毁歼概率是决定系统效能的重要因素,采用二项式展开法和辛普森数值积分法,应用MATLAB软件构建了高炮武器系统着发射击毁歼概率模型。利用该模型首先确立有利射高及射击距离,然后选择典型航路参数作为整个有效射击空域的研究参数,最后在该航路上通过改变飞行目标运动速度和升降角,分析了其变化情况与毁歼概率的关系,得出:目标运动速度增大,不利于提高毁歼概率;对在航路捷径之前作上升飞行的目标射击,可明显提高毁歼概率。

车体扰动是行进间射击最主要的误差源,直接影响着自行高炮的射击精度。通过对某自行高炮的动飞试验数据进行计算、分析,寻求车体姿态扰动对射击诸元造成的影响。在实际计算中,以处理后的经纬仪测量结果作为目标航迹真值,以自行高炮CAN总线录取火控输出数据作为被测值,取差计算火控输出诸元误差,同时,实时采集行进中的车体姿态角,用MATLAB对车体姿态角(及其变化率)和火控射击诸元误差进行计算分析,研究得到了两者之间的函数曲线。该计算结果可为自行高炮的总体设计和部件设计提供参考。

火炮在连续射击过程中壁温升高可能导致弹药在留膛时发生危险或失效。通过对几种典型射击方式的传热过程进行数值模拟,分析了壁内温升曲线的分布特征,考察了射击模式以及壁厚对身管温度响应的影响。在弹丸膛内受热机理基础上建立了某型末制导炮弹滞留预热身管的数学物理模型,在此基础上预测了火炮最大射击工况下弹丸膛内安全停留时间及其身管厚度的影响,结果表明,条件允许时身管厚度的增加可以在一定程度上解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。

通过参数化机心体左右导轨高度差的方法,编程循环求解。计算结果表明:机心体左右导轨高度差的存在与否不会改变主滚轮压力峰值出现的时机,但驱动压力峰值的大小与导轨高度差基本呈线性关系且单调递减,回转体转速较高时,驱动压力峰值与导轨高度差关系曲线斜率更大。从炮尾方向向前看,如果转管炮是顺时针旋转,则左侧导轨适宜布局得高一些;反之,若转管炮是逆时针旋转,则右侧导轨适宜布局得高一些,这样才能合理地利用导轨高度差来降低滚轮驱动压力。

炮口感应装定式引信系统包括炮口的信号发射模块和弹丸中感应接收模块,两者之间没有有线连接。由于安装在炮口这个特殊位置,工作过程中受到复杂的电磁干扰。发射模块中编码器和解调及解码器是数字电路,驱动及发送电路和起爆控制电路为模拟电路。针对抗干扰设计中的接地方式,通过分析电源的瞬态干扰、系统内不同方式接地易造成共阻抗干扰和共模干扰的原因,发现地线产生的干扰和工作电流相当。谐振回路、模拟电路和数字电路、小功率信号处理电路和大功率做功电路和起爆电路各模块内采用单点串联接地,模块与模块之间采用单点并联接地并就近与引信壳体连接。高频电路模块应各自形成回路,减小与地线间的耦合。

针对具有三级维修机构保障的复杂设备,在小修修复如旧、中修大修均可使设备"年轻"固定时间的假设下,通过对设备使用和修理流程分析,给出了设备寿命期内的使用与修理状态转移图,建立了设备寿命期内的维修间隔期与可用度关系模型,求出了设备在固定的维修间隔期和一定维修转换规则下的平均可用度。案例分析得到了使可用度达到最大时的设备最佳维修间隔期,并通过与大修修复如新进行比较,说明了模型的适用性与灵敏性,可为设备维修决策提供依据。

自行火炮的定位定向装置与导航计算机之间存在多线程串口通信问题,而CSerialPort是基于多线程的串口编程工具。在VC++6.0软件环境下,利用CSerialPort类实现自行炮定位定向数据的采集,并将符合要求的数据进行定时处理后存储到后台数据库中,通过MFCDAO技术访问数据库。结果表明:CSe-rialPort类能够有效提高多线程串口通信的编程效率,其优点是编程效率高,程序可控性强,扩展性好,容易实现多线程的串口通信,具有一定的推广应用价值。

基于多体动力学理论,建立了考虑方向回转轴承内大规模接触/碰撞的某火炮发射动力学模型。利用Harris经验公式和Hertz公式计算滚珠与滚道、滚珠与滚珠之间的接触刚度。针对轴承结构和运动特点,对LMS.VirtualLabMotion进行了二次开发,用宏定义方向回转轴承内的接触,考虑了摩擦力的影响。通过数值仿真,分析了大规模接触/碰撞对炮口振动影响,得到了滚珠与滚道的载荷分布;在该模型基础上,对滚珠与滚道间隙对炮口扰动的影响进行了初步探讨,为该火炮方向回转轴承的设计提供了参考。

在太阳照射下,火炮身管上下表面可产生约6℃的温差,使得身管产生较大的热弯曲,从而影响火炮的射击精度。在一定简化的基础上,利用ANSYS软件,建立了在太阳照射下身管上下表面温差的有限元模型,求解出了身管温度场。通过对太阳辐射载荷瞬态和温度载荷稳态分析计算,得出可以用温度载荷代替辐射载荷求解弯曲度的结论。进一步计算出不同温度、温差下的身管弯曲度,并建立了数据库,从而给出了一种通过测到的身管壁温度而得出身管弯曲度的插值计算方法,为修正火炮射击提供重要参考。

曲柄连杆机构是内能源转管武器的重要驱动机构。为了提高内能源转管自动机运动的平稳性,运用动力学分析理论,以曲柄连杆机构参数为优化变量建立了优化设计数学模型。经过优化计算求得的曲柄连杆机构参数,可以使内能源转管武器较快达到稳定射速且射速波动和后坐阻力也有较大改善。该方法对研究曲柄连杆机构的结构参数设计具有较普遍的适用性。

针对自行防空武器模拟训练系统旨在构建一个逼真、交互性强的仿真环境,操作手可根据操作任务并发地执行操作行为,系统开发采用分布式交互仿真高层体系结构技术。系统硬件平台采用模块化设计。基于USB技术,平台接口采用USB接口加实装信号调理设备的交互系统设计方法。在武器系统作战背景想定基础之上,结合系统操作手设置,对系统联邦成员进行开发,并介绍了系统框架以及仿真对象模型的开发过程。该模拟训练系统的开发可有效提高各操作手操作训练的效率。

环形弹簧由于具有空间尺寸小、刚度大、吸振能力强等特点被广泛应用于各种场合。常用的环形弹簧的设计方法是根据工程经验或者相应的结构空间来选定弹簧参数。利用强度设计理论,定义了6个无量纲参数,推导出了环形弹簧设计的计算公式,并给出了无量纲参数的取值范围。通过两个计算实例,不仅证明了设计方法是合理可行的,而且计算结果也更符合设计要求。

提出了一种应用于身管短后坐式武器的弹簧式浮动自动机技术,建立了浮动自动机的动力学模型和物理模型,编制了计算机程序,对浮动过程进行了模拟仿真,得到了浮动自动机的位移-时间曲线和速度-时间曲线并进行了分析。结果表明,这种浮动自动机仅采用弹簧实现浮动,结构简单,原理可行,能够实现稳定的浮动射击。

火炮身管在弹丸发射时反复承受着高温高压火药燃气的冲击载荷,为提高火炮身管的安全性,研究其可靠性具有重要的现实意义。以火炮身管为研究对象,考虑几何和载荷参数的随机性,对其进行参数化建模,通过混合模拟(有限元、蒙特卡罗、响应面三者结合)的方法,通过引入参数灵敏度分析,定量地判定出随机参数对结构响应的影响程度。该方法计算量小,拟合精度高,速度快,可为身管设计提供帮助。

内能源式FORC缓冲装置为液、气耦合系统。其虚拟样机的开发过程分为3个阶段,分别是仿真系统设计,模型建立和仿真驱动。按耦合方式,将联邦成员设计为膛底压力成员、液压成员和气压成员。并在COSIM环境下建立各个成员的静态结构和动态行为模型,在Creator环境下建立三维实体模型。经过成员模型封装后组建成一个分布交互式仿真系统,在仿真驱动中获得仿真曲线。仿真结果表明,分布式交互仿真技术可以有效地支持虚拟样机的开发与仿真,对提高火炮武器系统的研发效率具有重要意义。

为了解决高射速自动炮供弹机构故障诊断的难题,以某供弹机构为研究对象,研究了偏离运动仿真在供弹机构故障分析中的应用方法,通过建立某高速供弹机构动力学仿真模型,采用偏离运动仿真技术,复现了自动炮供弹机构的故障,分析了故障原因,并以拨弹轮的初始定位角为偏离变量,以供弹过程中炮弹运动速度最平稳为优化目标,优化了各拨弹轮的初始定位角度。结果表明,经过优化的供弹机构,供弹过程平稳、供弹阻力小,证明了偏离运动仿真方法的可行性,为此类供弹机构的故障分析和优化设计提供了一种有效的分析方法。

弹丸初速的标称值与实际值存在着差异,此误差影响火炮的射击精度,因此有必要对弹丸的实际初速进行测定。基于双激光幕区截原理的弹丸初速测量系统,采用激光测距机和光栅尺进行距离的测量和标定,选用ARM和CPLD对测速过程进行全过程记录采集,通过平均测速法计算得到弹丸初速,对系统的测量误差进行了分析,系统样机经过实弹射击试验得到某口径弹丸的试验数据。对系统的误差分析及实弹射击证明,双激光幕测速系统在弹丸初速测量的精度和可靠性等方面有了显著的提高,可较好地进行初速的校准测量。

坐标转换广泛应用于火炮装备和其他领域,对防空武器系统而言,涉及到目标指示、目标导引和射击诸元转换,尤其是目标导引对转换精度有较高的要求。给出了自行装备间坐标转换基本模型,推导了目标坐标转换误差计算公式,结合导航测量设备和姿态测量设备的精度,分析计算了对目标指示与导引精度的影响。分析了数据传输时延所构成的误差影响。研究对工程应用有一定的指导作用。

针对传统的身管火炮零线检查规正方法存在着"炮膛轴和视轴误差"及炮身俯仰倾斜误差等,提出了一种基于全站仪的新型检校方法。建立了测量系统的数学模型,得出了空间坐标系内任意点的坐标计算公式。推导出了零线检校方法的解算模型,该解算模型只需要1台全站仪分别测量出炮膛轴线延长线上的两个指定点和瞄准线延长线上的两个指定点的水平角、天顶角和斜距,通过计算就可得到瞄准线相对于炮膛轴线的高低角和方向角偏差,根据偏差最终完成零线的检查和规正。以此为基础的身管火炮零线检校方法精度高、简单易操作和应用范围广。

炮口振动测试对提高火炮射击密集度具有重要指导价值。在实际测试过程中,火炮炮口振动的测试有许多不同的方法和测试仪器设备,这些测试方法和测试仪器设备都各有优缺点,针对炮口振动测试的几种不同测试方法,根据4种不同测试原理传感器和炮口测试设备的不同特点,进行说明和比较,并就不同传感器的测试方法在实际测试中的应用实例进行了分析和综合阐述,能够进一步了解火炮炮口振动测试的方法,为火炮射击时炮口振动测试提供了一定的应用参考。

高炮武器系统的发展不仅要重视自动炮技术的改进和发展,同时还要重视弹药系统的技术发展。35mm弹药的今后发展方向主要是发展智能化和可控化的高新技术弹药。为对付不同类型的空中目标,主要发展的新弹种有改进型AHEAD弹、35mm集束穿甲弹和35mm弹道修正弹。AHEAD弹的优点是:与直接命中的炮弹相比具有更高的命中概率,可拦截特别小的目标。AHEAD弹比一般近炸引信炮弹的抗干扰能力强,效费比好。AHEAD弹的电子时间引信不受敌方电磁干扰。对几种弹药的毁歼概率进行了分析计算。

大口径轻型牵引火炮关键技术包括火炮总体技术、火炮射击稳定性控制技术、降低火炮后坐力技术、轻质材料应用技术等。轻型牵引火炮存在的主要问题是随着全炮质量的减小而直接影响到火炮的射击稳定性和安全性。155mm口径作为大口径轻型牵引火炮发展的主要方向,其减重目标和面临的问题尤为突出。因此,在满足全炮质量指标的前提下,通过合理的总体方案设计和对诸多关键技术的有机结合,不仅可以大幅度减小火炮质量,而且可有效解决火炮射击稳定性和安全性之间的矛盾,为大口径轻型牵引火炮提供设计依据。

火炮发射一定数量炮弹后,身管容易出现裂纹,从而影响射击安全性。通过分析火炮射击过程中身管的受力情况,并利用MARC有限元软件的虚裂纹技术,探讨了某火炮身管内表面裂纹三维J积分有限元模型的建立方法。通过数值计算,得出了身管内表面裂纹J积分值随裂纹长度及深度的变化规律。根据某火炮身管裂纹扩展的临界J积分值,求出了其在最大膛压作用下临界裂纹尺寸,这对火炮身管的安全性评估及预测具有较大的工程应用价值。