为提高被动电磁装甲防护性能,基于时间窗原理和虚拟源点理论,建立了脉冲电流对不同速度聚能射流微元作用时间的数学模型,确立了射流微元受脉冲电流作用累积时间最长为结构优化目标,通过数值计算得到了虚拟源点到前装甲板距离之间越大以及射流头部速度和射流尾部速度比值越大,装甲板间距也越大的结论。在认为射流为全塑性体及电流完全分布在射流表面的情况下,得到了能够使射流产生变形的临界电流、与阿尔芬波速相关的变形时间常数和脉冲电流对射流微元的实际作用时间。此研究为电装甲板间距设计提供了参考。

针对某型突击车进行实弹射击后炮塔出现层裂现象,应用计算流体力学原理,采用动态层法动网格原理,建立包含炮塔区域在内的膛口流场数值模拟模型,通过与试验结果进行对比,验证数值模拟模型的可靠性,在此基础下,进一步计算分析得到膛口冲击波对炮塔前装甲板的作用时刻与力值;并以该结果作为输入,应用有限元分析方法得到炮塔的瞬态应力。结果表明,炮塔出现最大应力位置与实际炮塔发生层裂位置一致,膛口冲击波对炮塔的冲击作用是某型突击车炮塔发生层裂现象的主要因素之一,为后续综合分析炮塔发生层裂提供一定参考和数据支撑。

根据转管武器的工作原理和运动特点,在建立转管机枪虚拟样机模型的过程中,综合运用ADAMS中的函数以及传感器功能,实现了转管机枪不同射击条件下枪膛合力的准确施加。该方法具有通用性,对外能源转管武器与内能源转管武器都适用。仿真结果表明,该方法的应用使转管武器更符合实际运动情况。

为了改善单基药的内弹道性能,从理论上分析了有效提高弹丸初速的途径,以6/7单基发射药为基础,采用浸渍-钝感两步法工艺,制备了不同钝感厚度的改性单基发射药,分析了改性单基发射药的能量水平、燃气生成规律、温度系数对内弹道性能的影响,并以30mm火炮为武器平台,进行了内弹道试验验证。结果表明:无论是理论分析还是内弹道试验验证,通过提高单基发射药能量、控制燃气生成规律以及降低温度系数等途径都能够有效地提高弹丸初速,与基础单基发射药相比,制得的改性单基发射药样品MSP-6/7-1、MSP-6/7-2在不增加膛内最高压力的基础上,能够使得弹丸炮口初速分别提高4.27%、5.41%。

针对火炮快速补弹能力不足的情况,设计了一种快速准确供弹的供弹机构。机构采用回转式供弹,主要包括回转式供弹机、输弹滑轨、立式容弹具等部分。利用UG与ADAMS对机构进行了建模和运动学仿真。结果表明,该结构在原理上是可行的,可实现快速准确地供弹。为大口径火炮自动供输弹系统的设计提供了一种新思路,具有一定的参考意义。

为满足火炮调速系统速度平稳、调速范围宽的使用要求,必须降低调速电机的输出转矩脉动。通过对传统PMSM直接转矩控制方法的转矩脉动进行分析,得出零空间电压矢量具有保持电机电磁转矩作用的结论。在此理论基础上,采用了空间电压矢量占空比控制,即根据转矩误差,计算出在一个控制周期内有效电压空间矢量的作用时间,以减小电机转矩脉动。仿真与试验结果表明采用该方法与传统直接转矩控制相比,降低了电机输出的转矩脉动,且低速性能较好,拓宽了调速范围。

通过分析ADC法、AHP法与模糊综合评判3种常见作战效能评估方法的优缺点,提出了一种多算法组合的作战效能评估方法,针对反坦克导弹的作战特点,构建了一组较为系统的反坦克导弹作战效能指标体系,建立了反坦克导弹作战效能的评估模型,并详细阐述了反坦克导弹作战效能的求解方法。

利用电压空间矢量原理,通过同时调节电机输入电压的幅值和频率,得到适当的电压矢量,从而提高电机启动转矩。提出了实现不同频率电压的电压矢量触发方式和使电机平稳启动的相邻频率电压矢量切换方法。采用仿真软件Matlab对所搭建的控制系统进行建模与仿真,采用STM32搭建了该软启动器的控制系统进行现场电机启动试验。仿真结果、现场试验结果与传统软启动数据进行对比,结果表明基于电压空间矢量软启动控制策略有利于提高电机的启动转矩。

将视景仿真技术应用于靶场试验过程中的态势标绘、参试设备部署及弹道轨迹实时显示,对于试验的可视化具有重要意义。针对靶场试验指控显示需求,研究了实时数据处理技术,提出一种横向比较的快速融合算法,极大地减少了运算量。根据系统模型和当前测量信息,采用卡尔曼滤波预测落点坐标,提高了落点预报精度。分析了装备模型层级关系,研究了复杂武器装备模型机构动作控制方法。采用EV-GlobeSDK组件构建了三维模拟显示平台。

现有反后坐装置设计方法难以有效地重用已有计算程序、设计经验等设计知识,为提高其设计质量与效率,提出一种基于知识组件的快速设计方法。通过确定反后坐装置设计知识的表示体系,提出反后坐装置设计本体的形式化定义,并给出反后坐装置设计知识组件的定义和开发策略,实现了反后坐装置设计知识的完整表示。在此基础上,确定了反后坐装置快速设计的流程,开发了专用设计系统,并通过一反后坐装置的设计实例验证了所提方法的可行性和有效性。

以固体火箭发动机试车架中重要的零部件板簧为研究对象,为了实现对多段板簧弹阻力的分析计算统一处理,编写Matlab-m有限元计算程序对试验过程中板簧的变形产生的弹阻力Q进行分析计算,计算考虑了由轴向力引起的几何刚度矩阵,得到了弹阻力Q与位移Δ的解析关系,进而可以确定板簧的最佳工作点。设计的算法、计算思路和结果为下一步进行板簧设计、结构优化、失稳分析等提供一定的参考作用。

炮塔作为火炮的重要部件,其结构刚强度和质量对整个火炮的性能有很大的影响。为满足空降型火炮的轻量化要求,通过有限元分析发现某空降型火炮炮塔结构刚强度有一定的富余量,故基于结构优化方法对该炮塔进行优化设计研究。在多射角工况条件下,通过变密度法的拓扑优化得到炮塔托架主要传力路径,寻求托架材料的最佳分布;并通过尺寸优化获得炮塔护板厚度的最佳组合。优化后炮塔质量减少11.54%,且最大应力有所下降,达到了炮塔减重的目的。

针对传统飞行器遥测存储设备记录仪电路体积庞大、功能扩展性低以及记录数据的可靠性低等问题,提出了一种基于NiosII的新型双备份记录仪设计方案。该方案以SOPC技术为基础,将整个控制系统构建在单片FPGA上,通过双备份存储提高存储数据的准确性和可靠性。该设计方案具有可扩展和微体积等优点,试验结果证明系统性能稳定,能实现单路模拟信号的采集、双备份存储功能。

讨论了基于无线传输的分布式聚光镜检测平台的设计方案,该系统以PC104为控制核心,以近距离的双向无线通信模块ZigBee为数据交互通道,借助ZigBee的系统级芯片CC2530中的内嵌式8051控制器搭建数字-自整角机轴角转换模块、数字-旋转变压器轴角转换模块和自整角机-数字转换模块,借助TMS320F28335丰富的外围接口和强大的控制功能搭建转台控制模块,实现了高可靠性分布式系统的构建。详细介绍了ZigBee无线通信模块的硬件设计、软件流程和测试结果。实践表明,该系统能完成某聚光镜的技术指标检测及系统调试,提高了部队对该设备的维修保障能力。

现行小口径高炮射表试验,采用多射角射击全弹道符合的方法,试验耗弹量大,周期长,符合计算数据处理量大而繁琐。小口径高炮射弹飞行时间短,有效射距离处于弹道初始段,弹道平直。试验结果和理论均证明,不同射角的阻力系数及符合系数在有效射距离段均无显著性差异。因此,可进行一个射角的射击试验获取弹丸自身阻力系数及符合系数,这样既可减少试验消耗,缩短试验周期,又可减少数据处理量。实践证明,应用一个射角与应用多个射角的射击试验编拟的射表是一致的。

火炮耳轴调平精度决定了火炮的初始水平基准,进而影响火炮的射击精度。工程上常因缺乏耳轴调平的定量要求而存在一定的技术争议。笔者在分析火炮耳轴横倾引起仰角和方位角偏差的基础上,从火炮的射击精度出发探讨了耳轴调平精度的确定原则及耳轴横倾许用值的大小;采用单经纬仪法调平火炮耳轴,分析了经纬仪布站工况对耳轴横倾角度的影响,给出了火炮耳轴调平的具体方法。实践证明,按许用值确定的耳轴调平精度及其方法能够指导火炮的总装调试工作。

针对目前最新提出的激光原向反射式单CCD立靶测试系统中要求快速准确地对系统外部参数进行现场标定的问题,在对系统进行建模分析的基础上,提出了一种采用3个已知坐标的特征点,对所需标定的参数进行计算的方法。通过采集靶纸上3个已知坐标特征点的图像,分别计算3个点所对应实像和虚像的成像位置,结合已知坐标,即可标定出系统计算坐标所需的6个参数值。对于直径为7.62mm的弹丸,使用该方法进行外部参数标定,弹丸着靶坐标测试精度可达5mm以内。结果表明:该标定方法可快速且精确地对系统的各项外部参数进行现场标定,极大地提高了测试精度及测试效率。

炮口制退器作为炮身的一部分,用于减小后效期中火药燃气对后坐部分的冲量,它通过螺纹结构和身管口部连接。炮口制退器受力环境和受力过程非常复杂,不同的螺纹连接形式对其连接强度和炮口制退器的连接可靠性影响重大。通过实验方法研究了螺纹圈数、螺纹根部过渡圆角半径与螺纹承载能力的关系,描述了实验过程,给出了实验结果。

针对大型复杂装备"模型展示"中采用"平面+鼠标"方式缺乏真实立体感和自然交互性的问题,提出了基于LeapMotion体感控制技术的数字化展示系统。设计完成了系统的硬件结构和软件架构,研究了LeapMotion到Unity3D引擎环境的坐标转换、手势交互控制任务等系统实现的关键技术。在此基础上,结合LeapMotionSDK的Unity插件,在Unity3D引擎中完成了场景配置和场景驱动,实现该系统。实际应用结果表明,该系统沉浸感更强,手势跟踪稳定精准,解决了装备模型立体展示和自然交互的问题,同时也为LeapMotion这种精准的、近距离手势追踪技术的探索应用提供了一定借鉴。

总体设计包括顶层的规划和系统参数的拟定,决定武器性能的优劣,关系到军队在战场上的胜败。需求、技术和威胁是武器系统发展过程中相互促进、相互制约的3个因素。根据三者之间的逻辑关系,进行了大口径榴弹炮发展战略的探讨。借鉴国外同类型火炮的战术技术指标和系统参数,基于火炮武器发展的技术积累水平和战场的当前需求以及未来发展态势,结合武器装备发展系统论证方法,对某外贸155mm口径车载火炮进行了总体方案设计,确定了总体指标、总体结构组成和主要战术技术性能参数。该设计可为工程实践提供参考。

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