为了研究螺栓连接预紧方式的串联增强型轨道炮的身管封装性能,从电磁场的角度出发,计算了电磁轨道炮发射时导轨中的电磁力,进而得到了身管应力、应变和位移量。建立三维串联增强型电磁轨道炮离散预紧身管模型,计算了在一种斜坡电流激励条件下导轨的应力、应变和位移量的变化规律,以及身管封装部件应力、应变及位移的变化规律。从计算结果看出,在螺栓预紧条件下,导轨及身管处于一定初始位移及应力、应变下,随着电流的逐渐增大和作用时间增大,各参量也逐渐增大,且呈现明显的波动状,导轨的位移在螺栓位置有明显的下降趋势。身管部件的最大位移量远小于导轨的位移量,保证了与导轨的接触,也在一定程度上控制了导轨的最大位移量,对身管的封装性能有积极的作用。

缓冲装置对自动机后坐力、射击稳定性、系统的射击精度的影响至关重要,是现代自动机研究的重要部分。某中口径自动机采用弹簧-液压式缓冲装置,以该自动机为研究对象,基于多刚体动力学理论,运用RecurDyn软件建立了其动态仿真模型,通过仿真计算,得到自动机8连发后坐部分位移与后坐力曲线,与该样机实测8连发后坐部分位移曲线和后坐力曲线比较,相对误差在5%以内,表明用该方法计算的结果比较符合实际情况。

主要研究了全局灵敏度分析法在解决实际问题中的优点和不足,提出了基于均值和方差的多个局部灵敏度参数评价全局灵敏度,并用多属性决策机制进行灵敏度排序的双参数灵敏度分析方法。该方法克服了单一参数评价全局灵敏度的缺陷,不需知道输入变量和输出响应的分布规律,可以采用较少的数据量得到可信的结果,为复杂非线性黑箱系统参数灵敏度分析提供了新的思路,通过实例验证了本方法的有效性和可信性。

武器系统作战效能的评估具有重要意义。针对作战效能评估过程中影响因素复杂、小样本、非线性等问题,引入基于最小二乘法的支持向量机回归算法,用于作战效能的学习与预测。为了提高预测精度,引入差分进化算法进行支持向量机的参数优化选取。以地地导弹武器系统效能为例,分别采用BP神经网络算法、经典支持向量机算法与本文算法进行仿真计算,结果表明差分进化支持向量机算法可很好地实现武器系统作战效能评估,具有较好的计算精度。

为研究某型大口径机枪的地面适应性,在分析了该枪架刚度的基础上,以该机枪为研究对象,不考虑枪架的弹性变形,分析不同地面与驻锄间的相互作用,建立了机枪在不同地面射击时的稳定性理论模型。通过计算,结果表明该机枪有很好的地面适应性。对不同的驻锄结构进行分析,提出了勤务使用方面的指导意见,发现了机枪采用不同驻锄结构射击时稳定性不同的本质,并依此提出了驻锄结构优化方案。通过理论建模与对比分析,在一定程度上说明了优化方案的可行性。

以某微后坐力转膛自动炮为研究对象,在分析其结构特点及工作原理的基础上,考虑喷管推力、机构之间的运动阻力及碰撞等因素,应用动力学仿真软件RecurDyn建立了该自动炮的虚拟样机模型,并对其2个射击循环进行了动力学仿真,获得了自动炮后坐与复进过程中的机构运动特征数据,仿真计算结果与试验测试结果较为吻合,验证了所建虚拟样机的正确性和有效性,在此基础上,研究了转膛体转动惯量对滑板运动的影响规律,结果表明转膛体转动惯量的变化对滑板运动特性影响较小。仿真模型与结果可对该炮参数优化及结构改进提供理论参考依据。

针对转管武器循环射击的特点,在ADAMS中以身管运动角度为参照,运用IF、SIN、AKISPL函数编写火炮循环射击载荷表达式,实现了在匀速、变速与延迟射击等不同射击条件下的炮膛合力施加方法,为转管武器的动力学仿真施加更真实的载荷提供了有利条件。

高炮炮身固有模态对全炮的动态特性及其射击精度影响分析至关重要。针对某车载高炮炮身的结构特征和约束条件,应用Workbench软件建立了某车载高炮炮身的有限元模型,通过对其模态分析,求解得到车载高炮炮身在约束条件下的固有频率和振型。在此基础上,针对不同质量的炮口装置以及复进簧前支撑环位置对炮身模态的影响进行了仿真,进一步分析了炮身振型与自动炮射速之间的关系,为车载高炮的射击精度分析打下了一定基础。

为解决军用车辆混合动力系统高压电源的管理难题,设计了一种电力综合控制箱,并开展了基于电力综合控制箱的车辆电源管理技术研究,制定了双向DC/DC电压环和电流环并联控制方案;设计了基于DC/DC的超级电容两阶段预充电控制策略以及动力电池输出控制算法。试验结果表明设计的电力综合控制箱及其控制算法实现了对系统高压电源的统一检测及优化控制。

射击时,火炮采用的直驱技术会对射击准确性产生较大的影响。为了削减射击力矩的影响,采用了一种火炮直驱伺服系统的模型校正控制方法。以某多管并联火炮为例计算了其单管射击力矩,建立了考虑射击力矩因素的校正控制模型,并利用Matlab/Simulink对其进行数值仿真。仿真结果显示模型校正控制可以削弱射击力矩的影响,并且在短时间内达到稳定。该仿真结果为火炮直驱伺服系统的设计起到指导作用。

针对子母弹在使用过程中存在未爆弹的问题,在力求解决瞎火子弹药造成的安全隐患的基础上,开展了关于子弹药引信自失效的研究。提出了一种控制引信恢复安全状态的途径,基于转子继续转动的安全状态可恢复隔爆机构。以火箭发射的子弹药引信为研究平台,结合子弹药引信机电式自主恢复隔爆机构的相关理论,对引信机构进行改进,通过对该试验样本进行静、动态测试,并针对试验中引信机构出现的问题进行改进,使得该引信机构能够可靠地实现自主恢复隔爆功能。

随着液压技术的发展,液压缸被广泛应用于液压系统中,对于一些液压系统,液压缸刚度对其性能有较大影响。针对液压缸刚度计算,基于流体力学和流固耦合理论,给出一种考虑流体的可压缩性、固体的弹性变形及流体固体相互作用的有限元计算方法,并结合实例给出了具体的计算过程。对液压缸刚度分析和液压系统设计有一定的参考价值。

为实现8×8轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制,采用分层控制的驱动力矩分配思想,在顶层基于一种G-向量控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行修正;在中间层次基于直接横摆转矩控制的思想,实现两侧驱动力矩的合理分配;在底层采用驱动防滑控制,实现各驱动轮转矩的优化分配。基于"驾驶员-综合控制器"在环实时仿真系统进行实时仿真试验,对稳定性控制算法和车辆综合控制算法代码进行验证,仿真结果表明该控制方法能够有效抑制车辆的横向运动,提高车辆行驶稳定性。

针对大口径舰炮结构特点,将自顶向下设计方法应用于大口径舰炮的结构设计中。按大口径舰炮弹药装填路径和扬供弹方式的不同,对大口径舰炮进行了类别划分。以复合装填大口径舰炮为设计实例,进行大口径舰炮结构自顶向下设计研究。建立了某复合装填大口径舰炮的顶层骨架模型和参数化实体模型。该设计方法能够有效实现大口径舰炮定量化、参数化设计,对提高火炮工程设计效率有一定的参考价值。

针对需满足当前大量程、高射频火炮自动机运动规律的测试要求,基于相关研究并在总结自动机运动特点的基础上,提出一种大量程高射频自动机运动规律测试方法。利用一字线形激光器作为测试光源,经柱面平凸透镜一维扩束后照射到自动机运动机构所粘贴的原向反射屏上,原向反射屏随自动机同步运动。通过高速相机采集原向反射屏运动的图像序列,经图像处理获得自动机的运动规律。根据实际测试指标分析方法所涉及到的光学参数,对曲柄导杆机构一维运动规律进行测试,试验结果表明:在满足某型号火炮自动机行程为700mm,理论运动最大速度为10m/s的试验条件下,系统所测的位移和速度误差分别为0.57%和0.99%,该光路设计方案可行。

某空降型自行火炮着陆过程有车体姿态倾斜履带轮率先着地情况的发生,为了确定这样一次着陆冲击过程对履带系统关键部件平衡肘的损伤影响程度,建立了整炮的虚拟样机模型,通过对整炮虚拟样机模型进行空投着陆仿真以及同等路面行驶仿真,分别得到平衡肘上的动载荷谱。建立了平衡肘的有限元模型,对于着陆冲击时载荷较大的工况,采用应变疲劳分析方法ε-N进行疲劳寿命分析,对于行驶时载荷较小的工况,采用应力疲劳分析方法S-N进行疲劳寿命分析,通过对两种工况下平衡肘的疲劳寿命对比,计算得到这样一次着陆冲击对平衡肘的损伤影响相当于火炮在同等路面上行驶了936km。计算结果可为火炮的可靠性评估提供依据。

针对现有采用内触发方式的JGM-P400激光破片测速仪在战斗部野外静爆试验中存在误触发现象,在对静爆试验中破片过靶信号为正向脉冲信号进行理论分析和建模仿真基础上,提出了基于过靶信号脉冲宽度的自消除系统误内触发算法。通过设置合适的过靶信号脉冲宽度阈值T_S,给出内触发有效与否的判决表达式,并做算法的FPGA实现。测试结果表明:设置阈值T_S为100μs时,该算法能有效判别系统内触发是否有效,并自动消除误触发现象,保证了激光破片测速仪测得的数据正确、可靠。

针对某弹载设备数字电路因高度集成化导致电路故障难以检测的现状,设计了集分立元件检测技术和模块化功能检测技术于一体的多功能数字电路故障自动检测系统,给出了测试原理图和激励信号的程序设计,并制定了电路故障自动检测流程,设计了上位机软件。试验结果表明:系统对分立元件检测和模块功能检测均具有高精度和高准确性特点,从而实现故障部分的快速定位,降低电路的维护成本,并且保证了弹载设备的可靠性。

模化方法是指不直接研究自然现象或过程的本身,而是用与这些自然现象或过程相似的模型来进行研究的一种方法。选择合适的模化方法对原型与模型之间试验结果的匹配至关重要。在对模化方法进行简要介绍的基础上,对现有电磁轨道炮物理场、弹丸动力学、驱动电路模化方法的实现方式和优缺点进行了论述,探讨了当前电磁轨道炮模化方法的研究难点及未来可能的发展方向。目前尚未出现一种理想的电磁轨道炮模化方法可以同时进行所有物理量的匹配,因此,在实际应用过程中,根据具体需求选择合适的物理量和模化方法是目前较为有效的研究途径。