半可燃药筒埋头弹内弹道性能数值模拟

为了提高埋头弹药轻量化程度及发射过程的能量利用率,将可燃药筒材料应用到埋头弹药的结构中。基于二次点火和火药程序燃烧技术,将可燃药筒简化为变燃速片状药,并作为混合装药中的一种,建立了半可燃药筒埋头弹零维内弹道模型。对105 mm埋头式榴弹射击试验进行数值模拟,验证了所建模型的正确性。在此基础上对105 mm半可燃药筒埋头式穿甲弹的内弹道性能进行预测分析,得到最大膛压为537.5 MPa,炮口初速为1 667 m/s。     

埋头弹随行装药内弹道性能的数值分析

为研究埋头弹火炮的更优性能,基于2次点火及火药程序燃烧控制技术,建立了埋头弹固体随行装药内弹道零维模型。针对某埋头式榴弹的试验结果进行了数值模拟,获得的初速、膛压变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了加载随行装药后多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响。结果表明,在最大膛压不变的条件下,随行装药可提高炮口初速6%; 随行装药量、燃速系数及点火延迟时间三者合理优化匹配,才能实现最佳的内弹道性能。     

计及动态冲击挤进过程的埋头式弹药内弹道特性

为能够精确预测埋头式弹药的内弹道特性,了解埋头式弹丸动态冲击挤进过程中尼龙弹带的变形形态、失效模式及刻槽形成机理。利用LS-DYNA软件,建立计及挤进系统复杂结构和埋头式弹丸动态冲击特性的三维有限元模型,并进行模拟仿真。结合埋头式弹药两级点火和火药程序燃烧的新原理,进一步建立埋头式弹丸挤进过程初始内弹道与挤进完成后内弹道的一体化模型,并对比数值计算与试验测试结果。对比结果表明：弹带材料直接受膛线作用发生断裂失效模式主要以剪切失效为主,挤进过程分为初期依靠初始速度减速挤进与后期火药燃气推动加速挤进阶段,两阶段弹带材料受膛线挤压均产生大变形,相应的挤进阻力也较大,最终通过拟合得到了弹丸动态冲击挤进阻力表达式,并与内弹道方程耦合建立了埋头式弹丸内弹道一体化精确模型,该模型计算结果与试验吻合较好,验证了其准确性,为今后这种新型弹药的装药结构设计提供了有益的参考。     

埋头弹火炮零维内弹道模型及计算

基于对埋头弹火炮主要特点的分析,重点考虑气体泄漏的因素和弹丸挤进时的动态冲击效应,建立了零维即集．总参量法内弹道模型并对埋头弹火炮内弹道性能进行了模拟．结果表明,影响其内弹道诸元的关键因素为漏气及弹药的结构．     

多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响

为了给埋头弹内弹道设计提供理论依据,研究了埋头弹装填参数变化对内弹道过程的影响。基于两次点火及火药程序燃烧控制技术,开展了35mm埋头弹火炮内弹道性能试验,并建立埋头弹两次点火的内弹道理论模型,计算值与实测值吻合较好。在此基础上,分析了主装药装药量、弹丸质量、药室容积、火药力等参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响,研究结果对指导埋头弹火炮内弹道设计有一定的参考价值。     

库存弹药内弹道性能检测方法研究

论述了在没有标准弹和弹道炮的情况下,如何对库存弹药实施内弹道性能检测.通过对传统的检测方法的分析、研究,提出一种新的库存弹药检测方法.该方法不依赖传统的标准弹和弹道炮,通过发射前对火炮身管内径变化量的测量,可以确定在弹药检测中由火炮自身所引起的系统误差.对该主要误差进行修正,对其它次要误差通过制定规程严格控制,使其减小到最小,以取代传统当日修正量的修正方法.本文还以某加榴炮为研究对象,就实现新的库存弹药检测方法的技术途径及实施过程进行了分析和论证,最后给出具体的实施方法.     

基于鲸鱼算法的内弹道性能优化

针对某航炮对最大炮口初速越来越高的要求,以提高最大炮口初速为优化设计目标,对弧厚和发射药药 量进行优化设计。选用具有操作简单、跳出局部最优的能力强等优点的鲸鱼算法,将鲸鱼算法与该炮内弹道数学模 型相结合,对内弹道性能进行优化。结果表明：该方法优化效果较好,最大炮口初速得到了有效提升,所采用的鲸 鱼算法与内弹道相结合是可行的,为后续其他类型火炮内弹道设计提供了一定参考。     

整装式弹药超高射频武器内弹道过程数值模拟

为了研究整装式弹药超高射频串联发射武器内弹道性能,建立了整装式弹药超高射频武器的经典内弹道模型,给出了发射过程中的能量平衡方程、药室状态方程和辅助方程,编制程序分别模拟了3发弹丸单独发射、低频发射和高频发射时的情况。结果显示:第2发及后续弹丸的内弹道性能受前面药室的影响较大,且越靠后发射的弹丸受到的影响越大;高频发射时,相邻弹丸之间的影响较大,严重影响武器安全性;装填条件相同的各发弹丸,其初速一致性较差,需对装填条件进行调整,使初速一致。     

底火燃烧特性与内弹道性能关系的初步研究

该文利用自行研制的底火燃烧特性综合测试系统,测出底火随贮存年份增长其燃烧特性的变化规律,与火炮射击时底火对P_m、V_0、rv_0变化规律的比较,建立了P_m、V_0与底火燃烧特性变化的关系式,从而为库存弹药底火的检验提供了科学依据,为库存弹药底火的内弹道性能模拟研究奠定了基础.此外,对新的弹道系统设计、研究,选择底火燃烧性能有一定的参考价值.     

改进型实数编码遗传算法在内弹道优化中的应用

为实现内弹道装药结构的优化设计方案,提出将改进型遗传算法应用于内弹道优化数学模型.在基本遗传算法的基础上采用实数编码方式并对遗传操作进行改进,引入最优保留策略,使其更适合内弹道优化模型的复杂非线性.建立了具有代表性的某高炮内弹道装药优化设计模型,通过计算机仿真得到优化方案,并与采用模式搜索法和基本遗传算法得到的优化方案进行对比,结果表明,采用改进遗传算法进行内弹道优化是有效可行的.     

埋头弹火炮挤进过程研究

研究了埋头弹火炮弹带挤进时的流动应力和摩擦系数,针对其特殊结构数值计算了挤进阻力,分析了挤进过程对内弹道性能的影响.弹带流动应力的增加会使挤进阻力增大,磨擦系数的减小会降低阻力.该文模型计算的最大膛压和初速更接近实验数据,且进行内弹道计算的准确度更高.     

气动式水下武器发射器内弹道优化研究

为实现气动不平衡水下武器发射器的发射阀优化设计，提出了基于遗传算法的气动不平衡水下武器发射器内弹疲乏优化的方法和数学模型，运用该方法对现有某气动不平衡水下武器发射器的内弹进行了优化计算，并进行了优化前后的发射器性能指标的对比，由此证明该方法的可行性，展现了该方法在发射阀优化设计中的应用前景。     

高装填密度钝感发射装药的内弹道遗传算法优化

在对高装填密度钝感发射药燃烧规律研究的基础上,运用现代优化设计方法,建立了基于遗传算法的内弹道多目标优化模型,对利用遗传算法求解内弹道优化问题中的约束处理方法和遗传搜索策略进行了研究.探讨和分析了钝感发射装药技术提高火炮初速的潜力,针对制约这种装药技术应用的点火困难问题,讨论了用电热化学发射技术实现该装药优化方案的可能性.研究表明,遗传算法是一种求解枪炮内弹道多目标优化问题的有效方法,可作为内弹道设计方案的优化工具.     

基于改进遗传算法的内弹道多参数符合计算

基于内弹道计算模型,分析了内弹道参数计算原理．对基本遗传算法进行了改进,使用了自适应的交叉算子和变异算子,并应用于内弹道多参数符合计算．算例结果证明该方法完全满足工程实际要求,具有收敛速度快、符合精度高的特性,是内弹道多参数符合计算的理想算法之一．     

基于遗传算法的弹道优化算法

以空空导弹的末端速度作为性能指标,其弹道倾角视为控制变量,在规定的飞行时间及射程下,优化导弹弹道使得其末端速度最大化;通过采用多项式样条插值的方法估计弹道倾角的变化规律,利用遗传算法进行优化计算弹道倾角采样点数据,最后得到满足条件的优化弹道并进行仿真;仿真结果表明：按此优化方法得到的弹道与比例导引方案弹道相比,大大提高了导弹的末端速度,研究结果对空空导弹的标准弹道设计有一定学术和工程参考价值。     

埋头弹火炮内弹道及装药分析

埋头弹火炮内弹道发射与常规弹道发射明显不同之处是,弹丸是在点火药产生的气体推动下嵌入膛线,而且行程比较长.为使内弹道发射的稳定性提供保证对其装药设计进行深入研究,为工程应用提供理论指导.通过软件计算和试验的结果对影响内弹道的因素进行分析,并对弹丸嵌入过程进行研究.该装药结构设计合理可靠,该程序能够用来指导同类装药结构设计.     

基于遗传算法的火炮内弹道参数修正

火炮内弹道模型是建立在许多假设情况下的,在内弹道参数中除有些是可以准确测定以外,有不少是不确定的, 只能用符合参数的方法来处理.对内弹道参数的修正是内弹道模型建立的一个重要部分.基于遗传算法对内弹道参数进行了修正.修正目标为弹道特征量的计算值与实验值之差.计算结果表明使用修正后的内弹道参数可以有效地提高内弹道模型的精度和预示性.     

对定装式炮弹内弹道起始压力的分析讨论

对于药筒分装式炮弹，通常总是把炮弹弹带的挤进力作为起始压力。理论分析与实践表明，对于药筒定装式炮弹，既存在弹带的挤进力，又存在把弹头从紧口药筒上拔下来的阻力，且拔弹过程和挤进过程双是同时发生的。实例测试与计算表明定装式炮弹的起始压力的大小，就是拔弹力和挤进力两种阻力的迭加，从而避免了过去确定定装或炮弹内弹道起始压力的局限性。     

基于弹道仿真的鱼雷性能优化方法

基于仿真的总体性能优化设计是当前复杂机电产品总体设计的新方法。鱼雷总体性能设计中涉及的学科和参数众多,为提高其打击效果,应将这些参数合理匹配。该文提出了基于弹道仿真的鱼雷总体性能优化设计方法,建立了其全弹道模型,编制了完整的弹道仿真lib库,并以弹道设计中的部分参数为例采用遗传算法进行了匹配优化测试。结果表明,该性能优化方法切实有效,可推广应用于鱼雷总体性能更多参数的优化设计中。     

毫米波末制导弹药搜索段弹道设计

针对毫米波末制导弹药视场较小的问题,进行了搜索段弹道设计.建立了导引头搜索捕获域模型,推导出弹药无动力滑翔距离公式.针对毫米波末制导弹药搜索段弹道,分别进行平飞弹道方案和等弹道倾角斜下滑弹道方案设计.仿真表明:平飞弹道方案扫描域不收缩,但飞行速度下降较快,对于相同的滑翔距离和末速要求,其起始滑翔速度较大;斜下滑弹道方案增强了制导弹药的滑翔能力,但存在扫描域收缩的缺点,采用导引头光轴在俯仰方向随高度进动可解决该问题.2种弹道方案都可以满足扫描域和末速要求.