火力与底盘系统的匹配性是车载火炮整体性能的重要组成部分。在分析影响车载火炮火力与底盘系统匹配性因素的基础上,建立了车载火炮火力与底盘系统匹配评价体系,针对原有捕获薄弱环节的方法考虑不全面的问题,提出一种结合指标关联度来捕获薄弱环节的新方法。通过对某车载火炮进行实例分析,验证了新方法的合理性和可行性。

针对传统炮兵观测器材调平过程中存在的诸多不足,提出一种基于三维直角坐标转换的可对炮兵观测器材因倾斜造成的测量误差进行修正的模型。根据方向盘结构和瞄准点法赋予基准射向的特点确定合适的角度测量参数,建立器材坐标系和大地坐标系,再进行坐标转换,得出倾斜修正模型。分别用MATLAB和KeilC51编写了倾斜修正程序,通过算例将程序计算结果和Solidworks模型测量结果进行比较,验证了模型的正确性和实用性。

基于有限体积法,采用二维轴对称标准k-ε湍流模型并结合动网格分层技术,以某大口径、高射速、大质量的平衡炮为例建立了膛口流场模型,利用二维轴对称气体动力学模型来计算弹前气体及膛口流场。模拟了膛口直径为480mm平衡炮,在900m/s发射速度下的膛口流场特性,仿真结果与试验中高速录像所拍摄到的燃气比较,结果符合相对良好。分析了膛口形成的马赫盘、冲击波等发展过程;并尝试了不含初始流场时情况与其作对比,发现初始流场对大质量、高射速的火炮膛口流场具有很大的影响,不可忽略。

为了解决伺服系统电机或负载参数发生变化时对控制带来的影响,提出了一种永磁同步电动机(PMSM)的单神经元自适应速度控制方法,引入速度误差、误差的一次差分及误差的二次差分作为单神经元的输入信号,并设计相应的加权系数和学习规则,给出了单神经元实现的Simulink框图,针对PMSM的矢量控制系统,采用MATLAB进行了单神经元自适应PSD速度控制仿真及电机试验台架的试验验证,仿真和试验结果验证了该方法的可行性。

反坦克火箭筒发生横向倾斜时会影响火箭弹的射击精度,导致射击出现偏差。通过建立反坦克火箭筒的坐标系,描述反坦克火箭筒横倾前后的筒身状态,通过分析和坐标变换,得出横倾状态下射击偏差量的数学模型。利用Origin软件,计算了使用典型弹种射击时,反坦克火箭筒在不同距离、不同横倾角度下的方向和高低偏差量。通过对计算结果的分析表明,横倾造成的方向和高低偏差量,随着射击距离和横倾角的增大而增大,但是对于火箭弹的射击精度影响程度不同,高低偏差量极小,可以忽略不计,方向偏差量较大,需要进行修正。该计算方法和结论可为制定精确射表提供参考。

针对随动系统在非线性随机力矩干扰时输出信号易畸变的现象,提出一种基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略。在随动系统"三闭环"结构模型的基础上,合理设计干扰观测器与模糊前馈补偿器,对干扰力矩的不确定性误差进行补偿,经仿真试验与结果分析,与传统模糊PID控制策略相比,所提策略能更好地补偿随动系统在非线性随机力矩干扰下的不确定性误差,削弱模糊PID控制的抖振,使系统具有良好的跟踪性能与鲁棒性。

某型自行火炮在实际应用中存在目标可见但不能直接瞄准的现象,为了弥补这一缺陷,引入自动直瞄方式代替传统直瞄方式。自动直瞄方式是使用激光测距仪测量火炮至目标直线距离,结合当前身管方向和姿态,求解出大地坐标系下的炮目高差和炮目距离,采用3D弹道解算模型求解出射击装定诸元,经过操瞄解算得出调炮诸元。试验结果表明,自动直瞄方式系统反应时间短、瞄准精度高、使用范围广,能够对视场内任意目标进行直接瞄准,性能优于传统直瞄方式。

为了改善高射速转管炮自动机的动力学性能,基于正弦型加速度凸轮曲线设计理论,运用五次多项式替代正弦型加速度规律对曲线槽过渡段进行优化设计,并基于MATLAB软件计算出优化后的凸轮曲线槽理论方程。然后利用ADAMS建立6管转管炮自动机虚拟样机模型,模拟其在6000发/min的射频下的动力学性能。计算结果表明,滚轮与凸轮曲线槽间的接触力平均降低了1.15kN,同时机芯组加速度平均降低了105m/s2,转管炮自动机的动力学性能也得到显著改善。

动态电感在弹载爆磁压缩发生器的设计计算中具有举足轻重的地位。为了解决动态电感的计算问题,将镜像电流模型运用到了某弹载爆磁压缩发生器的电路参数计算中,并进行了详细的推导,编写了一个弹载爆磁压缩发生器动态电感的数值计算程序。代入设计数据计算后,获得了电感变化曲线,分析得出了发生器运行过程中电感变化的阶段性特点,为下步优化设计及试验提供了依据。

针对遥控武器站的技术需求,提出设计一种新型发条簧式平衡机,根据武器站俯仰部分重力矩的变化规律,利用发条簧和变径轮相结合的理念进行平衡机的计算与设计,使用MATLAB软件计算发条簧的设计参数和变径轮的半径变化曲线,并利用UG软件作图确定平衡机的结构方案,探讨了发条簧式平衡机的工作原理和安装调试方法,对轻型遥控武器站的工程设计具有一定的技术参考价值。

针对回收式弹载记录仪在硬着陆瞬间因高冲击会使记录仪扭曲变形而导致内部电路损坏失效的问题,提出了一种抗高冲击的双层壳体复合防护结构。结合先验数据模拟仿真记录仪硬着陆侵彻受力过程,确定垂直侵彻记录仪承受最大冲击过载,以此为基础设计落锤冲击试验研究双层防护壳体对高冲击过载能量传递的衰减特性。试验结果表明在瞬时冲击过载峰值小于25000g时,双层壳防护结构能有效衰减冲击能量,吸能效果可达50%,可以保护内部电路安全。

在分析国内外以火药为能源的火炮动态后坐技术现状的基础上,设计了置于火炮炮口处的火炮动态后坐发生装置。以某型地面火炮为例,建立了该方法的内弹道计算模型,并进行了内弹道方程组的诸元解算,并以某型地面火炮炮身为研究对象,基于有限元仿真软件ABAQUS对火炮动态后坐过程中的火炮身管进行了有限元仿真,同时也进行了多次以火药为能源的火炮动态后坐试验。仿真和试验结果均证明,结构设计合理、可靠,满足火炮动态后坐性能检测要求。

为改进调炮精度测量系统,对单全站仪调炮精度测量系统进行数学建模,采用蒙特卡洛法进行测量精度分析,并在数学模型中修正了测量过程中影响测量精度的主要因素。其测量不确定度与双经纬仪调炮精度测量系统进行了基于蒙特卡洛法的MATLAB仿真计算比较。其仿真结果表明,单全站仪测量系统满足布站距离要求时,测量精度优于双经纬仪调炮精度测量系统,且单全站仪系统操作工作量仅为双经纬仪系统的一半,极大地简化了操作,提高了效率,在调炮精度测量中具有良好的应用价值。

为提高弹丸对陶瓷复合装甲的侵彻威力,在30mm制式弹弹头部采用增韧Tc材料,并与制式弹进行对比。采用DOP试验方法,结合冲击动力学理论和陶瓷材料特性,研究了2种不同结构弹丸对陶瓷/A3钢复合靶的穿甲效应,重点分析对比弹头材料、结构对陶瓷/A3钢复合靶的穿甲效应的影响。在相同条件下,对制式弹和Tc复合弹对A3钢板的侵彻孔径、深度,以及侵彻后弹芯剩余质量进行了对比分析。采用ANSYS/LS-DYNA进行模拟仿真,模拟结果与试验结果基本吻合,结合仿真结果,从弹芯剩余质量上对弹丸的侵彻能力进一步分析,Tc复合弹对弹芯保护的效果明显,为陶瓷材料应用于其他战斗部提供依据。

对舰炮随动系统控制信号进行了分析,采用目标现在点坐标作为火控系统射击诸元对舰炮随动系统输入控制信号进行仿真;对负载扰动力矩进行了系统分析,提出了简化的扰动力矩模型,解决了舰炮在射击、摇摆等状态下扰动力矩及转动惯量的模拟问题。该方法以舰炮随动系统作战使用环境为基础,对舰炮随动系统输入端控制信号及输出端负载扰动信号进行了全面仿真、模拟,使仿真试验更接近实战状态,提高了仿真试验的有效性。

针对以往研究中状态维修的关键环节,剩余寿命预测不能更新的问题,提出一种融合贝叶斯方法的神经网络退化预测模型,实现利用实时传感信号动态预测轴承的剩余寿命分布。检验结果表明,该模型对轴承的剩余寿命预测比较精确。基于更新的剩余寿命分布,建立了以费用率最小为目标的轴承状态维修优化决策模型,求解得到最优的轴承预防性更换时间。

针对弹炮结合自行防空武器多个型号项目的总体研制过程中,遇到弹炮结合的匹配性、适应性、综合性3个共性问题,在结合研制的实际情况以及大量的试验数据的基础上,采用系统归纳总结拓展的方法,对弹炮结合过程中弹炮火力空域和探测空域的匹配问题,弹炮设备结构融合适应问题,弹炮两种火力的操作控制的综合问题做了分析研究。总结出了弹炮火力及探测空域的匹配公式,弹炮结构和操作控制融合适应性、综合性的措施,可对弹炮结合自行防空武器的研制提供很好的参考和帮助。

车辆地面力学的研究主要目的是利用理论分析和试验的方法来预测和分析车辆的行驶阻力、越障能力、振动问题以及车辆的优化设计等。选择合适的理论模型或者研究方法对于分析车辆和地面相互作用的相关问题的正确性和经济性都至关重要。在广泛查阅资料和项目研究的基础上,从研究内容、发展概况和研究方法三个方面综述了车辆地面力学的研究现状。针对目前研究所存在的一些问题,从研究方法、理论模型和土壤参数的获取出发提出了一些探索性的研究方向,对车辆地面力学的进一步发展研究提供有益参考。

电枢作为电流和电磁力的载体,在电磁轨道炮中起着将电能转换为弹丸动能的关键作用。通过对国内外电磁轨道炮电枢资料的搜集分析,论述了不同类型、形状的电枢和轨道炮一体化弹丸的研究进展。结合电枢技术特点及其发展趋势,提出了以电磁轨道炮实用化为应用背景的一体化弹丸对电枢的要求及其研究方向。