采用二维PSD测量弹丸卡膛姿态的研究

介绍了用二维ＰＳＤ（位置敏感探测器）测量火炮卡膛过程中弹丸姿态的原理和方法．ＰＳＤ分辨率高，响应速度快，可用于实时测量弹丸的卡膛姿态．本文给出了系统描述和测试结果．     

采用二维PSD测量弹丸卡膛姿态的研究

介绍了用二维ＰＳＤ（位置敏感探测器）测量火炮卡膛过程中弹丸姿态的原理和方法，ＰＳＤ分辩率高，响应速度快，可用于实时测量弹丸的卡膛姿态，本文给出了系统描述和测试结果。     

小口径火炮弹底压力测试方法

小口径火炮膛内高温、高压和高过载的环境以及狭小的空间给弹底压力测试带来很多不便,为了准确测量小口径火炮弹底压力,提出了一种新的弹底压力测试方法.通过应变测试系统测出火炮身管外壁的应变,进而根据厚壁圆筒理论以及弹底压力解算公式推导出弹底压力.同时结合四阶龙格库塔算法建立弹底压力仿真模型,将仿真结果与测试结果进行对比,得出...     

多管火炮武器发射膛口流场数值模拟

针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知,多管火炮发射时各身管产生的膛口流场会相互影响和叠加,形成的流场中激波系更为复杂,气流对弹丸产生的非对称作用对弹丸飞行姿态的影响也更为显著.计算结果可为多管发射武器系统结构设计与射击精度预测提供必要的参考.     

某大口径榴弹环状导带失效分析

国内某采用环状导带的大口径榴弹在研制过程中,靶场试验时出现过近弹问题。通过实物检测和数值模拟综合分析,明确其原因是：由于收带质量不好,在导带挤进火炮坡膛过程中,导带后边翘起,弹丸再向前运动,火炮膛线又将导带重新压合,因为填充不规整,有飞边产生;弹丸出炮口后,导带受压突然卸载,后端某个部位翘起,增大了飞行阻力,造成近弹。通过加强导带槽辊花及收带质量控制,较好地解决了这一问题。失效分析过程和解决途径对类似技术问题有一定的参考价值.     

弹丸连续挤进对不同坡膛结构受力的影响

针对火炮内弹道复杂的受力环境,为了研究弹丸挤进坡膛时的力学响应,在考虑粘塑性及韧性损伤耦合效应的弹带本构模型的基础上,建立弹炮耦合有限元模型.通过计算获得了坡膛的动态应变曲线及应力值,分析了多发弹丸连续挤进时的坡膛力学响应规律,以及不同坡膛结构对受力的影响,探讨了坡膛受力规律.研究结果表明:同一种坡膛结构下,弹丸连续挤进,由于材料硬化效应,坡膛膛线起始部位VonMises应力水平与应变增长较为缓慢;不同坡膛结构变化下,随着坡膛长度的增加,膛线起始部位应力与应变逐渐减小.     

小口径火炮后坐位移测试方法研究

火炮后坐位移是火炮设计的重要参数,为了利用实验方法获取该参数,针对小口径火炮自动机后坐位移的特点,介绍了3种靶场环境下火炮后坐位移测试方法,包括激光CCD测试法、激光测振仪法、高速摄像法.首先分析了3种方法的测试原理和具体实施步骤,指出了每种测试方法的优缺点,然后通过小口径高炮平角实弹射击后坐位移测试,得到了3种方法的测试结果.试验结果表明,激光CCD测试法最为可靠,可适用于火炮连发射击试验.     

某型测速弹道枪弹丸动量与枪械后坐动量关系的探讨

弹丸动量和枪械后坐动量之间的关系是武器研究和测试部门长期以来研究的课题,通过对火炮弹道自由后坐试验的研究,从理论与工程实践的结合上,得出不支持采用现行方法MhWg=mυ0＋0.5ωυ0计算膛内时期终结时后坐部分具有的自由后坐动量。为验证所得结论的正确性,进行了弹道自由后坐试验,获得了某口径标准弹弹丸初速、某型测速弹道枪后坐速度-时间曲线等多项数据,并对数据进行了分析计算,得出应采用MhWg=mυ0计算膛内时期终结时后坐部分具有的自由后坐动量的结论。     

含运动弹丸的某火炮膛口流场数值模拟

为研究膛口流场结构,利用Euler方程并结合Spalart-allmaras湍流模型建立流场数学模型,对某火炮含弹丸的膛口流场进行数值仿真模拟,应用动网格技术处理弹丸的运动情况。仿真结果反映了膛口流场形成及发展过程。     

超高射频武器内弹道数值仿真

根据超高射频武器发射的基本原理,提出了一种可以解决火药燃气密封和弹丸药柱强度问题具有纵向尺寸小的新型装药结构--串联预装填系统,以此为基础根据经典内弹道学建立了内弹道数学模型,运用Matlab7.1语言编程,对内弹道过程进行了数值仿真,分析了射击频率的变化对内弹道性能的影响规律:非耦合时主要是由于各发弹在枪管中的物理位置不同而导致最大膛压和弹丸出枪口点速度有所变化,弱耦合时是由于弹前阻力对内弹道性能起主要作用而导致最大膛压和弹丸出枪口点速度有较大的变化.     

行进间装填对输弹机设计的影响

自行火炮在行进间输弹时,弹丸在惯性输弹段会受到底盘运动状态的影响.根据相关路面谱数据,分析了自行火炮颠簸运动时弹丸的受力,建立了惯性输弹段弹丸的运动方程,通过实例计算,得到了极限状态下输弹到位所需要的输弹速度曲线.研究结果对输弹机设计具有一定的参考意义.     

基于火炮对空射击弹药毁伤能力评价的参数测试技术

针对武器综合作战系统实弹射击实时毁伤能力评价的需求,基于GPS定位原理和声学空间定位的原理,进行了火炮系统射击时弹药毁伤能力评价所需参数的试验测试技术研究.重点对应用GPS技术进行目标坐标测量和基于声学空间定位原理火炮对动目标射击的炸目偏差、弹目偏差的测试方法和原理进行了论述,通过该测试系统所测试到的关键参数可以对火炮武器系统射击的弹药毁伤能力进行评价,进而达到初步分析和评价弹药的射击效果.实验结果表明该项技术及试验方法正确、可行.     

基于投影成像原理的弹丸着靶姿态高精度测试方法研究

弹丸着靶姿态测试是弹道参数测试中的重要项目,姿态参数与着靶速度、弹丸质量、能量传递效率共同反映了弹丸的终点效能,由于弹丸目标小、速度快,对其着靶瞬间的三维姿态角的高精度测试还无法实现。采用投影测试方法、视场标定方法、数据修正计算方法,解决了目标的高质量成像、标定判读、角度计算等难题,实现了小口径弹丸的着靶姿态测试,完善了测试项目,提升了测试能力。     

拉格朗日假设条件下随行装药的膛内压力分布规律

目的研究拉格朗日假设条件下随行装药的膛内压力分布规律．方法采用能量与动量守恒的方法进行研究．结果分析了随行装药的膛内物理过程,导出了随行装药弹后气流速度分布公式及随行装药弹丸的动量方程,推导了拉格朗日假设条件下随行装药弹后空间压力分布规律的数学表达式,并从理论上比较了随行装药与常规装药弹底压力的大小．结论随行装药的膛内压力分布可以进行理论预测,其膛内压力分布曲线具有抛物线形状．     

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

大口径火炮弹丸挤进过程坡膛动力响应分析

建立了大口径火炮的弹丸身管耦合系统显式非线性有限元模型,对弹丸挤进过程中坡膛的动力响应进行了分析,并针对大口径火炮使用中出现的阳线损伤问题进行了深入探讨.结果表明:坡膛和导向部过渡段应力集中严重,接近身管材料屈服极限;初始装填角和装填不到位对身管应力的大小影响不大,但初始装填角增加了身管应力变化的不确定性;弹炮间隙导致身管应力减小;弹丸装填不到位导致的加载速率增大是出现阳线损伤的主要诱因之一.     

四光幕交汇立靶测试系统及纸靶校准方法

介绍了一种新的测试方法：将四个矩形光幕以特定的角度分别放置在六面体的两个面和两个对角面上，当弹丸从光幕穿过，用测时仪记录弹丸穿过四个光幕的时刻，依据四个时刻值计算出弹丸穿过光幕的位置坐标．文中分析了四光幕交汇立靶测试测试系统的原理．提出一种用纸靶测量坐标值对测试系统的测量结果进行校准的方法，推导了校准公式．根据纸靶弹孔位置坐标，对原始公式进行修正，修正后的结果，减少了与纸靶比对的误差．     

尾翼弹后效开翼技术研究

应用二维流场理论开辟高速滑膛尾翼弹后效开翼的新途径。在分析现有国内外弹丸尾翼稳定装置的结构特点及优缺点的基础上，提出了稳定装置的改进方向，并设计出了一种新型稳定装置结构，对新型稳定装置进行了结构分析、强度计算、气动力分析及膛内自锁可靠性的计算，并用二维流场理论分析了弹丸尾翼的张开过程。证明了尾翼弹后效开翼途径的可行性。     

脉冲激光高速纹影摄影系统及其应用

采用序列脉冲红宝石激光器作为光源、国产640型纹影仪作为图像及流场显示光学系统、等待型转镜高速摄影机为记录单元的脉冲激光高速纹影摄影系统,我们已经相继研制了两种型号。Ⅰ型系统用于终点弹道的穿甲过程和中间弹道的出膛过程的记录,已经取得较好的结果。Ⅱ型系统用于研究高能炸药起爆机理,拍得了弹丸撞靶前的飞行姿态及撞靶后的压缩变形直至点火爆炸过程的分幅照片,为研究工作提供了依据。本文还论述了该系统的发展。     

弹丸侵彻混凝土目标的热固耦合数值分析

针对侵彻过程中侵彻深度计算不精准的问题,以弹靶模型为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立弹靶模型,对35Cr Mn Si弹丸侵彻C30混凝土靶的侵彻深度进行了计算。以侵彻速度和角度为初始变量设置了33组不同工况,进行了侵彻过程的热固耦合数值分析。提取了弹丸温度场、侵彻深度、侵彻速度衰减等数据进行了深入分析,得出了弹丸侵彻过程中温度升高与侵彻深度之间的关系。结果表明：1）垂直侵彻时,随着侵彻速度的增大,弹头侵蚀加剧,温度变化更显著;2）非垂直侵彻时,温度升高极值点由弹头中心转移至弹丸侧身,弹丸着角增大,温度升高加快,侵彻深度减小;3）侵彻结束时,弹丸温度与侵彻深度成相关比例,相同侵彻角度工况中比例相同。对弹丸侵彻过程中温度场进行分析可提高侵彻深度预测模型的准确性,研究结果可为侵彻引信测试提供参考。