某大口径轻武器射流噪声的小波分析与数值模拟

针对某带膛口制退器的大口径轻武器射流噪声问题,在实验研究和数据分析基础上,对膛口噪声的气动特性进行探究。利用小波分析方法对实验测得的噪声数据进行分析,将膛口冲击波与膛口脉冲噪声的波形加以区分;采用计算流体力学与计算气动声学耦合算法对膛口噪声进行数值模拟,并将测点位置的噪声数值模拟结果与实验结果进行对比分析,验证该计算方法的可行性;分析了膛口制退器内的激波分布及带膛口装置的膛口噪声场指向性分布。研究结果表明：膛口噪声成分复杂,频带宽且声能较高,膛口制退器引起膛口周围流场的侧向分流,从而影响膛口噪声的指向性分布。     

枪口噪声的声源和物理特性

本文首先对射手区的枪口噪声性质作了说明。用膛口流场结构和阻塞喷注噪声等理论,结合实验数据对枪口噪声源作了具体分析,提出并验证了膛口冲击波是枪口噪声的主要来源。通过实验研究对枪口噪声的诸物理特性如声功率、声压级、指向特性、时间特性和频谱等也作了较系统的分析,得到了一些膛口噪声独特的结论,并得出一些与阻塞喷注噪声相近的规律。     

膛口高效消声器研究——G型消声器

本文简要地分析了武器膛口噪声产生的原因,详细地提供了一种降噪量大于25dB的高效微声膛口装置。     

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.     

膛口装置之三·消声器篇

膛口噪声的来源 各种枪炮射击时都会产生强烈的噪声,射击噪声会严重影响听觉、妨碍通信且易暴露目标,因此在武器技术的发展过程中,人们一直在寻求降低射击噪声的方法。 任射击噪声中有3种不同类型的声源,一种是射击过程中运动机构碰撞摩擦产生的机械噪声,这种噪声较低,在枪炮噪声中影响不大。另一种是弹头出膛口后飞行产生的弹道噪声,超音速弹头会形成弹头激波,产生“轰”声,在弹道     

含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性

采用数值计算与试验研究相结合方法,分析某9 mm手枪膛口射流噪声场特性。基于计算流体力学与计算气动声学两步法,结合动网格技术,对含有运动弹头的手枪膛口燃气流场进行数值计算,即先采用大涡模拟方法计算膛口流场,得到声源积分面上的流体信息,再通过求解Ffowcs Williams和Hawkings声波动方程得到声源信息以及各个声监测点的声压信号,最终得到瞬态声场。为验证数值模型的可行性,将手枪试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明：数值模型考虑弹头运动可以使计算结果更具准确性;数值计算所得各测点值与试验结果之间的误差均小于5%,证明了数值模型的正确性与可用性;研究结果对装有消声器的膛口噪声预测及膛口消声器的设计具有较好的参考价值。     

枪械设计中的膛口噪声预测计算方法

利用数学分析方法，在大量实验研究基础上给出了计算枪械膛口噪声的经验公式。     

某小口径火炮多功能膛口装置流场数值仿真

针对小口径火炮身管长度和后坐力与无人作战平台不匹配、传统膛口装置功能单一等问题,设计集制退、 消声、消焰为一体的多功能膛口装置,提出一种适用于该膛口装置的超压分布模型。采用截短型火炮身管,利用Fluent 软件建立2 维轴对称气体动力学模型来计算膛口流场;采用大涡模拟模型,使用Ffowcs Williams and Hawkings 方法 计算噪声变化情况,结果显示,该膛口装置的制退效率为70%,消音率为17.8%,制退效率与实验误差为14%,消 音率与实验误差为11%。数值仿真结果表明：该膛口装置能有效降低火炮后坐力,并且在射击时有良好的隐蔽性, 满足现代战争的需要。     

枪械(九)

枪口装置 枪口装置,又称膛口装置。安装在枪口,利用弹头出枪口后喷出的火药燃气对枪械产生某种作用的装置。根据功能的不同枪口装置可分为枪口消声器、枪口防跳器、枪口助退器、枪口消焰器、膛口引射器、空包弹助退器等。 枪口消声器 又称膛口消声器,是减小气流噪声的装置。枪械射击时的噪声源主要来自两个方面:弹     

“三无”枪\弹原理初探

1 问题的提出 自第二次世界大战以来,武器界对降低膛口噪声以及伴随的焰、烟技术进行了大量的研究,各种膛口装置层出不穷,微声手枪和微声冲锋枪相继问世。这些结构的共同特点是在枪管周围或前方采用一串消声碗。这些     

膛口装置对双联自动机弹丸飞行姿态影响研究

为研究双自动机并联发射时膛口气流对弹丸出膛口后飞行姿态的影响,设计了新型炮口装置.对某双自动机并联发射时膛口流场进行数值模拟,结合膛口流场模拟结果分析了带炮口装置前后膛口流场对弹丸出膛口后运动姿态的影响.未装炮口装置时因膛口流场影响弹丸产生的偏移速度为2.586 m/s,安装新型炮口装置后弹丸偏移速度为1.564 m/s.新膛口装置可显著减小膛口气流对弹丸出膛口后运动姿态的影响,有利于提高武器系统的射击精度.     

低压环境下膛口冲击波实验研究

为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明：低压环境下冲击波场在膛口的分布规律与常压环境下一致;膛口冲击波强度随环境压力的降低近似呈线性减小,10 km高空的膛口冲击波强度仅为地面膛口冲击波强度的一半。研究结果对高空环境下膛口流场控制具有参考意义。     

带膛口装置的流场数值模拟

膛口装置能控制火药气体从身管中的流出状态，从而改变身管的受力情况，对武器的性能有重要的影响。通过对膛口气流现象的分析，忽略火药气体中携带的固体颗粒和化学反应对膛口气流结构的影响，利用轴对称Euler方程组和TVD有限体积法对带膛口装置的流场进行了数值模拟。数值模拟的结果反映了带和不带膛口装置流场的主要特征与波系之间的相互作用，与实验照片比较吻合。数值模拟结果对评价膛口装置的性能有一定的参考意义，并且有助于新型膛口装置的设计。     

膛口一维温度场的热力学函数及稳定性分析

针对膛口焰问题提出一个非Ｆｏｕｒｉｅｒ传热模型，并推导出小口径武器膛口轴向温度场的热力学函数解析表达式。最后从非平衡态热力学角度，探讨了膛口轴向温度场的稳定性问题。给出温度场的稳定性判据。这对深入认识膛口现象有一定意义。     

底排装置瞬态泄压过程数值模拟

为了研究底排弹出膛口到自由飞行阶段膛口流场发展过程以及弹丸底部参数变化,采用二维轴对称平均N-S方程和一方程S-A湍流模型研究了底排弹出膛口过程中近膛口以及底排装置内腔的流场特性。同时为了进行验证对比,研究了普通弹丸出膛口过程的近膛口流场特性,底排弹以及普通弹丸的运动通过FLUENT软件中网格的动态铺层得以实现。获得了清晰的外流场波系结构以及底排装置内腔的压力及温度的变化规律,计算结果表明,普通弹丸出膛口过程的近膛口流场波系结构与实验图片相符,证明了本文采用的数值方法的可行性,计算结果为底排装置内（燃烧室）固体燃料的非稳态燃烧过程以及固体燃料的力学性能的分析提供了丰富的数据参考,同时为膛口流场的研究提供了参考。     

膛口装置之一·制退器篇

开篇语 膛口装置是安装在枪(炮)口的制退器、消焰器、消声器、助退器和防跳器等机械装置的总称。在谈膛口装置之前先了解一下枪(炮)弹射出膛口后发生的一系列负面效应是必要的。 据估算,在枪(炮)口处,火药燃气剩余能量约占火药总能量的45％,枪(炮)弹飞出膛口瞬间,有巨大能量的火药燃气也随之喷出,枪(炮)口处的燃气压力高达几百个大气压,温度近1800℃,膛口初速等于音速,在膛口膨胀区气流速度还可加速到超音速。这些     

基于动网格技术的膛口流场数值模拟

膛口冲击流场作用时间短,且有炮口焰和炮口烟的存在而对记录仪器有一定的不可见性.因此要通过试验手段获得该流场的发展规律较为困难.数值模拟是获得流场发展规律的有效途径.采用二维轴对称Navier-Stokes方程结合标准k-ε湍流模型建立了膛口流场模型.应用分层动网格技术对弹丸运动情况进行描述.通过数值仿真得到了清晰的膛口初始流场和膛口流场的数值分布,并对初始膛口流场和膛口流场的变化规律进行了讨论和分析,对膛口气流流动研究具有指导意义.     

某榴弹发射器最大膛压和膛口速度分布特性统计分析

为了研究某榴弹发射器最大膛压和膛口速度分布特性及随生产时间变化规律问题,以350组最大膛压和膛口速度测试数据为基础,应用数理统计方法拟合最佳分布来研究最大膛压和膛口速度分布规律。研究结果表明,该榴弹发射器膛口速度整体服从Matlab软件自带16种常用分布中的12种,其中广义极值分布拟合效果最好,其次是正态分布和Rician分布。最大膛压整体不服从Matlab软件自带的16种常用分布,包括正态分布等。以年为单位分7个时间段进行研究,发现不同阶段最大膛压服从多种分布。膛口速度均值随时间变化不显著,但方差变化显著;最大膛压均值随时间变化显著,方差变化不显著。另外,试验顺序对最大膛压试验结果影响较大。常温最大膛压散布已达35%,超过了引信传统后坐保险机构解除保险设计裕量(1/3)。     

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。     

电场感应膛口信息传输方法

针对磁场感应膛口信息传输方法中装定器发射功率大、膛口装定装置长、信号受引信金属风帽的影响大的问题,提出了电场感应膛口信息传输方法。该方法是以电场为信号传输媒介,达到在膛口位置由装定器向引信传输信号的目的。实验验证表明,电场感应膛口信息传输方法极大提高了装定系统和武器平台的结构兼容性、电气兼容性、引信的抗干扰能力。