建立了某型转管炮的刚柔耦合体动力学模型,通过模态测试分析,获得了该炮起落部分的频响函数,分别利用仿真模型法和拉普拉斯变换法,计算了3种射击方式下的炮口振动和摇架的位移响应,以此研究了该炮的立靶密集度试验条件相容性,并通过试验证明了一种新方法代替原国军标中的方法,可以取得一致的立靶密集度试验结果。利用立靶密集度试验的相容条件,取得了身管寿命试验的总射弹量较少的新方法,减少了转管炮身管寿命试验的消耗。

在现阶段各种作战仿真研究中,均以提高仿真环境真实感为首要目标。其中软件视景仿真系统大都基于专用视景仿真平台进行二次开发,软件成本昂贵且欠缺灵活的扩展性;而基于底层图形接口Open-GL或Direct3D进行视景仿真系统开发效率又比较低下。针对上述问题,在开源渲染引擎OGRE基础上,采用插件集成开发的模式,实现了具备多视角场景漫游、碰撞检测和大规模场景植被渲染以及多种粒子与声音特效等功能的战车视景仿真系统,系统的设计在仿真系统开发成本、运行效果与效率之间取得了一个良好平衡。

对于多传感器状态监测系统而言,合理的多线程模型和任务划分对系统的稳定性和执行效率有着十分重要的影响。针对多传感器状态监测系统,提出了一种多线程信息处理模型。在该模型中,包括数据采集线程、数据处理线程、故障诊断线程、显示输出线程和定时器。基于VxWorks操作系统,给出了该模型的具体实现,解决了多任务之间的数据保护和冲突消解;并实现了非阻塞式异步数据接收,进一步降低了对计算资源的占用。实际应用表明,该模型及其具体实现具有较高的执行效率和较好的稳定性。

实装训练是高炮系统非战斗状态下的一项重要内容,主要目的是模拟高炮与空中飞行目标的对抗训练,实现对炮兵战斗过程的操作训练,而雷达点迹、航迹模拟是此训练平台的关键技术。讨论了雷达扫描扇面点迹无重复生成算法和三维航迹的建模方式。经实践证明该模拟方式灵活、可操作性强,有效地呈现了雷达扫描空中目标所给出的目标特性,具有一定的工程应用价值。

为了快速准确地预测遥控武器站(remotecontrolweaponstations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。

拦截弹对来袭目标的毁伤效果是衡量电磁发射拦截系统性能的一项重要指标。为了分析拦截弹对来袭目标的碰撞效果,以拦截弹与穿甲弹相碰撞的物理过程为例,建立了拦截弹和穿甲弹相碰撞的三维有限元模型,在碰撞角度分别为30°、45°和60°的情况下,对拦截弹与穿甲弹的碰撞过程进行了仿真,并分析了钢铝复合结构的拦截弹参数变化对碰撞效果的影响规律。结果表明:穿甲弹与拦截弹碰撞后,弹头发生钝化、破碎现象、速度降低、方向偏转,对装甲车辆的毁伤能力明显降低;钢铝复合结构的拦截弹对穿甲弹的毁伤效果显著增强。

当振动系统确定后其响应取决于载荷。对于动态载荷,系统的响应不仅与载荷的持续时间及载荷最大值有关,而且与载荷随时间变化的形状有关。对于同一振动系统,载荷持续时间及最大值完全相同,响应也不一定相同,这决定于载荷上升时间(即"力型"),从理论上讨论了"力型"对振动系统响应的影响,并通过实例计算,证明了理论分析的正确性。其研究对火炮结构系统及载荷设计和响应分析具有指导意义。

探讨了新型高炮在线诊断平台中引入虚拟现实技术的方法和过程,介绍了利用Cult3D构建虚拟炮上漫游环境和各炮上电气设备动态交互模型,创造出一个良好的虚拟维修、辅助诊断的在线软硬件平台。详细阐述了在Delphi开发环境下使用ActiveX技术调用动态模型的方法,并讨论了隐式调用和显式调用的优劣。

针对基于嵌入式系统设计,介绍初级电站运行监测系统的实现,论述了嵌入式系统及CAN总线网络的概念和功能,阐述了初级电站监测系统的构建,并从软硬件方面详细讨论了基于嵌入式系统的初级电站运行监测系统的实现。

针对自动机在水陆不同状态下的运动进行了相关研究,设计了一种自动机,组建了一套自动机参数分析系统,得到了自动机水陆状态下的运动参数,根据数据结果,分析了水陆在不同状态下自动机的工作特性。提出了提高自动机寿命和工作可靠性的技术措施,分析了影响自动机运动规律的因素,指出了两栖自动机研究的技术难点,可以为两栖武器自动机设计提供参考和指导。

研究设计了一种基于CAN总线的数字化、模块化及网络化方案。系统以PC104单板计算机作为控制中心,通过CAN总线与各部件的连接和通信,实现对多机构、多路位置的控制。采用CANopen总线I/O模块实现各种不同的传感器、电磁阀等输入输出元件与CAN总线的连接,使系统具有了良好的扩展性且布线简单。降低了系统成本和维护保养费、提高了系统可靠性。为以后弹药装填控制系统的设计提供参考。

利用三维软件Solidworks对某新型转管武器三维建模,运用多刚体动力学理论和动力学分析软件ADAMS对其简化后的缓冲装置参数进行优化设计,对多个重要的参数进行了敏感度分析,得到了各参数最优设计值组合,为武器的缓冲装置结构设计和阻尼材料的选择提供了理论依据。对武器其他机构参数的仿真分析和优化设计有一定的参考价值。

舵机是智能化精确制导弹药飞行控制系统的关键部件。利用MATLAB/Simulink工具建立了1套电动舵机伺服系统的仿真模型,并以模型为参考,设计研制了实物样机。仿真模型为实物研制提供了理论支持,实物测试数据又修正了仿真模型参数,提高了模型的准确度。模型仿真与实物设计相互配合,融入到整个研制过程。通过试验验证,该伺服系统能够满足使用要求,系统运行稳定可靠,具有工程应用价值。

火炮发射时会受到多种载荷的作用,不仅对炮身强度造成重复性破坏,还对发射精度产生影响。在分析火炮射击时受力情况的基础上,研发了一种射击模拟装置,可以模拟火炮射击时的冲击载荷。该装置可以根据发射装置的型号,调整加载姿态、加载强度,实现对多种型号发射装置的模拟加载。并对研发过程中的关键技术及相应解决方案做了详细的描述,可以对同类设备开发起到参考作用。

在充分考虑了电枢运动中所受到的主要阻力,包括等离子体的粘滞阻力、惰性阻力及空气阻力的基础上,构建了包含电枢速度、轨道间距和电枢位移量等在内的优化模型,以及轨道间距、轨道的高和轨道的厚度有关的电感梯度的模型,并采用模式搜索法进行优化计算。优化结果表明:当轨道间距和电枢位移量一定时,弹丸发射速度将会达到最大。而调整发射轨道的高度、厚度可以达到调整弹丸的发射速度的目的。研究结果可为电磁炮相关参数的设计和制造提供了理论上的依据和技术上的支持。

针对当前自动装弹机故障检测系统不能适应部队野外条件下维修保障需要的问题,开发了一套便携式智能故障检测系统。在深入分析自动装弹机控制时序及工作原理的基础上,构建了系统总体设计方案;进行了电源电路、数据采集电路以及接口交互电路等硬件部分的设计,研究了系统的抗干扰技术;运用Visu-alBasic,开发了系统上位机数据分析软件。结合自动装弹机程序控制盒故障检测的实例,论证了该检测仪的实用性。

压电型压力传感器具有加速度效应,通过对其加速度效应测试的研究有助于弹丸膛内弹底压力数据的处理分析。压力传感器与加速度传感器同时安装在记录仪中,将记录仪安装在马歇特锤上进行了5100g的冲击实验。对比压力传感器与加速度传感器的响应曲线,压力传感器的低频响应与加速度响应相关系数达到89.7%。采用膛内的加速度响应曲线修正弹底压力后,其峰值与膛底压力峰值相比误差为0.5%。

采用炮塔加座圈整体结构的刚柔耦合有限元模型,计算获得了某大口径火炮座圈在射击载荷作用下的变形和应力分布。针对模型将滚珠简化为刚体引起的座圈局部应力较大问题,建立了一个简化模型分析了滚珠材料参数对座圈局部应力的影响,进而对实际座圈模型的应力进行了修正。结果表明,炮塔加座圈整体结构的刚柔耦合模型能够显著提高分析效率,保正了载荷传递路径,避免了传统载荷及约束简化等对座圈受力和变形的影响,弥补了传统座圈结构刚强度计算的不足,对设计具有一定指导意义。

依据典型高炮自动机的结构特点和运动规律,从最能体现自动机性能的特征参量入手,研究高炮自动机检测的技术方法。建立了典型高炮自动机实体模型测试系统,实现了对自动机关重件运动状态的同步采样、实时测试。通过实测数据分析,有效地提取自动机故障信息,验证了高炮自动机检测技术方法的有效性。

利用动力学仿真软件的二次开发功能,基于模板及参数化技术,针对不同类型自动机、不同典型机构开发火炮自动机动力学通用仿真优化平台,实现了自动机动力学模型的快速建立、载荷和约束的自动加载与修改,仿真过程用户可参与控制,仿真结果直观显示。以转膛自动机为例验证了该高炮动力学仿真平台的通用性和高效建模仿真,结果表明该平台能够有效提高仿真精度和效率。

研究了航炮武器对地面装甲目标的毁伤效果,对其涉及的影响因素、射击散布与目标易损性的原理和算法进行了分析,探讨了弹性模量对抗弹性能的影响。利用Matlab软件建立了航炮射击仿真模型和不同弹性模量组合的三层复合装甲目标等效模型,通过计算机仿真平台对航炮攻击地面装甲目标的毁伤能力进行综合评定,得出弹性模量与装甲目标抗弹性能的关系,为研究航炮武器打击地面装甲目标效能分析提供思路,也为装甲目标的材料选取和配比提供参考。

稳定精度是两栖装甲突击车炮控系统的一项关键性技术指标,直接影响到武器系统的威力发挥。以动力调谐陀螺仪为传感器的检测原理,采用ADI公司的ADSP-BF532和高精度模数转换芯片AD7677,实时采集动力调谐陀螺仪的信号并处理,通过最小二乘法拟合出漂移曲线,进而求出稳定精度。实验结果表明:该检测系统的精度高、通用性好并能快速准确地对稳定精度进行检测。

自动操瞄式火炮在出厂前均要进行调炮精度检测,自动操瞄式火箭炮也是如此。当采用基于固定目标方式进行火箭炮方向调炮精度检测时,由于火箭炮自身结构及其他原因,存在一定的方向调炮精度检测误差。根据现场工作实践,总结出基于固定目标方式的火箭炮方向调炮精度检测方法,以及在进行这种方向调炮精度检测时对场地形态的要求;火箭炮在场地上停放的位置的要求;具体分析了火箭炮相对固定检测目标位置不同时对方向调炮误差精度的影响;对火箭炮与固定目标距离不同时的最大调炮误差进行了估算。

依据某自行高炮模拟训练器的战技指标和功能要求,在设计上采用综合集成设计和总体结构技术,研制了一种与炮塔内部操作环境接近、在方位上能够模拟炮塔回转,且具有一定机动能力的动态模拟训练器。从视觉、听觉、触觉和感觉方面,为学员营造了一个较为逼真的操作环境,使学员最大限度地得到接近实战的训练。重点从硬件方面介绍了模拟训练器总体布局、结构组成、工作原理、功能及结构特点。论述了主要部件的设计思路和方法。经使用性试验,产品达到了战技指标和使用要求,具有较强的综合训练能力和一定的创新实用性。