针对评判火炮武器系统综合效能量化复杂、因素多,建立了火炮系统效能分析比较模型。在计算指标权重时,运用了专家组综合判断矩阵,体现了专家的群组意愿;比较了理想指标值处理法、Z-Score法、"线性投影法"3种指标无量纲化处理方法的优劣,选择"线性投影法",一方面使各指标无量纲处理后的评价标准值在(0~1)范围内,避免了因指标原始值大小与散布程度使评价结果的失真;另一方面也避免了因选取理想指标值的主观性而造成的误差。采用该方法为对比分析自行火炮、牵引火炮和轮式车载火炮费用-效能分析提供了依据。

火炮身管的性能影响弹道性能,并最终影响作战效能,以物元分析理论为手段,对火炮的身管性能进行了综合评价。在身管性能的物元评价模型中,评价指标的选取是一项重要的基础工作,对火炮身管性能进行了认真分析,提出了评价身管性能的指标(初速,膛压,射击精度和有无早炸、瞎火及近弹现象),进一步确定了这些指标对3个评价等级的经典域和节域,通过计算待评物元对评价等级的关联度,来评价身管性能。通过对某型舰炮身管性能的实例计算验证了模型的正确性。

维修方式的选择是制定装备维修方案的一个重要问题。将维修方式分为修复性维修、探测维修、定时维修、状态维修、预先维修和改进性维修。讨论了各种维修方式的适用性和有效性,分析了维修方式的选择顺序,建立了一个新的维修方式逻辑决策模型。该模型分为3个部分:非重要功能产品和故障风险可以接受的重要功能产品的维修决策;故障风险不能接受的重要功能产品的预防性维修决策;重要功能产品的改进性维修决策。与常用的MSG3和RCM2逻辑决策模型的对比分析表明,该逻辑决策方法简单、明了,便于操作。

威胁评估既有利于合理分配战场资源以进行科学的攻防决策,又能更好的保存自己,有力的打击敌人,因此建立一个可信度较高的通用的威胁评估体系很有必要。影响威胁评估的因素很多,在不考虑各因素相互影响的前提下,举例说明了评估结果可能会出现不合理的情况,针对各因素之间的相互影响,提出了用灰关联度修订威胁隶属度的评估算法,在保持权重不变的情况下,同一个例子的评估结果分析表明,修订后的评估算法更合理。基于灰理论的威胁评估方法在可信度方面有了一定的提高。

现代火炮使用多种传感器信息源对空中目标进行搜索和跟踪。本火炮空情信息仿真系统从空情生成、电视跟踪、雷达信息的滤波、预测和航迹融合处理等方面对真实系统进行了模拟。仿真系统由3台PC通过局域网互联,每台PC包括多个算法模块组成不同的仿真信息处理流程。系统采用模块化设计,各模块的处理时间与实时仿真相协调。本仿真系统对设计和评估火炮空情信息不同处理算法提供手段,也为全火炮信息管理仿真创造条件。

研究了地物匹配式高炮禁射控制技术的原理和实现方法。将禁射物和地形作为一个整体,沿360°全景垂直展开,上边为曲线的平面状图形,在方向和高低上等间隔分割,形成禁射图谱。高炮分别用方位角和射角传感器采集方向和高低禁射图谱数据,将禁射界用禁射物的轮廓线记录下来。高炮瞄准时,方向和高低位置与禁射界边界进行逻辑比较,火炮进入禁射区域内,自动控制停止射击,达到适时、匹配的禁射效果。采用霍尔开关集成电路研究了角度传感器;采用多CPU技术和铁电存贮器研究了禁射图谱的存储容量、存储时间和存取控制方法;研究了禁射信号的产生和禁射控制方法。与其他几种禁射装置进行了对比分析,经试验和试用达到了预期的禁射效果。

为弄清某自动机供、输弹机构的设计思路和理论依据,从该自动机的工作原理出发,通过对其结构和运动特性的分析,提出了该自动机供、输弹机构运动的协调性原则;利用动量矩定理和拉格朗日方程,在有或无拨弹扭簧的情况下,对该自动机供弹机构的动力特性进行了计算,着重分析了该自动机所设置的扭簧在供、输弹机构运动协调中的重要作用,并探讨了该自动机和供弹机设计中可借鉴的技术措施。所得结论对研究导气式自动机具有借鉴作用。

传统自行武器的炮控系统结构庞大,控制方式复杂,存在的干扰源多。因此选用具有软件支撑、易操作调试、可靠性高和抗干扰能力强的可编程序控制器作为炮控系统的控制核心是最优选择。自行武器炮控系统以主管理控制器和副管理控制器为核心,炮长电气操作面板和火炮高低固定器操作面板为操作执行和显示部件,分别对炮塔和底盘的电气设备进行信息化管理和执行元件控制。实践证明,可编程控制器的成功应用,不仅提高了自行武器的可靠性和稳定性,也为各种新研制的自行武器选用可编程控制器提供了技术支持和应用依据。

为了克服"当前"统计模型自适应跟踪算法(CAF)跟踪匀速运动目标误差较大和跟踪加速机动目标速度与加速度估计误差和动态时延较大的缺陷,通过分析研究CAF算法,采用截断正态分布表征目标的机动加速度特性,考虑风速和加速度估计均值的影响,对机动加速度与方差自适应关系修正,自适应补偿过程噪声协方差矩阵,提出了一种改进的机动目标自适应跟踪算法。理论分析与仿真结果表明,该算法能够准确描述目标的各种机动情况,具有良好的跟踪性能和实际应用价值。

炮口制退器带来的压力波对人体的危害不容忽视。提出了在不降低制退器效率情况下实现GJB50-1985规定的压力波允许值的研究目标。通过进行制退器和炮口流场两方面原理分析,得出减小出口处喷流压力和最大瞬间秒流量,增加气流在装置内滞留时间的理论依据。对以下4种技术途径进行了探讨:新型炮口制退器结构;将气流引向炮口后部,增大腔室空间,在制退器内径向分流;纵向截流;减小冲击波膨胀时相互干扰,抑制激波瓶的形成。为高效率低危害炮口制退器的结构设计提供了参考。

结合某型飞机环形弹带的结构特点、工作原理和受力状况等因素,对环形弹带在工作中,因弹链的弹性恢复引起弹带阻力的变化,造成供弹中断和航炮停射等故障进行了详细分析。基于相关假设条件和弹性变形理论,建立了弹带的力学模型,通过取元分析和逐步推导,运用解析方法得到弹带阻力与各参数之间的关系式。最后基于Matlab软件进行仿真计算,给出了不同装弹条件下弹带阻力的变化曲线并对其进行了分析,提出了某型航炮环形弹带正常工作的基本要求,为进一步分析环形供弹系统的可靠性和安全性提供了参考依据。

为了有效地减小某自动炮传给炮架的后坐力,需要在炮箱和摇架之间设置缓冲装置。对几种典型的缓冲途径进行了分析比较,结合武器总体布置和总体性能的要求,提出了一种沟槽式液压缓冲方案,建立了考虑自动机和炮箱运动与受力的缓冲数学模型,通过调整沟槽深度,实施不同工况的仿真试验,获得了缓冲力和缓冲行程均比较理想的设计结果。

在不具备自由后坐台架试验条件时,在炮架上测试出炮口制退器效率。通过对火炮制退后坐射击过程、火炮自由后坐试验过程、炮口制退器效率计算公式和测试方法的分析,针对在装和不装炮口制退器两种情况,在炮架上直接进行全装药的制退后坐射击试验。分别测量后坐阻力-时间、后坐阻力-位移数据。后坐阻力对时间进行积分求得火药气体对火炮后坐部分的冲量,进而求得自由后坐动能,据此求得在全装药条件下的炮口制退器效率。

针对火炮调炮精度检测方法中存在的不足,提出了一种利用双经纬仪和计算机组成测量系统进行火炮调炮精度检测的新方法。通过建立测量系统的数学模型,得出了坐标系内任意点的坐标计算公式。在此基础上,结合火炮瞄准装置校准过程的相应情况推导出了火炮实际调炮角度的解算模型。该解算模型只需2台经纬仪同时测出炮身轴线上2个设定点在调炮前后的方位角和高低角,通过计算就可得出其实际调炮角度。以此为基础的调炮精度检测方法能提高火炮调炮精度检测的快速化、准确化和自动化。

针对某新型装甲车辆电路板的维修现状,利用EDA技术在计算机上完成了电路的功能仿真和故障模拟,研究开发了具有通用插槽的电路板自动检测仪,可用一个测试插槽检测多个不同的电路板;针对军品电路可测结点严重受限的实际问题,提出了线性电路故障诊断的结点电压灵敏度比值法;建立了电路故障数据库和诊断测试系统。该系统主要用于装甲车辆电路板元件级的故障检测和辅助维修,具有可扩展性和通用性。

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。

针对自行火炮维修保障中存在大量维修案例没有被记录和整理、维修中故障诊断效率低等现状和诸多不足,提出了将人工智能中的基于案例推理技术(CBR)与人工神经网络技术(ANN)相结合(即CBR-ANN)应用于自行火炮的故障诊断中,建立了故障诊断系统;同时对诊断系统中的几个关键技术——案例的混合聚类模型、案例的表达及基于3层BP神经网络的案例索引进行了设计和说明。该系统的完善和应用有利于提高自行火炮的维修保障能力。

高炮制导化作为一种火炮发展方向已受到人们关注。随着大规模集成电路、MEMS和纳米等技术的发展,小口径与大发射过载已经不再是高炮制导化不可逾越的技术鸿沟。与防空导弹比较,制导化高炮具有成本低廉、维护简单、工作可靠和易规模化生产等优点,大口径制导化高炮还具有突破导弹原理局限、攻击超高空快速目标的能力。高炮弹道误差修正控制系统包括目标跟踪设备、弹道误差测量设备、弹丸基准标定设备、弹道误差修正控制设备、弹载弹道误差修正执行机构和近炸引信等设备。高炮制导化研究涉及探测、误差测量、基准标定、误差修正控制和误差修正执行等15个专业领域的预研课题。

浮动技术的作用主要有:减小火炮后坐能量,减小自动机复进到位时对炮架的撞击,提高火炮射击的密集度。按照不同的分类标准浮动机可分为不同的种类,按组成浮动机的构件可分为炮身浮动式与炮箱浮动式;按复进到位时机可分为定速击发、定点击发与非定点击发;按弹性介质不同还可分为液压-弹簧式、弹簧式、弹簧-摩擦垫式、液压-气压式等。浮动技术的发展趋势主要为:提高浮动机基本构件的稳定性;减小供弹阻力,采用外能源供弹;协调第二冲量的作用时机;采用受控式浮动机等。