电磁轨道炮在发射时,轨道和电枢均处在强电磁场中,电枢和轨道局部处在高温和高压力作用下,且各物理场间相互耦合作用。分析轨道在耦合场作用下的温度分布和应力分布是十分重要的。在分析了电磁轨道炮发射状态下的电磁场、温度场和机械场的多物理场条件的基础上,给出了相应的控制方程,建立了铜基复合型轨道在发射状态下的电磁、热、机的耦合场的三维计算模型,计算了发射状态下复合轨道的电流密度分布、温度场和应力场,分析了轨道基层、轨道复合层以及电枢温度分布的特征,讨论了影响轨道内侧表面应力分布的因素。

为了减少单级磁阻线圈发射器仿真过程中仿真试验的任务量,将正交试验法和仿真分析有机结合。正交试验法能够用少数组合搭配均衡表示全部试验,利用正交表设计驱动线圈参数优化仿真试验,从全部27组试验中选出具有代表性的9组进行有限元分析,根据仿真结果选出最优的参数进行试验验证。结果表明:正交试验法可以应用于单级磁阻线圈发射器的仿真分析,仿真分析结果为今后的单级磁阻线圈发射器提供参考依据,也为多级磁阻型线圈发射器的仿真分析提供了新思路。

为了研究土壤材料和方向角对轻型榴弹炮发射动态特性的影响,通过将榴弹炮放置在两种不同材料的土壤上进行有限元建模,在不同方向角下进行全炮瞬态动力学分析,得到了全炮的后坐运动特性、炮口振动特性和前座盘跳高,仿真结果为方向角和土壤材料对于牵引榴弹炮的动态特性的影响提供了重要的参考。

针对自行高炮在实弹演习、遂行防空、阵地防空等情况下,实现对特定方位禁止/允许火炮射击的自动、可靠控制,保证该区域人员、物资或保卫目标的安全,提出火炮发射安全区射击安全控制方法,即基于综合控制软件实现发射安全区快速设置,以及实时检测自行高炮炮塔方位角和航向角并判断自行高炮炮管绝对方位值是否超出预设发射安全区范围,根据判断结果驱动连锁控制电路实现非发射安全区自动禁止射击功能,从而提高了自行高炮系统使用安全性。

为了解决转膛式武器所存在的闭气问题,通过三维建模软件建立闭气活塞、闭气环、身管及弹仓三维模型。根据内弹道公式计算试验样机测得的相关数据,计算所得的膛压作为闭气活塞压力载荷。利用有限元分析软件ANSYSWorkbench分析在不同非线性材料闭气环条件下的闭气活塞运动特性和闭气面上的闭气压力特性。根据分析闭气活塞的刚柔耦合模型所得到的结果,选择闭气环的材料,为转膛式武器的闭气环设计提供依据。

为掌握某型自行火炮在几种典型软土地面上的行驶与射击动态响应规律,探索前轮车辙对后轮的影响,基于多体系统动力学软件ADAMS和有限元软件ABAQUS,建立自行火炮刚柔耦合行驶与射击动力学模型。使用soft-soil轮胎模型,考虑各种土壤的弹塑性、承压特性、剪切特性和轮胎变形等因素,全面分析火炮行驶与行进间射击关键位置的动态响应,得到相比于不考虑前后轮车辙影响的区别和特点。获得更加真实的考虑了地面环境的结论,进一步为作战地面参数化构建技术以及车辆振动干扰研究等提供参考依据。

为自动机改进设计所需的动力学仿真提供仿真模型重用及快速更新的方法手段,运用MSCADAMS的二次开发功能建立自动机动力学仿真快速建模模块,该模块包含模型传递、接触关系自动建模、载荷自动加载及处理、仿真结果快速查看功能,能够针对不同型号的自动机进行动力学仿真模型的快速建立,提高自动机动力学仿真的建模效率,有利于缩短产品开发周期、降低产品开发成本。

采用粗糙集与BP神经网络理论相结合的方法对作战数据质量进行了评估。在评估模型构建上,分析了影响作战数据质量的多种因素,确定了评估指标体系,组建了作战数据质量评估元及评估网络,构建了六元组评估模型。在作战数据质量评估上,利用粗糙集理论对评估指标信息进行了约简,利用BP神经网络理论对作战数据质量进行了评估。通过数据分析,结果显示该方法评估误差小,方法简单、实用。

为实现旋转药室可靠闭气,平稳、快速开锁和闭锁的目标,设计了一种新型的导气式旋转药室自动机结构,使用微分方法对开闭锁曲线槽进行了设计。应用ADAMS动力学仿真软件对该自动机结构进行了动力学特性分析,机构运动平稳,动作可靠,一个自动循环用时0.33s。仿真结果表明该自动机在原理上是可行的,具有一定的参考价值。

针对某轻型牵引炮下架的减重设计,建立了火炮下架结构在3种典型射角工况下的有限元模型,通过计算分析可知,下架最大应力及变形较小,减重空间较大。受到传统的分层序列优化方法的启发,提出了改进的分层序列优化方法,以实现下架多工况减重设计。详细阐述了下架在3种工况之间的分层序列方法及各个优化层次之间的约束条件的传递方式,利用拓扑方法,获得最佳材料分布,最终的减重设计效果验证了该方法的有效性。本策略对多工况下工作的架体减重设计具有通用性。

提出了一种气体冲击试验方案,用来模拟燃气发生器产生的压力载荷环境,使用集总参数对初容室内压力曲线进行编程计算,验证了方案的可行性并确定了相关的参数。在分析各参数影响的基础上对建成的试验系统进行了5次调试,经过调试,初容室内压力曲线与目标曲线基本一致,表明气体冲击试验方案能够很好地模拟燃气发生器产生的压力环境。

针对某次膛炸事故,从经典内弹道和一维两相流内弹道两个方面建立了弹丸卡滞的内弹道数学模型,并进行了计算与分析。经典内弹道计算结果认为,在弹丸发生卡滞时刻,大部分发射药已燃烧,膛压曲线处于下降阶段,弹丸卡滞后,膛压虽有一定程度的上升,但膛压上升幅值并不大。一维两相流内弹道计算结果认为:弹丸卡滞时,膛底压力明显处于下降阶段,而弹底压力则在峰值附近,当弹丸突然停止运动后首先引起弹底压力骤升,上升幅值超过50%,压力波从弹尾向膛底传播引起膛底压力上升,压力波到膛底后反射,又向弹底传播,形成膛内压力的剧烈震荡,且压力波整体上呈振荡收敛趋势。

依据多年积累的30mm小口径火炮鉴定试验、工厂验收试验和延寿试验测试数据,以其中有代表性的典型身管为例,给出了小口径火炮验收试验方法和检测方案,分析了小口径火炮镀铬身管初速、射弹散布、内膛尺寸和内膛表面等关键身管性能参数的退化规律,揭示了镀铬身管内膛烧蚀磨损机理,为小口径火炮的验收、使用和和健康管理提供了可靠的依据。

火炮身管内压力大小及其分布是重要的内弹道参数,准确、可靠地获取火炮膛内压力参数是动态测试领域的难题。简单介绍了多种测试膛压的方法,重点分析了放入式电子测压器的测试精度,提出了对实测膛压曲线进行积分、计算得到弹丸炮口速度的方法;与测得的炮弹初速进行对比分析,针对膛内压力场分布的不均匀性,提出了固定放入式电子测压器的测试方法。

周视瞄准镜的技术指标误差限主要是预先设计或工厂检验的经验估计,若按此误差限进行计量合格判定,无法确认其测量能力满足靶场鉴定试验的质量管控要求。根据测量过程能力理论,以测量标准代替试验中的被测对象,用校准过程近似试验中的测量过程,给出了基于历史计量校准数据评定误差限的方法。通过初步验证,并与原误差限对比分析,按新误差限进行计量合格判定,可以更好地确保正常测量的过程能力受控。

存储测试仪是火炮发射过程中动态参数测试的首选装置,在使用中往往面临恶劣的测试环境,其可靠性是影响测试结果的关键因素之一。通过分析恶劣环境因子对存储测试仪输出的影响,分别从电路模块、电池和防护壳体几个主要部件进行失效模式分析,并针对性地提出了提高其可靠性的有效方法,详细说明了真空灌封的工艺流程,对存储测试仪的可靠性设计有一定的价值。

针对装甲装备自动装弹机故障率高、原因复杂的情况,结合Petri网理论提出一种基于云模型和故障Petri网的旋转输弹机故障分析方法。改变以往通过专家评价和人工经验来设置参数的传统做法,提出基于云模型的模糊token值初始化方法;基于相关文献对正反推理算法进行研究,实现对自动装弹机的状态评价和故障原因诊断;以旋转输弹机为例,结合其具体构造建立对应IFFPN故障模型,通过部分故障数据和相关模型的推理,验证故障分析方法的有效性。

超空泡减阻技术作为一种革命性减阻技术,应用于火炮武器领域后,可使火炮武器系统具备水下作战能力。通过分析国外超空泡射弹火炮武器的发展现状,对超空泡射弹火炮武器反水雷作战的技术优势及其应用前景进行了探讨,分析了超空泡射弹火炮武器研制过程中的关键技术。超空泡减阻技术将实现火炮武器水下作战跨越式发展,对未来水下近程防御作战方式和装备发展产生革命性作用。