发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展，成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手，通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究，引入起始动态活度比新概念，建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括：发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法，并成功用于工程实践，为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。

液力机械自动变速器（AT）换挡过程中两个换挡执行元件充放油交替过程时序不当会造成动力中断或重叠过多（俗称“挂双挡），并引起功率损失、换挡冲击及加剧换挡执行元件磨损。以艾里森大功率自动变速器（HD4070PR自动变速器）为研究对象，利用拉格朗日方程建立换挡过程的动力学方程，依据所建立的方程分析升降挡过程中两换挡执行元件充放油交替方法，并通过自行开发的电控系统进行了实车试验验证。研究结果表明：对于升挡过程通过合理的动力搭接既可以实现无动力中断换挡，又可以减小换挡冲击；对于降挡过程不可避免出现动力中断，只能尽可能地降低动力损失。

提高两栖车辆航速的有效途径之一是减小整车阻力，为了研究纵倾角对阻力特性的影响，采用数值计算的方法研究了轻型轮式高速两栖车辆水上航行的阻力特性，数值计算结果和试验取得了较好的一致。研究结果表明：当车体纵倾角较小时，随着航速的增加，阻力逐渐增大；当车体纵倾角较大时，随着航速的增加，阻力先增大后趋于稳定；当航速较小时，纵倾角对阻力影响较小；当航速较大时，随着纵倾角的增大，阻力先减小后增大；随着航速的增加，车体纵倾角的适航范围变小，但对阻力的影响幅度变大。

随着发动机机械负荷和热负荷水平的不断提升，不仅对材料性能提出更高要求，同时也对设计技术水平提出了更高的挑战。通过对5种采用强化措施的集成方案进行仿真分析对比，得到一种骨架式气缸盖方案为性能最优方案，该方案将螺栓柱、喷油器安装柱、顶板加强筋和火力面作为相互关联的主要承力结构。经热疲劳与机械疲劳可靠性考核试验验证，进一步证实该种承受20 MPa最大爆发压力的铝质气缸盖结构设计是合理的。

为了改善柴油机喷雾空间分布，提高缸内混合气形成质量，提出了双ω型燃烧室及与之相匹配的双排喷孔的燃烧系统。应用AVL FIRE软件对不同喷孔分布形式的双ω型燃烧室缸内喷雾、混合气形成和燃烧过程进行数值模拟，分析了喷孔分布形式对缸内当量比分布和温度场及燃烧与排放特性的影响。研究结果表明：适当增加上排喷孔的数目能够有效提高混合气形成质量，改善燃烧过程；采用上排5个、下排3个的喷孔分布形式能够获得较低的氮氧化物和碳烟颗粒排放。

为降低柴油机的排放，近年来，研究加入氢气对重型柴油机排放所产生的影响逐步引起了研究者的关注。在Cummins ISM370柴油机中添加不同比例氢气（最高氢气占进气管氢气空气容积比达7%）与柴油组成混合燃料，进行CO、CO₂、HC等排放特性研究。研究结果表明：在各种负荷下，氢气和柴油的混合燃料有助于降低CO、CO₂比排放，但总体对THC影响不大；随掺氢量增加，CO、CO₂和THC的各自比排放随着负荷的变化规律不尽相同；应该根据负荷选择恰当的加氢比例，最大限度发挥加氢对减少排放的积极作用。

为研究刻槽弹体旋转侵彻混凝土靶的侵彻性能，利用14.5 mm滑膛枪发射平台，进行了非旋转的卵形弹体与刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶试验研究，同时利用14.5 mm线膛枪发射平台，进行了旋转的卵形弹体和刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶和石灰石混凝土靶试验研究。两种发射平台对比试验结果表明：采用卵形弹体头部刻槽和旋转侵彻的方法，使对混凝土目标的破坏从单一的挤压破坏变为挤压与环向剪切联合作用的破坏模式，达到了减少轴向阻力和提高侵彻威力的作用；相比于砂浆混凝土靶，石灰石混凝土靶具有较强的抗侵彻能力。

为给引信安全性设计提供准确的外弹道力学环境，应用刚体动力学理论建立了非旋转弹外弹道上绕质心运动数学模型，得出了引信零部件因弹丸外弹道绕质心运动产生的惯性力轴向分量和径向分量计算公式，进一步简化后给出了工程实用计算公式。分析结果表明，引信零部件因弹丸外弹道上绕质心运动而产生的惯性力径向分量最大值与轴向分量最大值的比值是最大章动角，并且其中一个取极值时另一个接近于0，因此，在分析引信零部件因弹丸绕质心运动惯性力极限值作用而运动时，可以不考虑该惯性力产生的摩擦力影响。

为了研究某制导炮弹二维两相流内弹道性能，简化两相流多维数值模拟中弹底运动边界处理的复杂性，提高运动边界处的计算精度，建立了基于任意拉格朗日欧拉方法的某制导炮弹内弹道二维气-固两相流模型，空间上采用具有TVD特性的高阶MUSCL类型的有限体积法对方程进行离散，时间方向采用4阶Runge-Kutta方法进行时间推进。通过拥有解析解的数值验证算例，验证了数值格式以及动网格生成方法的准确性。对某大口径制导炮弹内弹道膛内循环过程进行二维两相流数值仿真。模拟结果准确地反映了整个内弹道循环膛内两相流动特性及其发展过程，并与实验结果有较好的一致性。同时分析了不同点火因素对该制导炮弹内弹道性能的影响，为后续深入优化该制导炮弹内弹道性能及发射安全性提供了理论基础。

采用HLG-50型粉碎机，成功制备了亚微米六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）。运用激光粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对产品的粒度分布、颗粒大小及形貌进行了表征；采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)仪及高效液相色谱(HPLC)仪分析了产品的晶型和纯度；使用热重(TG)和差示扫描量热(DSC)法分析其热分解特性，同时表征了产品的冲击波感度。研究结果表明：亚微米CL-20颗粒呈类球形，其平均粒径d₅₀为210 nm， 并保持着原料的ε晶型且纯度高；与原料相比，亚微米CL-20的热分解峰温度稍有提前，其冲击波感度下降了53.1%，降感效果明显，有利于CL-20的应用。

为了满足环境水样中痕量硝基酚类污染物检测的要求，在硝基酚快速检测中应用Bond Elut Plexa新型固相萃取柱，建立了快速同时测定兵器工业生产环境水样中三硝基苯酚（苦味酸PA）、三硝基间苯二酚（斯蒂酚酸TNR）和三硝基均苯三酚（TNPG）等14种硝基酚的超高效液相色谱分析方法。水样样品采用固相萃取柱净化，上样5.0 mL，并最终用3.0 mL四氢呋喃洗脱，洗脱液浓缩转溶剂后采用色谱分析。选择全氟苯基色谱柱，以乙腈和乙酸铵及0.1%甲酸作为流动相，梯度洗脱，检测波长为220 nm，在优化的固相萃取前处理和液相色谱分离分析条件下，净化效果满足要求。14种硝基酚类化合物在22 min内实现完全基线分离，在0.1～20 mg/L范围内线性良好，相关系数为0.997 3～0.998 7；检出限为0.02～0.04 mg/L，回收率为82.5%～104.8%，相对标准偏差3.2%～5.7%. 本方法已成功应用于生产环境水中实际样品的分析。

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹，提出一种基于滑模反演控制的制导控制一体化控制律。通过引入指令滤波器，避免了传统反演设计存在的计算膨胀问题；设计自适应模糊逼近器对系统不确定函数进行逼近，并构造误差滑模面来补偿模糊逼近误差及有界干扰对系统的影响，通过在线自适应调整控制律参数实现系统的鲁棒性。具体的数值算例仿真计算表明：在目标机动的情况下，所设计的一体化制导控制系统具有较强的抗干扰能力，在保证系统稳定的同时可达到满意的制导控制效果。

对于采用易裂盖的箱式发射系统，后盖开启过程与燃气射流流场相互影响。为了研究易裂后盖的开启过程，使用基于光滑方法和重构方法的动网格技术，将后盖裂片运动过程与燃气射流流场耦合，对整个开盖过程进行了仿真计算。得到了起始冲击波的作用过程以及发射箱内各监测点的压强曲线，并分析了燃气射流对后盖裂片的冲击作用以及对其运动过程产生的影响。结果表明，与非耦合工况的计算结果进行对比，耦合工况的结果更接近于实验数据。随着后盖裂片转动角度的不断增大，旋转力矩逐渐减小，裂片的转动速度经历了先快速上升、后缓慢下降的过程。

大长细比飞行器的刚性模态和弹性模态极易发生耦合失稳现象。轴向载荷作用下其结构刚度特性会发生变化，进一步降低其稳定性。使用有限元方法分析了大长细比导弹在轴向载荷作用下的结构刚度特性。采用当地流活塞理论计算弹性体变形的气动力，耦合结构运动方程，基于模态坐标在状态空间内实现结构运动方程的特征值分析和时域求解，研究轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响。研究发现：大轴向过载作用下，大长细比导弹的刚性模态和弹性模态将出现耦合失稳，且随着轴向过载的增加，弹体的结构刚度特性下降，失稳速度降低。

气动参数的不确定性使得飞行器表现出明显的模型时变特点，此类系统的故障诊断问题是一个难点。以无人机纵向运动为研究对象，提出一种基于气动参数辨识和迭代学习的传感器故障估计方案。将增广容积卡尔曼滤波（ACKF）算法用于气动参数估计，实现飞机模型的在线辨识。故障一旦发生，将辨识得到的气动参数用于局部包络建模，并利用迭代学习算法构造传感器故障估计器。此外，为提高故障的迭代收敛速度，提出一种基于扩张状态观测器(ESO)思想的迭代学习算法。故障仿真实验表明了所提方法的可行性和有效性。

针对马赛克模式边缘成像模块存在斜视成像以及不同成像块拼接存在像素间隔不一致的问题，提出了一种合成孔径雷达马赛克模式成像处理算法。该算法在方位向采用改进的去斜处理方法，去除了信号方位频谱混叠，在此基础上，利用距离多普勒算法进行距离向压缩，距离徙动校正，再使用基于Chirp Z变换（CZT）消除了不同成像块的像素间隔差。仿真实验表明,该算法对马赛克模式具有良好的成像效果。

为有效地消除飞机间相对速度对捕获性能的影响，从阐明相对速度对捕获过程的影响机理入手，根据测量得到飞机平台的运动和振动数据，推导出动态补偿公式，提出了基于动态补偿的空间激光通信捕获算法，并对捕获算法的性能进行了对比分析。结果表明：相对速度严重影响捕获统计覆盖率；为了满足捕获统计覆盖率的要求，采用普通的捕获算法所需要的最大捕获时间和平均捕获时间明显增加；基于动态补偿的捕获算法能大大改善捕获系统的性能，提高捕获概率，减少捕获时间。

鱼雷武器系统的主动电磁引信回波信号中蕴含着雷目交会过程重要特征信息。针对回波信号能量比较法受到直达场耦合成分和噪声影响的问题，提出了基于数字信号处理技术的目标特征提取算法。对接收天线的回波信号进行全相位二次补偿处理；采用短时傅里叶变换对目标回波信号进行包络解调；再利用改进的三次多项式最小二乘拟合方法，以抑制数据波动影响并提高计算效率；提出一种基于钟型脉冲的参数识别算法对回波包络极大值点进行估计。仿真和试验数据验证表明所提出方法具有一定的工程实用性。

沉底目标识别的关键在于从混响背景中提取出稳定的目标回波信号特征。目标的棱角散射能够携带目标的几何形状信息，在时频域内具有较规则的分布特性，但是各棱角散射回波声程差小，而且淹没在混响中。已有的时频分析方法局限于其抗混响能力及时频分辨力，为得到一种有效的目标几何特征提取方法，提出将一维几何回波时域信号在二维时频域中的几何分布特征作为图像特征进行特征提取，通过研究几何亮点回波和混响在时频平面上的形态特征，构造与几何亮点时频特性匹配的结构元并对时频分布图像进行形态滤波。通过仿真与湖试数据分析，相比已有方法，文中所提方法能够在实现目标几何亮点结构的识别同时进一步抑制混响。

针对基于移动长基线的多自主水下航行器（MAUV）协同定位系统，建立了MAUV的2D运动学模型与距离量测方程。利用基于Lie导数的非线性系统可观测性理论，得到协同定位系统可观测矩阵及MAUV编队的不可观测航行路径。利用奇异值分解（SVD）理论获得系统可观测矩阵的条件数，建立了协同定位系统可观测度的评价函数，并在不同MAUV航行队形对系统可观测度进行仿真分析。结果表明，系统可观测度随着MAUV航行队形的不同而变化，从而为通过变换队形来提高协同定位性能提供了有效的参考依据。

采用AlCrN涂层整体硬质合金立铣刀铣削TC4钛合金，测量周刃磨损量、切削力和切削振动。使用扫描电镜（SEM）观察刀具磨损形貌，应用能谱分析的方法研究刀具失效表面元素的分布规律。在揭示磨损机理的基础上，进一步探讨刀具磨损对切削力、切削振动的影响规律，为实现钛合金加工刀具磨损状态的在线检查提供理论和技术支持。研究表明：前刀面主要出现机械裂纹、热裂纹、粘结磨损和氧化磨损，后刀面出现机械裂纹、粘结磨损和氧化磨损；整体上，切削力和振动随着磨损量的增大而增大，但不同磨损状态对切削力和振动的影响不同。

闭式整体构件涡道的电解加工是型孔成型与型面拷贝的串联，流场设计是阴极工装研制的重要一环。在三维参数化软件UG平台上分别建立进液面积均为出液面积2倍的正流式与反流式加工两种装置模型，基于多物理场建模与仿真软件COMSOL Multiphysics对正、反流供液的间隙流场进行仿真。在相同电解液压力条件下，从流线图、速度云图、压力云图分析不同供液方式形成的不同间隙流场的区别。分析结果表明：反向供液端面和侧面间隙的流速均高于正向供液，反向供液流场更均匀、饱满。采用反向供液设计的工装进行工艺试验，加工过程平稳，无火花、短路发生，该套工装现已投入应用。

在弹药装药底隙检测中，运用密度对比法结合体积效应，将底隙测量转化为弹底密度变化的测量，建立弹底扫描断层中心部位计算机断层成像（CT）值变化与底隙值之间的数学模型，解决底隙测量理论与实际操作中的难题。预置底隙测量实验结果表明：该模型可完成对0.20~0.50 mm底隙的测量，最大相对误差小于3.5%，可实现对装药底隙的定性判断与定量检测。

针对高速开关阀流量控制中存在的死区、饱和区和非线性区问题，在对比脉宽调制（PWM）控制及传统PWM补偿控制的基础上，提出了两种非线性控制方法，基于死区和饱和区分段补偿的PWM控制和脉宽调制-脉频调制（PWM-PFM）控制。基于这两种非线性控制方法，分析高速开关阀的流量特性，并搭建了高速开关阀控制液压缸位置回路，从仿真和实验的角度，对比分析高速开关阀在PWM控制、传统PWM补偿和文中提到的两种非线性控制下的液压缸位置控制特性。研究结果表明：两种非线性控制方法分别从占空比和工作频率的角度对高速开关阀的死区、饱和区和非线性区进行补偿，使高速开关阀在0%~100%占空比范围内流量线性化;在仿真与实验验证中能够有效解决由于流量控制死区和饱和区所造成的液压缸启动和到位过程中误差较大的问题。

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。在应用中发现，随着时间的推移，静止放置的磁性液体密封的耐压都将升高；如果是旋转密封，启动扭矩将增大。实验测定了磁性液体密封的启动扭矩和密封耐压随静置时间的增大关系，分析了引起这一现象的原因，修正了磁性液体密封的耐压和扭矩公式。结果表明，磁性液体的屈服应力大小是影响磁性液体的密封耐压和启动扭矩增大的主要因素，屈服应力越大，磁性液体密封的耐压和启动扭矩越大。研究结果为减小磁性液体密封的启动扭矩提高磁性液体密封的耐压性能提供了实验和理论参考。

针对自行间瞄火炮现状，提出在不增加火控系统硬件配置的前提下实现对固定目标和运动目标的自动直瞄控制方法，研究了控制模型和弹道快速解算方法，分析了瞄准误差和系统反应时间。结果表明，此方法可显著提高火炮直瞄时的快速反应能力和射击精度以及武器系统的自动化操作水平。

低飞平台大斜视合成孔径雷达（SAR）高度低，对脉冲重复频率要求高，斜视角大，导致多普勒中心远离零点，基于传统成像方法面临严重散焦的问题。针对低飞平台大斜视SAR成像问题，建立了脉冲重复频率与斜视角之间关系模型。从避免距离模糊、方位模糊、回避发射波干扰等出发，以实现高分辨率成像为目的，合理设计脉冲重复频率，解决了成像中散焦问题。基于循环算法优化Golomb序列，并利用信号良好自相关性获得高的距离向分辨率。基于STOLT插值，利用ω-k成像算法处理原始数据，得到了良好成像效果。仿真证明该算法可有效解决大斜视平台SAR成像问题。