水下压力与速度测试研究

导气式水下枪械测量系统包括压力和速度测量系统，利用应变式测压传感器和感应测速传感器分别获得膛压、气室压力和自动机速度，得到相应的实验数据，并对实验现象进行了分析，为水下枪械的动力学分析提供了依据。     

枪口压力对水下发射膛口流场特性的影响

为了研究机枪水下发射枪口燃气喷射压力对膛口流场分布特性的影响,基于流体计算软件FLUENT,采用结构化网格并结合动网格技术,建立了水下枪膛口流场二维轴对称仿真模型,针对14.5 mm水下枪,分别采用30 MPa、45 MPa和60 MPa燃气喷射压力对水下密封式发射膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明:3种枪口喷射压力条件下,火药燃气喷出膛口后都迅速形成射流膨胀区,膛口轴向压力急剧衰减,燃气扩展过程中受到水和弹丸的较大阻力,在弹后空间聚集,使得压力有不同程度的升高; 燃气喷射压力在30～60 MPa范围内,膛口马赫盘初步形成的时间略有不同,约在145～152 μs之间,压力越小时,马赫盘形成越早且弹丸越早脱离火药燃气的包围; 3种压力条件下马赫盘距离膛口中心位置随时间的变化都呈指数分布规律。     

水下锥膛炮内弹道方程组的推导与计算

针对因火炮工作环境、装置的不同而导致经典内弹道基本方程组不适用的问题,以锥膛炮和带有弹裙的水下射弹为研究对象,考虑了挤压阻力、变质量水柱和压力变化的相互作用,推导出锥膛炮水下内弹道基本方程组,并对某口径锥膛炮进行数值计算,计算结果发现:身管长度影响炮口速度和膛内压力,浸水模式下的炮口速度与身管长度之间存在最佳匹配的关系,膛压随身管长度的增加而增大。     

水下炮内弹道分析与数值仿真

为提高火炮在水下发射的初速,水下炮炮口设有挡水板,发射时挡水板改变了膛内弹丸的受力状况。通过水下炮发射时弹丸膛内的受力分析,考虑射弹前方压缩空气形成的激波压力,结合经典内弹道理论,建立了水下炮内弹道模型。以某口径水下炮发射为例进行了数值仿真,得到水下炮的膛压和速度曲线,与传统火炮对比,变化趋势基本一致,但膛压略有增大,初速有所减小;仿真还得到水下炮弹前激波压力曲线,仿真结果与实验结果吻合。     

水下枪械内弹道基本方程组

介绍了水下枪械发射时内弹道的技术特点，以弹丸和弹丸前枪管内的水柱为受力体建立了水下内弹道的简化模型，导出了水下内弹道基本方程组。以某单基药为发射药对箭形弹进行的内弹道特征参数仿真计算结果表明：水下枪械的p—t曲线变化规律与大气中枪械相似，但压力上升的速度较快。p—t仿真曲线与实验曲线具有较好的一致性。     

装药参数对水下机枪密封式膛口流场影响的数值分析

为了研究装药参数变化对水下机枪密封式发射膛口流场特性的影响,建立了水下机枪密封式发射的数学物理模型。运用流体力学计算软件Fluent,结合用户自定义函数和动网格技术,针对12.7 mm滑膛式机枪,分别采用15.5 g、13.0 g和11.0 g装药量对其水下密封式发射膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明：不同装药量条件下,水下机枪密封式发射时,在弹头飞离膛口截面的过程中,水对弹前初始空气和弹头轴向运动的阻碍较大,导致弹头减速、火药燃气在弹后空间聚集、膛口燃气压力升高,而火药燃气形成射流后的喷射压力衰减遵循指数衰减规律;膛口射流形态受弹头速度和燃气喷射压力的耦合影响,均逐渐由梯形空腔转变为葫芦状空腔,且射流的轴向最大位移遵循指数衰减规律,马赫盘的初步形成时间也基本一致;随着弹头初速和燃气初始喷射压力的降低,火药燃气在射流头部聚集且径向扩展明显,并伴随形成二次射流,而弹底对马赫盘形状的影响时间缩短,激波核心区结构也更快地接近于正激波。因此可见,装药量对膛口流场分布的影响具有一定的规律性。     

坡膛结构参数对枪械内弹道挤进时期的影响研究

枪械射击过程中枪管坡膛处工作环境恶劣,为了研究枪管坡膛角度对挤进过程坡膛处受力的影响,建立了不同坡膛角下考虑枪管及弹头结构特性、本构非线性等因素的三维有限元模型,分析了不同坡膛角对弹头挤进过程的影响,获得了不同坡膛角下挤进阻力随挤进位移的变化数据;建立了挤进阻力的响应面模型,基于上述数据采用Hermite多项式,求解获得了挤进阻力以坡膛角和挤进位移为变量的计算公式;提出建立了考虑挤进阻力的弹头挤进过程的动力学模型,编程计算了枪弹挤进过程中的挤进压力,获得了某大口径机枪满足弹头初速条件的坡膛角度取值范围为0.11°~1.13°,进而得到了缓减枪管坡膛受力、保证弹头最高初速、满足坡膛角设计范围的坡膛角度最优解为0.56°。     

AK系列枪械膛口装置发展进化史

膛口装置类型 枪械射击时膛口处的火药燃气除了向前推动弹头做功外,还会产生诸多不利影响,如:高速喷出的火药燃气的反作用将增大枪械的后坐力,影响枪械射击精度和稳定性;膛口冲击波扬起的尘土和火光不仅会影响射手瞄准,还会暴露射手位置;弹头出膛口瞬间,高压火药燃气急速膨胀并冲击大气,产生的气动噪声会对射手产生伤害等.     

一种枪械射弹散布预测方法

为了在设计阶段预测枪械的射弹散布,缩短研制周期,提出了一种基于协同仿真模型的枪械射弹散布预测方法。通过枪械随机内弹道模型、弹/枪相互作用模型和外弹道模型之间的参数传递,构建了枪械协同仿真模型。将随机内弹道模型计算得到的随机膛压变化值传递给弹/枪相互作用模型,使弹丸出膛时的质心初速偏角发生变化; 再将初速偏角值传递给外弹道模型,得到相应的射弹散布。仿真结果表明:弹丸质心速度的横向偏角较小,但纵向偏角最大可达到0.21°; 该协同仿真法得到的100 m立靶处射弹散布与实弹射击结果相比,误差小于13%,验证了该枪械射弹散布预测方法的准确性。     

国外水下枪械发展分析

<正>对于水下枪械,我们并不陌生,无论是水下枪械的内弹道性能,还是水下枪弹的运动特性,抑或有代表性的国外水下枪械……本刊在此则回望其发展历程,并分析其中的关键技术——发展历程及现状水域作战包括水面、水下,以及水上、水下跨环境作战。水的密度是空气密度的800倍,这使得枪械在空气中发射的枪弹无法在水中正常运动,因此水下枪械及弹药需另辟蹊径。到目前,水下枪械及弹药的发展经历了三个阶段:第一阶段是水下专用枪、弹的发展。这种水下枪不能发射普通弹,且其采用滑膛枪管,以大质量(弹头质量是同口径步枪弹的3~4倍)长杆箭形弹解决弹头在水下稳定飞行这一难题。此类枪不具备陆地作战能力。第二阶段是同一种枪械如步枪发射两种弹药,即普通弹和长杆水下弹。这种武器采用线膛枪管,通过调整弹匣适配装置确保武器能够配用两种弹匣,发射两     

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。     

高效能抽气装置研究

针对传统抽气装置存在的缺陷,为解决自行加榴泡和舰炮等抽气问题,对传统结构抽气装置进行改进研究,介绍了一种高效能抽气装置的构造及工作原理。     

基于虚拟仪器技术的枪械自动机测试系统

介绍了一种基于虚拟仪器技术的枪械自动机运动测试系统 ,详细阐述了此系统的设计思路和实现方法 ,以及整个系统的硬件和软件结构 ,该系统的硬件配置简单 ,软件设计灵活 ,图形界面友好 ,并成功地应用到 56式 7.62 mm冲锋枪的自动机测试中 .     

弹丸膛内运动姿态实时测量系统

弹丸在膛内攻角的变化及其影响因素是发射动力学研究的重要内容，而测量弹丸攻角变化是实现此项研究的前提，最后研究成功的一种专门测量弹丸膛内运动姿态变化的实时测量系统，其构成及测量原理做了介绍，该系统在保证有足够量程的前提下，具有测角灵敏度的高精度和高采样频率，并实现了实时测量，最后提供了实弹射击试验和由此得出的弹丸膛内运动攻角变化曲线和炮管振动曲线。     

身管受热及其对弹丸膛内滞留的影响

火炮在连续射击过程中壁温升高可能导致弹药在留膛时发生危险或失效。通过对几种典型射击方式的传热过程进行数值模拟,分析了壁内温升曲线的分布特征,考察了射击模式以及壁厚对身管温度响应的影响。在弹丸膛内受热机理基础上建立了某型末制导炮弹滞留预热身管的数学物理模型,在此基础上预测了火炮最大射击工况下弹丸膛内安全停留时间及其身管厚度的影响,结果表明,条件允许时身管厚度的增加可以在一定程度上解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。     

驻锄缓冲式枪架设计

枪架是保证武器具有良好射击稳定性的基础。本文对机枪稳定性进行了系统分析,设计了一种缓冲式驻锄。通过仿真计算,结果表明：该驻锄可以有效地降低射击时枪口点在y,z方向上的振动,有利于提高机枪射击精度。对于解决降低现代机枪质量与提高射击精度之间的矛盾具有一定的参考价值。     

基于机器视觉的火炮内膛全景窥测设备研究

针对部队火炮内膛窥测需求,综合运用全景成像、图像处理与人工智能等新技术,开发了基于机器视觉的火炮内膛窥测设备,包括火炮内膛爬行装置、爬行控制装置、检测计算机及配套软件,实现了火炮内膛自动窥测与智能分析,提高了火炮窥测效率。实践表明,该窥测设备具有较完备的功能与很强的实用性。     

弹道枪水下全淹没式发射膛口流场演化特性的数值模拟研究

为了解弹道枪水下全淹没式发射膛口流场的演化特性,搭建水下射击实验平台,运用直接摄影法捕捉其膛口流场演变的全过程。实验发现：在弹头出膛前,弹前水柱已经在膛口空化产生水蒸汽;弹头出膛后,膛内燃气流出并与水蒸汽掺混,将弹头包裹;弹头远离膛口后,燃气射流继续膨胀,头部呈锥形;弹头表面不断空化产生水蒸汽,形成超空泡,同时在弹头尾部会留下细长的气柱。在实验基础上建立二维多相流模型,采用流体体积函数多相流模型和标准k-ε湍流模型,结合动网格及用户自定义函数技术,对实验工况进行数值模拟。结果表明：弹道枪水下全淹没式发射时,高度欠膨胀的火药燃气出膛口后,形成了包含两个瓶状激波的复杂波系结构;弹头出膛后,在膛口流场区域内不断加速,随着弹头远离膛口流场区域,弹头速度不断衰减。     

某高射机枪射频稳定性理论分析与实验研究

本文在分析影响高射机枪射频稳定性诸因素的基础上,建立了发射过程自动机动力学模型,分析了摩擦系数、复进簧刚度及导气室压力冲量对射频稳定性的影响,针对不同的复进簧刚度、不同的导气室压力冲量进行了实验研究,得到了诸因素对射频的影响规律,提出了改善射频稳定性的技术措施.研究结果为控制枪械射频稳定性提供了依据.