某小口径火炮,自动机A的额定射速为550发/min,自动机B的额定射速为1000发/min。两种自动机身管的材料、内膛结构和工艺完全相同,使用弹药的弹道性能也相同。但在身管寿命考核试验中,采用相同的射击规范,自动机B的身管寿命仅为自动机A的64%~70%。以射击过程中身管外侧温度测试结果为基础,进行身管内膛温升的热分析计算,从身管温升角度探讨自动机B身管寿命降低的原因。根据射击过程中身管内膛温度不得超过其材料相变的临界温度点原则,制定合理的射击规范,符合身管的实际使用寿命。

立靶密集度是小口径连发武器的关键战技指标之一。针对其连发射击时射弹散布大的问题,分析了影响立靶散布的主要炮口振动参数,研究了相应的炮口振动参数控制模型。该研究为连发武器结构参数优化时目标函数的构建提供了参考。

论证了1门200mm口径超大炮口动能电磁轨道炮用以进行高超声速发射,目标是将20kg弹丸的初速提高到2500m/s,其炮口动能将超过62MJ。通过多个不同算例的计算,综合考虑电枢受力、电流密度与峰值电流、电感梯度和技术风险等因素,最终选择了一种简单轨道炮结构。基于200MJ电容器组储能式脉冲电源系统,建立了轨道炮系统仿真模型并进行了分析,设计的发射器身管长为8m,铜轨道电感梯度约为0.4μH/m,峰值电流约为7MA,有效电流不低于6MA,弹丸炮口初速可达到2540m/s,炮口动能达到64MJ,系统效率为31.8%。

在单级磁阻型线圈发射器的发射过程中,影响其发射性能的因素很多,重点研究弹丸形位参数对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。所研究的弹丸形位参数主要包括弹丸头部形状和弹丸初始触发位置。弹丸头部形状包括平头、锥形头和圆头三种,弹丸初始触发位置主要用弹丸与驱动线圈的相对位置来表示。利用Ansoft有限元仿真软件进行了动态仿真,得到了较为理想的弹丸头部形状以及最佳的弹丸初始触发位置,同时进行了试验验证。仿真和试验结果为后续多级磁阻型线圈发射器的研究提供了指导。

为了研究某型车载转管机枪在样机试验中连续射击时出现枪弹击发后未发火现象对于机枪射击精度的影响,以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,并基于相同路面建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型。综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,仿真模拟了样机的射击试验过程。对机枪在枪弹完全击发与未完全击发时的情况分别进行了系统动力学分析和外弹道计算,获得了机枪的响应特性和弹着点散布情况。通过对试验数据和仿真结果的对比分析,得出枪弹未完全击发时对机枪射击精度的影响程度,为进一步研制该型车载机枪提供支持。

介绍了高射炮弹炮刚柔耦合发射动力学仿真及基于ADAMS的二次开发技术。在全炮系统的动力学模型中,对身管进行了柔性化处理,并考虑了弹丸与柔性身管的相互作用,计算了火炮连续发射时的动力学响应,为全面分析影响射击精度的原因提供了一定的参考价值。同时,基于ADAMS定制了适用于交互式发射动力学仿真的菜单和对话框,为火炮产品的虚拟设计提供了技术基础和工具。

虚拟仿真技术在产品制造和生产中已经得到了广泛的应用,在装备研制和对抗演练中也起到关键作用。但在装备论证,特别是型号论证中应用并不多见。针对如何将虚拟仿真技术应用到装备的综合论证和研制总要求论证进行了探讨。重点针对总体布局、关键指标论证以及作战使用研究论证进行了分析。给出了一个实际用例。

密封装置的改进技术从旧密封装置的故障原因分析入手,突破对作用力传统选择的范围,有针对性地对旧装置存在的弊病和不足逐项加以改进和完善,密封装置新的改进技术既提高了密封效果,又增加了防护罩窗口密封的可靠性,也延长了密封装置的使用寿命。

武器系统的信息化工程中需要对武器装备间交换的信息进行约定,而对报文进行编码解码是实现协议的重要部分。在对协议进行分析归纳的基础上,进行编解码模块的软件设计。进行协议转换,将协议描述转换成一个统一的数据结构,作为与高层的数据接口;进行功能模块划分,明确每个模块的功能。在软件设计过程中,还要考虑软件的可维护性和健壮性。本编解码模块已成功地应用于某项目。

为了实现无人地面车辆机载蓄电池的自动充电,设计了旋转式耦合器和全桥式串联谐振功率变换器,并对谐振电路和主电路工作过程进行了仿真分析,最终研制了一种感应式充电试验装置。系列试验结果表明:所建立的主电路仿真模型符合实际,可以指导感应充电装置功率变换器的设计;随着耦合器气隙增大,电能传输效率呈现斜率渐缓式减小趋势;所设计充电装置能够在气隙1.2mm条件下实现蓄电池的恒流充电。

随着高炮电气系统复杂程度越来越高,传统的实装维修训练方法已经不能满足装备维修培训的需要。某型高炮电气系统虚拟维修训练系统,采用虚拟现实技术,通过重构电气系统三维模型节点,实现了对电气系统故障诊断和维修的虚拟训练,为复杂武器装备的电气维修培训提供了新的技术途径和手段。

为研究气缸张开式尾翼弹的膛内时期气缸充放气过程,建立了气缸压力模型,并与经典内弹道模型相联立,进行了模型可解性分析,得到了一种求解气缸压力随时间变化规律的数值方法。以100mm滑膛反坦克炮I型榴弹为例,仿真得到了气缸压力随时间的变化曲线,计算结果精度高,证明了这种算法的可行性;并在此基础上,分析了气孔横截面积、气缸容积对气缸压力的影响规律。研究结果为气缸张开式尾翼稳定装置结构的优化设计提供了理论依据。

针对某随动稳定系统在调试过程中出现的失稳现象,设计了xPC环境下的CAN总线驱动模块,构建了基于xPC的实时仿真系统。对随动稳定系统的陀螺输出信号进行实时测试和记录。针对实测陀螺信号的非平稳特性,使用S函数完成小波去噪算法建模,设计了实时仿真控制系统的Simulink模型,对实测陀螺信号进行了实时小波去噪仿真分析。工程实践表明,实时小波算法对陀螺速率信号具有良好的去噪效果,该方法对随动稳定系统的调试和设计起到重要作用。

弹射用直线永磁无刷直流电机具有工作电压高、电流大、工作速度动态范围大的特点,在换相过程中易产生换相推力脉动、平均推力下降等问题。针对直线永磁无刷直流电机(LPMBLDCM)的最佳换相控制和电机参数匹配,建立了换相期间、非换相期间电机换相过程数学模型,提出了换相距离的概念并分析了各因素对换相距离的影响。建立电机参数匹配多目标优化模型,利用Matlab和Isight软件进行了建模和求解,改善了系统优化匹配设计,验证了理论分析的正确性。

在高炮火控系统的研制中,采用目标航路仿真仪来检测火控系统的功能和性能,可以有效缩短研制周期,降低研制成本。通过对火控系统检验原理的详细介绍,提出了目标航路仿真仪的设计要求。在此基础上,设计了一种基于实时操作系统Vxworks的数字航路仿真仪,阐述了该航路仿真仪的工作原理,并详细论述了其软硬件设计方案。该数字航路仿真仪实现了在无真实目标条件下的火控系统静态检查及调试,有利于及时发现火控系统设计中存在的问题。

根据某自动机工作原理,分析了可能产生异常射出1发弹故障的原因,建立了故障模式。采用故障树诊断方法,详细剖析了异常射出1发弹故障的原因。经过多方排查验证,最终原因是转膛体衬套与炮箱的轴向间隙预留不足,多次点射引起转膛衬套温度升高而膨胀,导致转膛体、转膛衬套与炮箱的摩擦转动阻力矩增大,造成击发不响、间隔数十秒后又射出1发弹故障。经计算分析和多次试验验证,适当减短转膛衬套,再未出现该异常发射故障。

介绍和比较了目前常用的几种光轴平行度校准方法的不足之处,利用球面镜对平行光束的聚焦原理,提出了一种简单易行的光轴平行度校准方法。该方法使用目标靶在球面镜的焦点上接收经过球面镜反射后的光束,通过红外显示单元观测各光束的落点是否完全重合来判定各个光束是否平行。同时讨论了调节方法及其测量不确定度,计算和试验结果都验证了这种方法能够满足精度指标要求。该方法原理简单,操作方便,既可以运用于实验室调试,亦可以在野外条件下对光轴平行度进行校准,有较强的实用性。

调炮精度是火箭炮射击时能否命中目标的关键,是其最重要的战技指标之一。根据3种自动操瞄调炮精度测量方法的测量原理,建立了3种调炮精度测量方法的数学模型,推导出了相应的调炮精度测量系统的计算公式。在此基础上,结合火箭炮瞄准装置校准过程中的各种误差来源等实际情况,对3种测量方法的测量精度进行了分析。分析表明:3种测量方法各有利弊,根据具体情况选用。

为了准确评估中口径火炮反导限时毁伤能力,建立中口径火炮远距离多发空中同时弹着数学模型和近距离层层拦截数学模型,给定拦截时间,引入限时毁伤概率仿真计算不同射速、不同弹种下的反导毁伤概率。计算结果表明:随着拦截距离的增加,弹道修正弹反导优势较常规弹明显;多发空中同时弹着拦截模式可提升反导限时毁伤能力;给定拦截时间的长短直接影响着中口径火炮不同射速下的反导限时毁伤能力。引入限时毁伤概率,较传统毁伤概率更能准确评估中口径火炮限时毁伤能力。

研究炮管高速旋转对转管航炮射击性能的影响,主要分析炮管旋转对弹丸初速和方向的影响及弹轴运动起始条件的改变对射击方向的影响,并得出其修正方法。利用SIMULINK建立了转管航炮外弹道仿真模型,利用MATLAB编写了外弹道计算程序,以美制6管航炮为例,给出了修正射向前后模拟航炮射击的弹道仿真和弹着点散布示例,验证了射向修正的有效性。

火炮射击是火炮使用的关键环节,直接影响着火炮的作战效能。通过分析公开文献,探究火炮射击的相关概念和定义,并根据各个射击概念的使用频率不同,从模式、方法、体制和机制四个定义出发,结合火炮射击实际情况区分了射击模式、射击方法、射击机制和射击体制。在此基础上建立了射击概念框架,根据各个概念的应用情况不同,将各概念在此框架下进行了归类整理。考虑不同口径和技术,阐述了射击体制及其相应射击方法的发展,并对其在不同火炮武器系统中的具体应用趋势进行了分析。

弹药自动装填技术是中大口径火炮武器系统的核心关键技术之一。弹药自动装填系统直接影响自行火炮武器系统的射速、布局、体积、质量、动力源的功率配置、射击精度等指标。弹药自动装填技术的关键技术是弹药装填系统总体技术、弹药在部件内部运动的顺畅性、部件动作的可重叠性、大扭矩变负载快速定位与低压大电流驱动技术、多机构运动动力源相互影响问题。弹药自动装填技术研究可以促进火炮向无人炮塔和无人火炮的方向发展。