理想的实验测试系统能得到炮口振动位移和速度测试值.为了研究火炮振动和射击密集度相关性,分析了大口径火炮炮口振动响应实验测试现状,提出了大口径火炮摇架俯仰振动角位移是联系火炮振动与其射击密集度的可监测实验测试敏感量的观点.给出了实验测试方法和实验测试步骤,采用RecurDyn多体动力学仿真软件进行了刚柔混合动力学模型计算,模型仿真计算和实验测试结果初步验证了该试验方法的有效性.     

某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究

研究多管火箭炮非满管射击密集度试验方法及仿真技术,提出了一种新的减少多管火箭密集度试验用弹量的试验方法。基于虚拟样机的动力学仿真技术和多岛遗传算法(MIGA)理论,建立多管火箭炮发射动力学参数化仿真计算模型,将其集成在多学科优化设计软件ISIGHT框架中,采用MIGA作为优化控制策略,形成了基于等起始扰动偏差思想的多管火箭炮非满管装填射击密集度试验方案。对满管齐射和非满管连续射击方案的起始扰动和射击密集度进行仿真计算。仿真结果表明,两种方案起始扰动相同,系统密集度预测值满足F检验条件,证明提出的非满管装填射击密集度试验方案是完全可行的,形成的非满管连续射击密集度试验方案可减少试验用弹量41.7%.     

一维弹道修正弹的气动特性与修正量研究

为提高弹箭射击密集度,采用增阻环进行纵向距离修正。用Fluent软件对3种头部形状的榴弹进行仿真,结果与风洞实验对比,两者得到的阻力系数变化规律相同,验证了模型及模拟软件的正确性和可靠性。进一步仿真分析阻力环在不同安装位置对空气动力特性的影响以获得对应的阻力系数。建立一维弹道修正弹数学模型,用VC++6.0编写弹道程序,并对阻力环机构在弹道不同位置作用时对应的射程修正量进行计算与分析。     

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。     

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.     

轮式与履带式多管火箭动力学分析

研究履带式多管火箭发射动力学特性并与轮式多管火箭动态特性分析对比,为提高多管火箭射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了履带式多管火箭发射动力学模型及振动特性、动力响应分析和仿真系统,振动特性仿真得到了试验验证。对某轮式和履带式多管火箭振动特性、动力响应、火箭弹起始扰动、射击密集度进行了对比分析。对比分析结果表明,对同一批次火箭弹,轮式和履带式多管火箭的振动特性、动力响应和射击密集度有一定差异,履带式多管火箭的动态性能优于轮式多管火箭。分析结果为提高多管火箭射击密集度提供了直接的方法。     

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.     

武器弹药密集度试验分组的蒙特卡洛模拟研究

为降低武器弹药密集度试验的成本投入,得到密集度试验最优用弹数量,利用蒙特卡洛抽样模拟法,对一定弹药总发数在不同组数分组试验与不分组试验时的密集度进行了仿真研究。通过不同试验样本总量,按不同分组方式及不分组方式进行抽样模拟,得到了总体散布参数估计值的均值、方差和相对误差,以及分组试验时各组密集度中极大值和极小值之比的最大值、均值和方差。对比分组试验模拟结果与不分组试验模拟结果发现:试验弹药总发数一定时,分组数越多,密集度估算误差越大,密集度估计值的无偏性越差,不分组试验可略微提高密集度的估计精度,但改善并不明显。为了将气象等随机因素对密集度估计的影响计入考虑,密集度试验应分组进行。     

自行高炮车炮系统射击密集度预测研究

本文提出了应用随机仿真技术,从车、炮、弹、药系统出发,根据高炮的内弹道、自动机、全炮振动、起始扰动和外弹道等理论,使用计算机仿真发射全过程,进而预测立靶散布的基本原理.根据这一基本原理研制出了某自行高炮车炮系统的射击密集度预测软件,最后给出计算机仿真结果并与靶场实弹射击数据对比.良好的一致性表明:这种研究方法原理正确、有实用价值.对于其它枪炮射击密集度研究,该方法具有参考意义.     

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。     

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.     

炮弹多维密集度指标与命中概率的关系研究

应用概率论正态分布函数N维分布理论,对炮弹密集度指标和实战中炮弹对目标作用效果的关系进行了研究。通过对密集度计算理论的梳理与指导,在一维、二维密集度计算模型的基础上,通过对三维正态积分计算的研究,创新并提出球概率误差计算模型,建立了炮弹多维密集度指标与命中概率的关系,完善了更接近实战要求的密集度指标体系。研究结果可指导各类炮弹在密集度指标方面的论证、设计、考核和使用。     

某车载榴弹炮射击密集度超差因素分析

利用理论分析和实弹射击试验研究相结合的方法,对某车载榴弹炮的射击密集度超差因素进行探讨研究。通过对某车载榴弹炮射击密集度超差因素进行摸排分析,得到了炮口初速和上架联接螺栓松动是该炮射击密集度超差的主要原因。为了验证摸排结果的正确性,利用所建立的炮口初速影响密集度模型和螺栓松动影响炮架刚度模型进行理论层面上的推断,通过密集度试验,其结果与理论预测值也基本一致。     

弹管间隙对多管火箭密集度的影响

应用发射动力学理论，建立了考虑弹管间隙的多管火箭发射动力学方程．对某多管火箭武器弹管间隙与起始扰动及密集度进行了仿真，分析了弹管间隙与起始扰动及射击密集度的关系，为提高多管火箭射击密集度提供了一种思路。     

某型转管炮立靶密集度试验条件相容性研究

建立了某型转管炮的刚柔耦合体动力学模型,通过模态测试分析,获得了该炮起落部分的频响函数,分别利用仿真模型法和拉普拉斯变换法,计算了3种射击方式下的炮口振动和摇架的位移响应,以此研究了该炮的立靶密集度试验条件相容性,并通过试验证明了一种新方法代替原国军标中的方法,可以取得一致的立靶密集度试验结果.利用立靶密集度试验的相容条件,取得了身管寿命试验的总射弹量较少的新方法,减少了转管炮身管寿命试验的消耗.     

航空火箭弹立靶密集度仿真分析

炮口速度及转速对航空火箭弹的立靶密集度有非常重要的影响.为了提高航空火箭弹的立靶密集度,文中以常规火箭弹的散布理论和外弹道理论为基础,对各随机因素进行分析,建立符合其特征的数学模型,运用蒙特卡洛法进行数学仿真,研究不同炮口速度与转速对航空火箭弹立靶密集度的影响,结果表明提高炮口速度有利于提高立靶密集度,而炮口转速则需要控制在合适范围内,此结果对今后工程运用提供了理论参考.     

炮弹地面密集度性能与射程关系仿真

为了探讨炮弹三分之二射程地面密集度性能与最大射程地面密集度性能之间的关系,基于蒙特卡罗方法和弹丸空中6自由度弹道方程,采用符合误差因素特征的随机数序列,建立了弹丸地面密集度仿真预测模型,以某155 mm口径火炮榴弹为算例,分别得到了对应最大射程和最大射程三分之二处地面密集度仿真数值。结果表明:弹丸最大射程和最大射程三分之二处的地面密集度影响因素差异较大,难以定量对应;用三分之二射程检验弹丸地面密集度指标的方法难以反映最大射程地面密集度性能水平,不宜采用;最大射程地面密集度性能与射角散布几乎无关,而三分之二射程时,射角对地面密集度性能影响较大;弹丸应按最大射程考核地面密集度,火炮系统可按三分之二射程考核地面密集度。     

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.