激光内径测量系统数据处理模型研究

针对现有火炮身管内膛径向磨损量检测仪器所存在的测量精度低、自动化程度不高等问题,设计了一套利用激光非接触测量技术对身管内径实现精密测量的系统。系统基于光学无接触测量原理,运用光学测量的理论和方法,设计并讨论了在实际运用中存在的问题和解决方法。针对定位中心与身管轴线不重合引起的测量误差较大等问题,运用最小二乘等数学方法建立了系统的测径数学模型,并通过计算机仿真,不断修改模型使数学模型与实验结果之间的残差最小,从而选择出最佳的测径模型,有效地提高了测径精度。实验证明,该系统稳定可靠,自动化程度高,解决了身管内膛径向磨损量精确测量的难题。     

基于图像变换的火炮身管膛线参数检测技术研究

本文介绍了一种能够对身管膛线参数进行检测的装置;讨论了膛线参数检测的原理;分析、证明了基于约当(Radon)变换的直线参数(角度和至给定点的距离)的检测技术,提出了基于图像变换的火炮身管膛线参数检测方法.这种方法能够对身管膛线的宽度和角度进行检测,并具有较高的抵抗噪声干扰的能力.考虑到光学系统对图像产生了一定的畸变,进而对膛线参数的检测产生一定的影响,本文对此进行了分析和研究,给出了膛线参数的修正公式.最后,通过实例,实现了对膛线参数的检测,并对提高膛线缠角的检测精度和降低算法代价作了讨论.     

基于CCD的小口径炮膛质量检测系统

一种针对小口径火炮炮膛表面质量的新型定量检测系统,采用微小型高性能工业CCD摄像机作为图像采集设备,结合设计的滑膛组件、驱动模块等功能单元,动态获取炮膛的清晰视频图像,并利用相关图像处理算法完成炮膛疵病面积的识别和计算,实现对小口径火炮炮膛表面质量的定量检测,其有效性通过试验得到验证。     

模块装药膛内火焰扩散过程的理论研究

模块装药结构的复杂性增加了膛内发射过程实验诊断的难度与不可预计性。本文建立了两相流内弹道模型，考虑了模块运动以及初始装填分布等多方面因素，利用该模型计算结果与实验结果吻合得较好。该模型及程序可以用来模拟模块装药内弹道早期点火，火焰扩散，装药床的移动以及压力波的发展过程，从而为这类装药的设计提供了理论依据。     

炮膛疵病图像的去噪研究

针对疵病图像的去噪问题,应用Curvelet变换对图像进行分解,得出噪声分布的特点;分析了软、硬阈值和连续阈值量化方法的优缺点.在此基础上,提出了疵病图像去噪的方法:对图像做Curvelet变换,得到一系列系数.将最高层系数置零,其他层系数进行连续阈值量化.实验结果表明,与其他方法相比,本文方法不仅可以有效去除图像中的噪声,而且图像的细节得到了很好的保护,说明了该方法的优越性.     

基于ADAMS的炮膛合力施加方法

针对转管武器循环射击的特点,在ADAMS中以身管运动角度为参照,运用IF、SIN、AKISPL函数编写火炮循环射击载荷表达式,实现了在匀速、变速与延迟射击等不同射击条件下的炮膛合力施加方法,为转管武器的动力学仿真施加更真实的载荷提供了有利条件。     

基于两相流内弹道的火炮炮膛合力计算

炮膛合力计算多是采用只能计算膛内空间平均压力的经典内弹道模型,必然导致计算结果与实际射击过程有较大偏差.针对此问题,提出利用内弹道气动力模型取代经典模型,建立基于准两相流内弹道的炮膛合力计算模型,采用Godunov差分格式对内弹道方程组进行数值求解,得到膛内压力分布规律,进而得到炮膛合力.通过算例结果与理论值对比,验证了该方法的有效性和可靠性,为进一步提高火炮后坐运动建模与分析的准确性奠定了基础.     

基于混合噪声模型的射线图像降噪方法

针对射线数字图像的特点,提出了一种基于混合噪声模型的小波中值滤波降噪方法。对射线数字图像噪声成分构成进行分析,建立了混合噪声模型。根据混合噪声模型来计算噪声方差,进而计算BayesShrink阈值,解决了BayesShrink阈值计算中因射线数字图像小波系数不服从广义高斯分布而导致的Donoho噪声方差计算方法失效的问题。为了消除BayesShrink阈值处理引起的图像失真,对小波阈值处理结果进行中值滤波。采用射线数字图像对该方法的有效性进行了验证,实验表明,该方法的降噪效果优于OracleShrink和SureShrink阈值法。     

身管内膛图像拼接系统的设计与实现

运用计算机图像拼接技术,提出一种将身管内膛局部表面照片快速无缝拼接的算法。相位相关算法是一种非线性、基于傅里叶变换功率谱的频域相关算法,该方法只取互功率谱中的相位信息,减少了对图像内容的依赖,所获得的相关峰尖锐突出,位移检测范围较大,有很高的匹配精度和很强的抗干扰能力。利用改进的相位相关图像拼接算法对获取的火炮内膛图像进行拼接,最后利用渐入渐出函数加权融合算法消除拼接缝,实现身管内膛图像拼接。实验结果表明,该系统可获得无缝、清晰和完整的火炮身管内膛图像,满足炮膛实时检测需要。     

一种火炮炮膛锥度的光电检测方法

基于激光光三角位移检测技术和光栅位移检测技术,提出一种用于Φ30 mm火炮炮膛锥度光电非接触检测方法,并据此研制了小口径火炮炮膛锥度光电检测系统。论述了系统的组成和总体结构,对炮膛锥度的测量方法、系统检测原理进行了理论分析,着重阐述了利用激光光三角原理非接触测量内径尺寸的方法,并通过实验对测量系统的精度和可行性进行了验证。实验结果表明：检测系统精度优于±0.003 mm,重复性精度优于±0.002 mm,能够满足小口径火炮炮膛锥度的检测精度要求,该检测方法切实可行。     

火炮内膛图像增强方法

针对火炮内膛采集到的图像不能满足对炮膛内疵病的分析和判断的情况,采用图像处理技术,对火炮内膛图像进行对比度调整、平滑、锐化等一系列措施。结果表明,增强后的内膛图像视觉效果能得到明显改善,在保护背景的同时,原图像中的噪声有明显的抑制,图像边缘信息也得到加强,能满足对内膛图像中疵病的判断和识别。     

基于图像纹理特征的炮膛疵病检测方法

为实现炮膛疵病的自动识别,提出提取炮膛疵病图像的纹理特征的方法。对若干类炮膛疵病特点进行分析,引用灰度共生三角阵的概念和灰度共生矩阵的熵、能量、对比度、相关度4个特征参量,提取图像的纹理特征。实验结果表明,该方法是有效的,能缩短计算时间,并充分反映图像的灰度空间信息。     

基于锥膛炮的弹丸弹裙膛内阻力研究

针对锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点,分析了锥膛炮直膛段弹丸后弹裙与膛壁之间摩擦阻力的变化过程和锥膛段弹丸弹裙高速冲击锥膛受到的挤压阻力变化过程;建立了弹丸弹裙膛内阻力数学模型;根据所建模型进行了编程计算,得出了弹裙膛内阻力-位移变化曲线、膛压-位移曲线和速度-位移曲线,计算结果与实验结果一致。研究结果可为锥膛炮内弹道设计和弹丸结构优化提供参考。     

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。     

基于火炮膛内气固两相流的热散失模型数值仿真

火炮发射过程中的热散失会影响内弹道性能。在数值仿真时由于直接计算热散失较为困难,通常采用对火药力或者燃气的绝热指数进行修正的方法,但该方法无法准确预测内弹道的性能。为此该文提出了一种基于气固两相流模型的热散失计算方法,从高温燃气与身管内壁的热交换出发,建立热散失模型,并将热散失模型与火炮膛内气固两相流模型耦合,热散失量将在气相能量守恒方程中的源项中考虑。以某155 mm火炮为研究对象,采用MacCormack差分格式求解修正后的气固两相流模型,获得膛内流场变化情况。求解得到的流场参量作为热散失模型和身管传热模型的输入参数,计算出内弹道过程中总热散失量以及身管径向温度分布规律。对给出的2种测试工况进行仿真计算,计算结果与实验结果的比较表明,考虑热散失时各指标误差明显减小,最大压力误差小于1.0%,初速误差小于0.5%。总热散失占火药燃烧后产生总能量的2%～4%。证明了该方法的可行性和优越性,有助于提高内弹道仿真的精度。     

基于WSEIAC模型的自行火炮营系统效能分析模型

基于WSEIAC模型的自行火炮营系统效能分析模型,通过可用度向量、可信赖矩阵和能力向量三者的函数建立基本数学计算模型,再根据武器系统在执行任务前,须经过若干个可靠性指标不同的过程得出武器系统在执行任务时的系统效能。该模型的求解涉及炮兵营系统的初始可用性向量、各节点的可信赖矩阵和可用度、火炮子系统能力向量、炮兵营系统能力向量的计算。     

某小口径火炮射击过程膛内传热计算分析

针对某小口径火炮内膛结构及装药结构,建立了经典内弹道模型及圆柱轴对称传热模型.该模型考虑了对外界传热以及金属药筒对内膛热积累的影响,将药筒假设为药室内壁的一部分,每次装填时将药筒部分的温度设为环境温度.通过选择合理的计算方法,编制了计算程序,对某小口径火炮单发、多发连续射击进行了计算,预测了射速与药室内壁温度变化的关系,并分析了多发连续射击后出现弹药较长时间留膛现象时的安全性.所建立的计算模型及编制的计算程序对该火炮射击热安全分析有一定参考意义.