一种流口可控软后坐火炮反后坐装置设计与仿真

火炮的软后坐发射是减小火炮发射后坐力的重要技术途径。现有软后坐技术多采用的前冲定位击发方式,由于不同弹种的膛压不同,在发射过程中反后坐装置产生的液压阻力相差较大,造成改变弹种后不能正常超卡。为提高软后坐火炮的射击性能,应对软后坐火炮弹种适应性差的问题,提出一种带有伺服控制机构的可调流口软后坐反后坐装置,通过发射前馈控制实现对液压阻力的有效调节。并基于常规反后坐装置的软后坐发射试验数据,采用粒子群算法对其结构参数进行区间参数辨识,结合辨识与流体仿真结果对提出的反后坐装置的发射过程进行仿真分析。仿真结果显示：该反后坐装置在不同弹种条件下,使软后坐火炮发射时均能正常超卡且发射过程平稳,并将后坐阻力控制在400 kN以内,能够满足软后坐设计要求。可以看出该新型反后坐装置对各类不同弹种下的软后坐发射工况的良好适应性,具有很大的实用价值,对软后坐火炮的设计应用提供一定的参考。     

反后坐装置的维护保养

反后坐装置的工作状态是影响火炮工作可靠性和射击精度的一个关键因素.依据自动机的工作原理,分析了反后坐装置的工作状态对自动机工作可靠性和火炮射击精度可能产生的影响,并从提高自动机工作可靠性和火炮射击精度的角度明确了反后坐装置维护保养工作的要点,对指导火炮的维护保养工作有现实意义.     

坦克火炮反后坐装置在线检测方法研究

针对坦克执行实弹射击任务前需要检验评估武器系统健康状态的要求,提出了一种基于人工后坐和虚拟仪器技术对火炮反后坐装置技术状况进行在线检测的方法.通过分析影响火炮反后坐装置性能的主要因素,确定反映反后坐装置功能状况的技术参数,并通过PXI组成的采集系统,对坦克火炮检测数据结果进行处理和分析,确定反后坐装置的技术状态.试验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

火炮后坐距离记忆及告警装置设计

后坐距离是反映火炮反后坐装置性能的一个重要指标,超过规定距离不允许进行下一发弹的射击,对确保火炮正常射击起到重要作用;以往火炮的后坐距离是靠人工通过后坐指示器来读取,这会影响射击效率,不利于实施快速打击;利用传感器技术,单片机编程设计了火炮后坐距离记忆及告警装置;该装置可以记录火炮射击每一发弹的后坐距离和总发射弹数,并具备后坐距离超过规定最大值时进行报警等功能,有效解决了后坐指示器人工读取、记录的缺点,对射击效率的提高具有较大的实际意义。     

解析火炮的反后坐装置

由两大部件组成 在火炮发展史上,有几个特别重要的里程碑,其中之一就是火炮反后坐装置的发明,它结束了刚性炮架的时代,进入了弹性炮架的时代。通俗的说,火炮的反后坐装置就是一个“弹簧”,是火炮射击时一个有特殊功能的缓冲和复位装置：在火炮射击时,反后坐装置通过后坐部分的后坐运动产生一定的后坐力,从而控制后坐部分的后坐运动规律（速度和行程）;同时也储存部分能量,使后坐部分在后坐终止时再能自动返回到射击前的初始位置。[第一段]     

火炮复进机压力监测系统设计

复进机作为火炮反后坐装置的重要组成部分,其性能好坏直接影响到火炮战斗力。针对火炮反后坐装置工作可靠性与复进机内部压力密切相关这一工程实际问题,设计了一种可以实时反映火炮复进机内部压力变化规律的压力监测系统。该系统利用了现代传感技术、无线传输技术以及单片机技术,实现了建制规模火炮复进机压力数字化检测与管理,为火炮反后坐装置常态化检测、维护和保养提供了便捷的信息化管理平台。试验结果表明：该设计可靠实用,符合火炮射击过程,为反后坐装置后续故障诊断奠定了基础。     

基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究

大口径火炮后坐阻力和炮口扰动是影响火炮射击精度的关键因素,为了减小后坐阻力峰值和炮口扰动,基于刚柔耦合动力学理论,建立了某型火炮刚柔耦合系统动力学模型。从反后坐装置结构和总体结构的角度出发,利用ADAMS底层开发模块,结合小生境遗传算法程序建立多目标优化函数,进行火炮反后坐装置结构多目标优化设计。优化后的后坐阻力峰值及炮口扰动明显降低,表明所提出的优化方法合理可行,为火炮总体结构和反后坐装置结构的优化设计提供一定的技术参考。     

火炮后坐复进运动动态检测与模糊评估

射击后火炮后坐、复进运动检测与评估是火炮发射安全性、动作可靠性与射击精度的保证。通过检测火炮射击时后坐、复进位移与复进机压力信号，并应用小波变换算法对测试信号进行滤波，分析得到火炮后坐位移与复进到位速度值；应用模糊理论建立了火炮后坐、复进运动动态模糊评估模型，并评估该火炮的实际射击状态。用实例验证了动态模糊评估模型及结果的正确性及有效性，结果表明该方法简单实用，符合实际射击情况，为火炮后续故障诊断奠定了基础。     

反后坐装置布局对炮口振动的影响研究

炮口振动是影响火炮射击精度的关键因素之一,它与反后坐装置布局及载荷传递密切相关。利用Flex-Flex接触碰撞模型模拟前后衬瓦与身管的相互作用,通过含微小间隙的改进接触算法和计及运动间隙的修正的Coulomb摩擦力方程表征揺架衬瓦和身管的接触碰撞关系,建立了全炮刚柔耦合发射动力学模型,在验证模型的基础上对提出的反后坐装置布局方案进行数值仿真和评估分析。研究结果表明,反后坐装置对称布局方案可有效降低炮口振动和衬瓦接触力,有利于提高射击精度和衬瓦磨损寿命,对该类火炮总体设计具有重要意义。     

基于改进遗传算法的反后坐装置故障诊断方法

反后坐装置是火炮射击故障率最高的部件之一。驻退机故障主要体现在驻退机内液量不足及节制环、驻退杆活塞套等零件磨损,完整火炮难以直接测量内部零件磨损量,因而驻退机故障诊断困难。通过建立反后坐装置后坐、复进运动数学模型,对射击中出现的驻退机故障及其原因进行了仿真计算,应用改进的遗传算法诊断了其故障原因,并用诊断实例验证了该方法的正确性与有效性。实例证明,该方法在火炮反后坐装置故障诊断方面具有速度快、精度高等优点,为火炮结构优化设计及故障论断提供参考。     

基于RecurDyn的弹簧－液压式缓冲装置动力学仿真研究

缓冲装置对自动机后坐力、射击稳定性、系统的射击精度的影响至关重要,是现代自动机研究的重要部分。某中口径自动机采用弹簧－液压式缓冲装置,以该自动机为研究对象,基于多刚体动力学理论,运用 RecurDyn软件建立了其动态仿真模型,通过仿真计算,得到自动机8连发后坐部分位移与后坐力曲线,与该样机实测8连发后坐部分位移曲线和后坐力曲线比较,相对误差在5％以内,表明用该方法计算的结果比较符合实际情况。     

基于CFD与协同仿真的火炮后坐分析计算

为了解决传统后坐计算模型将液压阻力系数取为经验性常数的局限,提出一种基于多软件协同仿真技术的火炮后坐运动仿真新方法,利用MATLAB求解器计算火炮后坐运动,采用FLUENT求解器计算制退机内液体压力,提高了计算精度.将仿真计算结果与火炮实弹射击试验测试结果、传统工程模型计算结果比对,结果表明该方法计算精度高于传统模型,与实测结果符合较好,为准确计算制退机液压阻力提供了一种有效途径.     

某火炮制退机散热分析

火炮的连续发射使制退机内液体温度不断升高,当温度达到制退液的沸点时,会导致后坐部分复进不到位,从而造成火炮的故障和损坏。针对这个问题建立了某火炮制退机简化模型,运用Ansys/Flotran软件对火炮的制退机进行散热分析,得出制退机的散热规律及温度分布。结果表明,该方法简单可行,构思新颖,为以后选取有较好散热性能的制退机材料提供依据。     

高射速自动机后坐力控制

如何对高射速自动机后坐力及射击稳定性进行有效控制,对于自动机的适装性及系统的射击精度至关重要,是现代高射速自动机的一个重要研究方向。提出了采用最佳后坐力控制(FORC)理论对高射速自动机后坐力进行控制的思路,并以某高射速小口径自动机为应用对象,建立了其动态仿真模型,对自动机后坐运动特性进行动态仿真,并开展了高射速自动机后坐力控制试验,试验结果表明,该装置能够实现自动机在高射速下稳定浮动,后坐力较原缓冲器降低50%,本文研究结果对现代高射速自动机缓冲装置设计具有重要参考意义。     

某火炮制退机的散热研究

火炮制退机的温升决定了能持续射击炮弹的发数,而精确计算每发射击后制退机的净吸收热量是很困难的。火炮连续射击时,若制退机的温度过高将影响后坐和复进的运动规律以及密封装置的性能。针对上述问题,以某火炮为研究对象,建立其物理模型,施加有关载荷和边界条件,通过AWE软件计算得到单发射击和连续射击后制退机的温度场及其散热的变化规律,并与传统计算进行比较和分析,为制退机的结构设计及射击试验提供参考。     

喷管提升机枪射击密集度技术研究

针对某大口径机枪在连发射击中枪口跳动剧烈导致射击密集度下降的问题,采用喷管反后坐相类似的方法来减小大口径机枪枪口振动。通过对该机枪进行运动学仿真模拟,分析安装喷管前后内弹道变化,枪口振动变化,以及对三脚架振动的影响。结果表明:利用安装喷管的方式可以有效减小枪口和三脚架振动,提高了稳定性。     

转管炮弹簧-金属橡胶缓冲器后坐特性研究

转管武器由于射速高、后坐特性复杂,所以减小后坐阻力、提高射击精度成为提高转管武器系统性能的重要研究课题。设计了一种采用新型材料金属橡胶作为主要阻尼材料,具有高效缓冲性能的环形弹簧作为主要弹性元件的转管炮缓冲器,建立了转管炮后坐运动微分方程,利用MATLAB对缓冲器金属橡胶在不同形状因子情况下对后坐的影响进行仿真分析,得到金属橡胶形状因子与其刚度系数成反比。仿真结果表明:加载金属橡胶的缓冲器能更好地减小转管炮后坐阻力,金属橡胶对于提高转管炮射击精度和稳定性具有一定意义。     

带膛口助旋制退器的转管机枪动力学建模与仿真

基于气体动力学理论,建立了转管机枪膛口助旋制退器的气体动力学数值模型,以此计算了助旋制退器的助旋力和制退力。通过改变助旋制退器沿枪管轴线的纵向尺寸,分析了助旋力和制退力随管道腔长度的变化规律。结合内能源转管机枪发射动力学模型,分别对未安装和安装有不同长度的膛口助旋制退装置的转管机枪系统进行了动力学仿真。仿真结果表明,在一定范围内增大助旋器管道腔沿枪管轴线长度可以有效地增加助旋力和制退力。安装膛口助旋制退器,能够实现对内能源转管机枪射频的有效提升。