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。

针对部队火炮水弹试验工程实践多、机理研究少,新型火炮水弹试验难的现状,基于火炮修后水弹试验原理和水弹试验工程实践经验,借鉴基于低速连续射流的消防水炮研究成果,综合运用火炮内、外弹道学与流体力学理论,阐述了火炮水弹试验时水弹膛内加速运动与膛外惯性运动机理,建立了火炮修后水弹试验水弹运动计算模型,计算得到某大口径、高初速火炮的射程、射高及其运动轨迹。计算结果表明,水弹试验并不需要很大场地,为火炮水弹试验靶场空间确定提供理论参考。

为研究NEPE推进剂在应变加载条件下的疲劳损伤演化,基于循环加载过程中的推进剂耗散能变化,利用能量耗散变化比对推进剂疲劳过程进行分析。通过4个应变幅值进行了单轴拉伸疲劳试验,得到不同应变幅值下NEPE推进剂疲劳寿命,并得到在不同加载周次下的耗散能。结果表明,这种能量法能够以直观的方式解释疲劳损伤过程中损伤的累计,在对数坐标下耗散能变化比的稳定值与疲劳寿命呈明显的线性关系,稳定值随初始加载应变幅值的增大而增加。当加载应变增大时,材料稳定段相邻加载间损伤累计越快,疲劳寿命相对减小,也解释了2次循环加载间损伤发展的原理。

针对某型号多管火箭发射装置轻量化设计,采用有限元法建立其刚柔耦合动力学模型,对轻量化前后的模态响应特性及其火箭弹发射密集度进行对比分析,验证了此轻量化设计的可行性。首先,对Lanczos迭代法在经典的特征值问题中进行了推导求解; 其次,建立了某复合材料定向管的有限元模型,计算结果与此定向管样机模态试验结果进行对比分析,结果表明基于Lanczos迭代法的有限元模型求解模态是正确的; 最后,根据轻量化设计要求,建立了2种材料火箭炮发射装置的整车有限元模型,采用Lanczos迭代法计算其模态特性,根据模态特性选择合理的射击间隔,并通过对比轻量化前后此发射装置火箭弹的射击密集度,验证了此轻量化设计的可行性。

随行装药是一种能在最大膛压不变的条件下,通过提高膛压曲线充满系数,从而提高弹丸初速的新型技术。针对30 mm液体随行装药结构,建立内弹道零维模型,其中随行液体药采用喷雾燃烧模型。为了寻找较好的液滴直径计算模型,分别采用定直径液滴模型、气动破碎的变直径液滴模型以及破碎液滴直径呈正态分布的模型进行内弹道数值计算。结果表明,在最大膛压保持不变的条件下,3种液滴直径模型的数值计算结果均与实验结果基本吻合,液滴直径呈正态分布的模型计算结果最接近实验值。

电枢是电磁线圈发射器能量转换的关键部分,以此为研究对象,提出串联载流电枢发射器和并联载流电枢发射器的结构模型,通过分析2种载流电枢发射器的工作原理和结构特点,得到了系统微分方程,并利用MATLAB建立了载流电枢发射器的系统仿真模型,分析了发射器的运行特性。分析结果表明,载流电枢发射器发射过程无拖拽效应,串联载流电枢发射器适于载荷在20 m/s以下的加速段使用,适于选用低压的电容器电源; 并联载流电枢发射器可用于载荷在50 m/s以上的加速段使用,适于选用高电压电容器。研究结果对电磁线圈发射器电枢结构设计具有一定的指导意义。

为了研究导弹无依托发射场坪动态响应的影响因素,基于最优拉丁超立方(OLHD)试验设计方法和径向基神经网络近似技术,建立了带有塑性损伤本构关系的无依托发射场坪的近似模型; 对场坪位移动态响应的各影响因素进行了敏感度分析。研究结果表明:土基层的弹性模量、改性沥青混凝土层和水稳碎石层的厚度为场坪位移响应的主要影响因素,且与位移响应均呈反比关系; 沥青混凝土材料的弹性模量在不同区间时对场坪位移响应的敏感度不同。

为研究多测站遥测数据智能对接方法,提供高质量全弹道遥测数据,利用多传感器信息融合技术,采用最近邻聚类分析算法实现目标识别级多测站遥测数据融合。以某次试验5个测站的遥测数据为例进行了仿真测试,测试结果表明:该方法能从多个测站中遴选出最优遥测数据帧,经整合重组后实现多测站原始遥测数据融合,有效剔除非正常跟踪遥测数据,提高了数据处理效率和质量。