体系评价是制定武器装备发展规划的重要依据,针对论证过程中对武器装备体系进行对比评价的需要,提出了一种基于多属性群决策理论的武器装备体系评价方法。同时,为提高这种方法的实用性,提出了确定体系评价准则的思路和方法,初步建立了多属性评价指标体系,并给出了对不同装备体系进行多属性排序的应用示例。

为研究配用AHEAD弹的高炮武器战场使用效果,计算其对目标全航路毁歼概率是非常必要的。在已知射击误差模型的基础上,通过建立弹丸炸点坐标及子弹命中目标模型,借鉴近炸引信榴弹对目标的毁伤机理,建立了配用AHEAD弹高炮武器系统射击效率模型。编制了计算程序框图并进行了仿真计算,同时给出了相同射击条件下配用着发榴弹高炮武器的毁歼概率。该模型对评估及优化配用AHEAD弹高炮武器系统的防空反导效果具有一定意义。

转管炮的结构设计和射击时的运动平稳性都会影响其射击密集度,采用内能源驱动时前几发炮弹射速较低,整个射击循环过程射速波动较大。针对轮式转管炮的结构特点,可通过优化结构,采用延时供弹方式提高轮式转管炮前几发炮弹的射速;用内外能源混合驱动方式减小整个射击过程中射速波动,提高武器射击密集度。在射击密集度试验中,测试不同试验状态下轮式转管炮的立靶密集度和射速变化情况。试验结果表明,内外能源混合并延时供弹的驱动方式能有效提高轮式转管炮的射击密集度。

多管火箭炮发射是一个复杂的动力学过程,把它简化为由车体、回转机、起落部分和火箭弹组成的力学系统,采用多体动力学模型,在半约束期,系统简化为11个自由度,在全约束期,系统简化为9个自由度。运用速度矩阵法推导了火箭弹与火箭炮运动相耦合的动力学方程。提出了燃气射流冲击力在迎气面上的积分算法,为分析计算火箭弹离轨时刻的空间姿态和发射架振动提供了理论模型。

非线性摩擦力矩会影响坦克全电式炮控系统的低速性能,产生低速"爬行"现象。设计了基于李雅普偌夫定理的模型参考自适应控制,实现对系统摩擦补偿控制。自适应摩擦补偿控制可以计算炮控系统中摩擦模型的变化,能克服由于非线性摩擦参数的不确定性对系统造成的影响。仿真和试验表明:采用模型参考自适应控制,能够有效地改善系统速度较低时存在的"爬行"现象,提高系统的低速性能。

电能增强技术和等离子体点火技术是电热化学发射技术的两个重要研究方向。在目前技术水平条件下,利用电能增强技术来较大幅度提高大口径火炮炮口初速的方法是不可行的;利用等离子体点火技术增强火药燃烧性能可提高某大口径火炮2.6%的炮口初速,但该方式在电能的加载、时序放电的控制和火药气体的状态平衡方面存在很大的技术困难。等离子体点火技术较常规火炮的技术优势主要体现在提高火炮的弹道一致性及射击精度、弹道性能补偿和引燃更高密度发射药等方面,并预测了在将来高能高密度装药方面等离子体点火技术对提高炮口初速所具有的潜在优势。

采用虚拟现实技术对舰炮操作人员进行训练是一种经济,高效的方法。针对某型舰炮系统结构庞大,操作显示界面复杂的特点,选择具有组件复用性,界面真实感强,开发周期短的GLStudio软件来开发该型舰炮虚拟训练仿真系统。分别采用3DSMax和GLStudio建模工具建立舱室模型和控制台面板模型,利用VegaPrime进行场景驱动,实现了GLStudio模型向VegaPrime场景移植和场景模型间的交互控制,为操作人员提供了良好的虚拟操作环境。

高炮制导是提高高炮武器系统作战效能的重要途径,基于半主动寻的引信的高炮制导技术,立足于现有高炮武器系统,通过改造弹丸的引信系统,在引信基础上进行功能扩充和技术升级,增加四象限天线、姿态探测器和弹道修正机构,弹丸通过接收雷达直射波和目标反射波合成的脉冲多普勒雷达波的幅度信息和宽度信息进行弹道修正和引信点火。这种制导方法充分利用和发挥了引信的作用,将引信与制导功能有机地融为一体,具有结构简单、造价低廉、工程量少的突出优势,特别适用于高初速和高射速的高炮武器系统的制导化改造。

针对原镀铬控制系统存在的弊端以及对改造后控制系统的需求,在保留原手动控制方式下,提出了利用组态软件和西门子S7-300系列PLC以及原系统中的一些自动化设备组成DCS系统,实现了整个镀铬生产过程的自动化,同时增加了系统远程监视功能,确保整个生产过程顺利的进行。通过系统中的上位机组态软件可以完成数据采集、历史数据库管理、生产工艺参数设置、生产现场模拟显示、报警、报表和打印功能。改造后的系统实现了多套镀铬工艺过程同时运行,完成了所有镀铬电源和关键镀槽温度的自动控制。通过现场实验数据,验证了控制系统的可行性。

为了在概念设计阶段评价两栖装甲车辆的水上性能,基于流体力学和船舶原理的相关知识,通过Solidworks的二次开发技术测量车体模型的相关参数,采用相当平板理论计算车辆的摩擦阻力,使用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)有限元软件对车辆水上航行状态进行仿真计算以获得车辆航行的形状阻力,在车模试验的基础上对试验数据进行了必要的换算和计算。最后通过MATLAB对计算数据进行汇总分析,研究并得到了某两栖轮式自行火炮较为准确的航行阻力值及其阻力构成规律。

MATLAB和C#语言都能把各自的源程序编译为.NET程序集,并支持对.NET程序集的调用,藉此可实现MATLAB和C#语言混合编程,弥补单一语言功能不足的缺点。在火炮CAD软件的开发中,用MATLAB语言编写火炮CAD模型计算程序并使用Builderfor.NET工具编译为.NET程序集,然后利用C#语言编写软件界面,利用树形结构组织火炮的内弹道、炮口制退器和制退机等功能模块,各个模块相应调用由MATLAB生成的.NET程序集实现其功能,使用多线程预加载技术对程序进行优化以提高运行速度。

分析了建立火炮系统全弹道过程仿真软件的必要性和实用性,以某口径火炮配备脱壳穿甲弹的发射过程为例,建立完整弹道过程的仿真平台,从实际应用角度出发,在内弹道段上提供经典模型和一维两相流模型,在外弹道段上提供质点模型及六自由度刚体模型方便选择。系统软件采用模块化设计架构清晰,通用性和可拓展性强。最后通过对脱壳穿甲弹的全弹道过程仿真说明该软件能够完成弹道仿真的任务,并可以根据数据文件方便地分析全弹道物理过程。

针对火炮跟踪系统故障诊断过程中使用的机电正弦机存在输入参数范围受限、输出信号精度受元件影响大、操作步骤复杂以及默认参数修改困难等问题,基于虚拟仪器技术和数据库技术,在便携式工控机上设计具有图形化操作界面的双通道正弦机。该系统不仅具有实时发送阶跃、正弦、等速信号的功能,还设计有图形化人机操控界面,用于添加、更新、删除数据库中的运动参数组以及实时观察伺服系统运动,并且本系统设计有可配置的模拟和数字接口,可以推广到多种火炮跟踪系统检测与维修中。

针对现有火炮故障检测系统只能对炮控箱和操纵台单独进行检测的缺陷,以某火炮为应用对象,提出了可对炮控箱、操纵台和瞄控箱的信号、电源、开关以及电位旋钮等发生的故障进行检测的火炮综合故障检测系统的设想,并对该系统的I/O信号处理电路、高精度A/D采集电路、控制器以及显示电路等硬件及相关软件进行了设计,满足了对火炮故障检测的要求。测试试验表明,该系统功能完善,通用性好,具有良好的人机交互性,实用性强,对于提高火炮故障检测水平具有积极的意义。

自动机是火炮研制的关键和难点之一。不同型号的火炮自动机体现不同的设计思想。某中口径舰炮采用炮身短后坐式自动机循环规律,运用先进的技术手段,实现了高射速、高精度和轻型化。通过建立自动机运动数学模型,对该舰炮自动机进行了定量分析与计算,建立了以后坐复进位移为参数的自动机循环图,研究中对该舰炮自动机设计思想和关键技术进行了探讨,分析了该舰炮自动机的运动规律和特点。研究中得到的数据和结论对火炮自动机的设计、试验和生产具有一定的参考和借鉴。

为进一步研究某导气式火炮转膛机构的运动特征,以该转膛自动机为研究对象,运用火炮经典动力学理论,建立了自动机两自由度数学模型。在VisualBasic语言环境下编写程序,采用龙格-库塔(R-K)法进行求解,仿真得到了自动机各构件运动规律曲线。根据得出的各组数据,分析了滑板曲线槽对转膛机构的影响,并对导气室结构参数进行了优化,确定了导气孔的最优值和最小可工作值。这些研究结果可为该自动机的后续设计与结构优化提供理论依据。

炮膛合力计算多是采用只能计算膛内空间平均压力的经典内弹道模型,必然导致计算结果与实际射击过程有较大偏差。针对此问题,提出利用内弹道气动力模型取代经典模型,建立基于准两相流内弹道的炮膛合力计算模型,采用Godunov差分格式对内弹道方程组进行数值求解,得到膛内压力分布规律,进而得到炮膛合力。通过算例结果与理论值对比,验证了该方法的有效性和可靠性,为进一步提高火炮后坐运动建模与分析的准确性奠定了基础。

利用一维两相流内弹道模型及一维圆管热传导模型,描述了某榴弹炮多发连续射击过程中的身管传热过程。在分析火炮单发射击过程中身管内、外壁温度变化的基础上,通过连续仿真得到了持续射击10发过程中身管内、外壁不同位置处的温度变化规律以及每发射击完成后身管内、外壁温度沿轴向的分布情况。计算结果为分析火炮身管传热过程及发射装药安全性提供参考。

某型机载武器系统接口贯彻军用标准,而武器接口没有贯彻军用标准。对某型机载武器系统进行综合检测和故障诊断时,需要将贯标的机载武器系统接口、非贯标的武器接口的模拟、离散信号分别按照武器接口、机载武器系统接口对模拟、离散信号时序和逻辑关系的要求进行转换。基于PC104架构的某型机载武器系统综合测试设备,以PC104为处理单元,采用Windows98操作系统,利用硬件和软件资源对测试设备进行综合设计,实现了对某型机载武器系统的综合检测和故障诊断,提高了维护效率。

某舰炮退壳槽盖在放置一段时间后会出现闭合不严问题。引起该问题的两个原因是:控制退壳槽的液控单向阀工作不可靠;退壳槽液压油缸发生泄漏。解决该问题的方案是:确保退壳槽盖外形及接口尺寸和该舰炮一致,以便于保证互换性;增强外露件的防腐能力和改善密封圈性能,以便防止液压缸内泄。实践证明,该方案有效地解决了该型舰炮的退壳槽盖关闭不严的问题。

针对高射频武器系统弹丸速度测量的特点,采用半导体激光器产生了点光源,经石英棒、凸透镜及螺纹透镜形成了1m的测试光幕;利用集成光敏二极管阵列将弹丸穿越测试光幕引起的光通量的变化转换为电信号,设计了高射频光电测速系统。探讨了靶距误差产生的原因,确定了测速精度优于0.1%;设计了模拟校验器及基于3支12.7mm专用发射装置的程控发射系统,考核了光电靶的测速性能及测频性能,测试结果表明,该光电靶的测频能力达到了20万发/分。

针对坦克执行实弹射击任务前需要检验评估武器系统健康状态的要求,提出了一种基于人工后坐和虚拟仪器技术对火炮反后坐装置技术状况进行在线检测的方法。通过分析影响火炮反后坐装置性能的主要因素,确定反映反后坐装置功能状况的技术参数,并通过PXI组成的采集系统,对坦克火炮检测数据结果进行处理和分析,确定反后坐装置的技术状态。试验结果验证了该方法的可行性和有效性。

南非T6式52倍口径155mm自行火炮的炮塔配有适应模块装药的全自动弹药装填系统。该系统由弹仓、模块药仓、补弹装置、补药装置、供弹机、供药机、输弹机、输药机、控制系统和动力系统组成。该装填系统的工作模式有全自动、半自动、单步操作和手动操作。T6弹药自动装填系统的主要特点是采用炮塔尾仓式弹仓布局方案,实现了适应模块装药的弹药任意射角全自动装填,射速较高,携弹药量较大。该大口径自行火炮装填技术具有良好的发展前景。