在澄清若干概念基础上,给出了各速度量之间的确切关系,分析了以往内弹道学的不足,指出了内弹道学研究的努力方向。以往的火炮内弹道学,重点考虑的是初始诸元和装填参量基本确定条件下的内弹道学,是标准状态下的内弹道学。面对现代战争,内弹道学的一个重要使命,是精确快速提供野战条件下的实时初速。实时初速的确定,前提条件是快速精确确定发射现场初始条件及装填诸元实时变化,进而对标准初速进行精确修正。快速确定野战条件下弹丸实时初速所涉及的全部工作,即实时内弹道学研究的内容。

以评估坦克炮身管的剩余寿命及合理确定身管报废时机为研究目的,从火炮寿命的基本概念出发,分析了坦克炮身管寿命评定问题的特殊性,归纳出坦克炮身管剩余寿命评估的理论基础。在身管使用寿命期内,弹道特性及身管安全性的变化源自于身管内膛的烧蚀与磨损,所以身管寿命与身管内膛的形态变化有相关关系。建立了以基础性、替代性、及辅助性判据组合的身管寿命评定准则,提出了剩余寿命评估操作模式。

脉宽调制芯片SG1525具有欠压锁定、故障关闭和软起动等功能,因而在中小功率电源和电机调速等方面应用较广泛。SG1525是电压型控制芯片,利用电压反馈的方法控制PWM信号的占空比,整个电路成为双极点系统的控制问题,简化了补偿网络的设计。使用SG1525组成了全桥变换器并对其进行了试验。当满载运行时,效率为81%;当轻载运行时,效率为66%。交流输入电压上下浮动10%,输出电压浮动0·8V,其负载调整率和电压调整率都很小。通过实践证明,电路性能稳定,工作可靠。

在仿真训练中,某型武器的电视跟踪系统的仿真采用了色键抠像技术来实现。色键抠像技术是电视节目制作领域产生节目画面的一种较为成熟的技巧,它通过高低电平的变换将两幅画面合二为一。通过分析装备的实际特点,使用色键抠像技术将电视跟踪系统的摄像机拍摄采集到的真实场景与计算机生成的虚拟空袭目标相融合,并最终在电视跟踪系统的监视器上显示,从而为反空袭一方的作战训练提供“看得见”的靶标,使训练更加贴近真实。

在某坦克自动装弹机测试系统中,采用基于UCC2893D的能馈式模拟负载系统,模拟自动装弹机主要执行部件的工作特征。自动装弹机模拟负载电路以UCC2893D控制芯片为核心,采用4个模拟负载单元并联方式,由控制计算机给出需要模拟的负载电特性,通过负载模拟电路模块,输出模拟的电特性给被测配电盒,并将电能反馈给直流电源。该系统可以在28±2V电压条件下模拟出峰值200A的直流电流,减少了80%测试能源的消耗,降低了25%维修检测成本。通过简化操作程序,提高了18%维修效率,为自动装弹机故障检测提供了可靠的技术支持。

某浮动自动机缓冲器采用环形弹簧实现浮动技术。利用RecurDyn软件建立自动机仿真模型。以UserSubroutine方式建立一个x轴方向Translational平动力模拟缓冲器的作用,计算得到后坐部分位移曲线。与该样机实测后坐部分位移曲线对比,计算曲线与实测曲线形状基本一致,数值大小也相差较小,最大后坐位移计算值为16·4mm,试验实测值为16·1mm。计算中,环形弹簧加载与卸载的刚度均假定为线性,若采用实测离散数据,上述用户子程序中添加一插值子程序即可。该方法亦可应用于其他特殊弹簧的仿真分析中。

瞄准精度是火炮武器系统设计过程中需要严格考核的一项技术指标。依据某炮的工程应用背景,开发的软件应用程序和硬件数据采集系统主要完成两个功能:自动采集双经纬仪测量的方位角与高低角数据值;按照空间解算模型推导出的计算公式得到统计量中间偏差值。通过实践检验证明,该系统测量误差不大于0·2密位。与常规手工作业方式相比,其自动化程度较高,可极大地缩短靶场试验周期,在工程实践中获得了较好的应用效果。

由于受总体技术水平的制约,火控系统的总体性能欠佳。如在恶劣路面、高行驶车速下的命中率等方面都与国外有较大差距,特别是对火炮随动系统数字化的要求。针对这些情况,提出了一种基于单片机的直流PWM伺服控制方法。首先依据要求的调炮反应时间和调炮加速度,推算出直流电机的各项参数,对各个设备建立数学模型,然后运用经典控制理论,分析频域和时域响应后,确定用串联领先网络的方法校正。从最后得出的结果看出具有很好的动静态性能,且这种设计具有很好的通用性能,可以移植到其他相似的系统中。

自动机的运动特性是反映自动武器性能好坏的重要标准。首先建立不同要求的数值计算模型,进行实验设计分析,由软件系统自动改变所需设计参数,调用求解器进行解算,达到所设定的目标。给出了某冲锋枪自动机参数匹配研究的实例,在仿真计算软件ADAMS中建立发射普通弹自动机和发射特殊功能弹自动机两种多体动力学模型。确定影响因素和水平数,采用多因素的正交数组实验设计和枚举法实验设计,进行参数敏感性分析。针对多个优化方案,讨论了分析结果,给出了分析曲线。证明了该方法的可行性及有效性。

根据自行榴弹炮的战术使用特点,提出了自行榴弹炮随动系统执行元件功率计算应以火炮火力机动性为出发点,按调转指标计算执行元件峰值功率的方法。该方法是在分析了调转过程中加速度、速度与调转指标定量关系及加速、制动过程动力学方程为基础进行的。先估算满足调转要求的执行元件的最小功率,初选执行元件,再根据执行元件、动力减速器参数及调转过程的运动学、动力学方程计算执行元件峰值功率,经校核,选定执行元件功率。并对如何合理的设计、选择执行元件转子转动惯量、动力减速器速比和效率等参数结合实例进行了分析。

闭锁挡弹机构是火箭炮的关键部件,关系到火箭弹发射、行军的安全性和射击精度,应具有良好使用性能。根据机构设计中要考虑的关键问题,基于火箭弹作用载荷,采用动静法分析了极限条件下机构的闭锁力和火箭弹后退时的作用力,得到确定关键件抗剪销结构尺寸和弹簧各参数的重要依据。利用动力有限元方法对机构作用过程进行数值仿真,验证了机构的使用性能,确定出抗剪销断裂时的开锁剪切力和断裂时间。该闭锁挡弹机构结构紧凑、巧妙而新颖,安全可靠,可为同类装置设计提供借鉴。

针对外能源超高射速转管炮所需驱动功率过高的问题,提出了内外能源相结合的方法。运用拉瓦尔喷管原理提出了一种新型助旋制退装置。对后效期装置内的火药气体进行准静态假设,建立了简化模型与三维控制方程组。利用Solidworks软件进行实体建模,并运用CFdesign软件对压力速度等流场进行了详细计算。从而得到减少驱动力矩冲量的百分比与后坐力的变化,从理论上估算出该装置可使所需驱动电机的驱动力矩减少42·85%,同时具有制退作用。

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。

为了减小风对火箭炮命中率的影响,设计了一种火箭炮射向的智能风速修正测控系统。该系统由风速检测和智能控制两部分组成。风速检测是在风杯风速仪的基础上利用光电传感器进行检测,光电传感器排列成半圆形阵列,机械装置指针的不同指向,使光电传感器阵列输出不同的电压信号。智能控制部分采用灰色预测算法对测量结果进行智能处理以及灰色预测,借助PID控制算法对火箭炮瞄准系统进行延时控制,修正了火箭弹在横风作用情况下的落点偏差,并使火箭炮发射系统的瞄准修正时间大大缩短,改善火箭炮发射系统的性能。

在轴承故障诊断中,故障信号的提取是一个关键问题。实际测得的轴承振动信号一般是非平稳和非高斯分布的信号,信噪比很低,微弱的故障信息往往完全淹没在噪声中,信号特征的提取非常困难。信号的高阶累积量对加性高斯噪声和对称非高斯噪声不敏感,应用在轴承的故障诊断中,可以有效地分离信号与噪声,提高信噪比,增强故障信息。对轴承在不同状态下的振动信号进行对比分析,提取了不同状态下轴承振动信号的功率谱与高阶累量谱(双谱),建立了用于故障诊断的双谱特征向量,并利用BP神经网络进行了故障诊断。分析结果表明,从高阶累积量提取的特征与功率谱相比,对故障特征比较敏感,容易实现智能诊断中的数字特征提取,可有效地区分轴承的故障。

针对在有线连接的条件下无法实现轮式车辆变速箱带载荷测试的问题,提出基于嵌入式和遥测技术的变速箱性能检测新方法,包括系统硬件和软件设计等。嵌入式检测系统随车采集变速箱的状态信息,经特征提取后,反映变速箱工况的特征量通过无线数传模块发送给远端的信号分析单元,信号分析单元在提取变速箱故障特征的基础上,应用模糊聚类分析方法对变速箱工作状态进行识别。该方法由于充分利用了车辆行驶时的动态载荷,使得测试的振动信息更有代表性,可以反映更多的系统特性,能够提高轮式车辆变速箱的故障定位精度。

在对齿轮箱的机械故障诊断中,由于齿轮箱运行过程中产生的信号中存在非线性,为此将分形理论引入故障诊断技术中。介绍了分形法诊断故障的基本原理,利用G-P算法求出各工况的分形维数并进行比较,实现了对齿轮箱故障的诊断。诊断结果表明,发动机轴承正常状态下的分形维数为2·6346,各故障状态时均有惟一确定的分形维数且都大于2·6346。由此看出,用分形维数可以表征机械故障状态,说明分形理论能从本质上反映故障的结构特征。

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。