火炮内膛破坏机理

火炮射击时,内膛表面的结构会出现破坏现象,尤其是膛线起始部最为严重。为了保证火炮的使用效能,减小内膛表面的破坏程度,从破坏的特点出发,具体分析了火炮内膛的破坏过程及破坏程度的分布情况,并针对影响内膛结构的诸因素,在热烧蚀效应、化学效应和机械磨损效应等3个方面重点分析了火炮内膛的破坏机理,并提出了降低内膛破坏程度的几种措施。     

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。     

炮管内膛镀铬失效分析

某火炮身管内膛镀铬后,在验炮试射过程中掉铬严重,致使20～50％炮管超过规定标准而全部重镀。我们采用俄歇等分析方法分析了掉铬区、过渡区与未掉铬区镀层与基体界面间的杂质元素含量,确定掉铬原因是镀前被镀界面清洗不净造成的。采取调整清洗工艺、改进清洗工装并改用高质量的除油石灰后,使产品的合格率达到了标准规定要求。     

枪管内膛镀铬层厚度测量

本文介绍了用电磁感应法测量枪管内膛镀层和表面镀层的试验研究工作,其中重点介绍了枪管内膛测厚专用的接触式探头以及与专用探头相匹配的DDH-1型电磁测厚仪等的研制工作。     

火炮内膛烧蚀磨损研究综述

介绍了火炮身管的烧蚀磨损现象,分析了影响烧蚀磨损的主要因素,包括火药气体的热烧蚀、火药气体的热烧蚀以及炮管的机械磨损,提出了现阶段国内外火炮抗烧蚀磨损的主要手段和措施,包括研制耐热合金身管材料、改进发射药以及对内膛表面进行处理．     

火炮内膛全景图像窥测技术研究

为了检测火炮内膛疵病,开发了基于半球全景成像技术的火炮内膛窥测装置,采集内膛全景图像;根据全景环形透镜的成像特点,基于抛物面透视投影原理,建立含有畸变参量的全景环形图像展开模型;应用遗传算法求取标定试验图像的最佳畸变参量,将其结果实用于火炮内膛图像的展开;采用自适应插值法对其像素值插值,恢复环形图像的像素值.实践表明,该窥测装置具有良好的分辨率,展开图像清晰、逼真,便于后继分析处理,具有很高的实用性.     

火炮膛内压力波的定量研究

从国内外发表的大量文献看,对火炮膛内压力波的研究大多数集中在从实验结果定性分析各种因素对压力波的影响规律,对压力波的定量研究则较少。本文从不同的角度提出了对压力波定量分析的几个方面和定量研究的方法,并指出应加强对压力波整体特性的研究。     

火炮内膛疵病检测系统的设计

火炮内膛疵病检测系统由计算机、电控箱、测量本体和系统软件组成.膛内定位机构控制系统前进与后退及调整运动速度.系统软件由初始化、图像采集、控制、图像处理和数据库模块组成.置入炮膛内的CCD摄像机窥膛器由电动机驱动,用系统软件实现炮膛内壁疵病定位、图像采集和图像处理.     

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。     

火炮膛内压力波研究述评及展望

自本世纪50年代以来,对膛内压力波的研究已引起火炮、弹丸、引信和装药的设计者们所普遍的关注.本文从实验和理论研究的两个方面,介绍膛内压力波研究的历史及状况,并着重对压力彼的产生机理、定量描述、数值模拟和抑制技术等几个方面进行比较详细的综述.最后,对压力波今后研究工作提出展望。     

火炮膛内P-t曲线的“平台”效应

本文通过对实验P-t曲线的研究,提出了“平台”效应这一重要的弹道概念,分析了P-t曲线出现“平台”的条件。同时给出了产生“平台”的几种方法。     

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.     

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。     

火炮膛内气流流动与传热的数值模拟

推导并建立了火炮膛内非定常湍流边界层微分方程组，进行了核心流为准两相流，边界层为充的膛壁传热计算，与实验结果表明，所建立的模型能够较好地模拟火炮膛壁表面的传热问题，对于身管烧与寿命的研究有重要意义。     

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。     

火炮卡膛一致性问题研究

为了分析火炮输弹过程对弹丸卡膛一致性的影响,研究了整个输弹过程.通过考虑输弹过程中的输弹力、卡膛速度、弹丸入膛过程中与身管内壁的接触碰撞等方面因素,建立了卡膛过程的动力学模型,对输弹力、弹丸与身管的间隙及接触碰撞对卡膛一致性的影响进行了分析和定量研究.分析结果表明,采用恒力输弹方式、弹丸与身管间的间隙及其接触碰撞的存在必然降低高低射界内不同射角弹丸的卡膛一致性,而采用变力输弹方式和降低输弹机安装位置等措施可以有效改善弹丸的卡膛一致性.     

基于随机规划的火炮膛内发射性能不确定性优化

为了研究大口径火炮膛内发射性能的不确定性优化问题,编制了内弹道程序并嵌入ABAQUS有限元软件进行二次开发,构建了膛内发射动力学模型。综合考虑火炮内膛结构参数、弹丸结构参数与发射装药参数等不确定性因素,通过分布参数模拟其随机特性,利用BP神经网络建立了膛内发射动力学模型的代理模型。基于蒙特卡洛模拟得到不确定约束函数的概率分布,以内弹道性能指标构建概率约束函数,以起始扰动的均值与标准差构建不确定目标函数,建立膛内发射性能的随机不确定性优化模型。运用多目标遗传算法进行优化求解,获得了该问题的最优解与不确定参数的合理区间,证明了该方法的有效性。     

火炮发射膛内高温对弹底引信的影响

针对炮弹弹底引信在膛内需承受高温火药燃气强瞬态热冲击的问题,将非稳态导热计算方法和有限元瞬态导热分析引入引信结构分析,得到了引信体底部沿轴向温度分布曲线.ANSYS仿真结果与理论计算结果相吻合.结果表明,正常发射时,在膛内发射药火焰作用下,弹底引信表面温度约为95～145℃,热扰动在引信体内部传播深度不足2 mm,发射药火焰对弹底引信强度的影响可以忽略不计.但考虑到火炮发射时可能会出现弹丸留膛的异常现象,在设计弹底引信时,当引信体材料为50钢或35CrMnSiA时,可忽略火炮发射膛内高温对弹底引信的影响;当引信体材料为铝合金2A12、7075、7A04或铜合金HPb59-1时,应适当加大引信体最薄部位厚度.