为研究制退活塞与制退筒之间的间隙密封效能,以节制杆式制退机为研究对象,通过Fluent流体仿真软件对制退活塞与制退筒之间的高压间隙密封进行了仿真分析,得到了制退机工作腔的液体泄漏率与进口压力之间的关系,并分析了5种不同形状的环形密封槽对间隙泄漏量的影响,得到了倒梯形密封槽密封效果最好的结论,并得出影响密封槽内涡流大小与高压射流流向的重要原因是密封槽壁面与射流的方向。研究结果为制退活塞间隙减小泄漏的设计提供了一定的理论基础。

为了准确对多孔发射药高低压室内弹道进行仿真计算,对高低压室内弹道的主要方程进行推导,建立了多孔发射药高低压室内弹道仿真模型。应用该模型对某40mm低速榴弹内弹道进行仿真计算,获得了燃气压力、弹丸速度、弹丸过载等内弹道性能曲线。通过计算值和实测值一致性比较,验证了该数学模型的正确性,为多孔药高低压室发射装药结构设计提供了理论依据。基于Simulink仿真计算的方法,为可靠计算复杂的高低压室内弹道方程提供了一种简便的途径。

为了对线膛身管在发射过程中导转侧力作用下产生的轴向动力响应进行分析,利用分离变量法求解了匀速移动载荷作用下杆的轴向动力响应控制方程,研究了杆的自由端运动位移和速度随时间的变化关系以及随载荷移动速度的变化关系。载荷移动过程中,自由端产生静止和匀速运动两种运动状态;自由端运动状态发生变化的时刻依赖于杆弹性纵波的传播速度;在自由端做匀速运动的时间段内,自由端的运动速度随着载荷移动速度的增大而增大,同时结合弹性波特征线理论解释了所得结果产生的原因。所得结论对膛内运动过程身管振动响应研究具有一定意义。

针对榴弹炮车射击工况下底盘结构的疲劳耐久性问题,采用基于实测载荷的结构耐久性分析方法,实现对底盘结构的疲劳寿命分析。疲劳寿命分布结果表明,车架结构在火炮发射后坐助力的反复作用下有疲劳风险点。对风险点处的结构进行加强,并对强化后的车架结构分别进行了耐久仿真和试验验证,结果表明强化后的结构能够有效改善车架结构的性能。从载荷采集、多体动力学分析、载荷谱迭代与分解、疲劳仿真分析、结构优化等方面对车架结构在射击工况下的耐久性问题予以解决,对工程实际具有指导意义。

以智能武器站这种适应未来战场以人在环路遥控为主并具备一定自主能力的新型武器系统为研究对象,提出一种基于云模型的性能评估方法。分析了智能武器站的概念内涵、组成结构和功能特点,构建了系统的性能评价指标体系,通过灰色关联分析法确定系统指标权重,运用云评估方法建立智能武器站性能评价云模型,最终通过仿真计算得出评价结果。以智能武器站远程控制单元为例进行了计算,结果表明,该评价模型能够有效进行性能评估且评估结果可靠,为智能武器站性能评估提供了一种有效的方法和途径。

为了提高倾斜发射平台的总体性能,提出了一种瞄准机构多因素耦合精度分析方法。针对倾斜发射平台的承载传力结构,并根据坐标变换原理,推导出瞄准角度计算模型,分析确定水平传感器、起竖回转传感器、结构变形、间隙等影响因素,计算瞄准机构综合精度。根据许用地面不平度,分析对发射横滚角的影响。使用水平传感器、起竖回转编码器精度数据,分析对瞄准精度的影响趋势。根据各影响因素的概率密度和精度范围,分析计算瞄准机构的综合误差及其对应的概率密度。研究结果表明:通过建立瞄准机构精度分析模型,能够准确分析瞄准机构瞄准误差值,达到在方案设计阶段精确评估瞄准精度的目的,进而指导整车结构设计及传感器选型,实现最优的总体方案。

目前指控系统评估存在手段老化、评估准确性差、不贴近战场的问题,基于系统论的思想,构建了C4ISR体系作战能力评估指标,凝练出作战过程中的5种核心能力:信息支撑能力、指挥控制能力、协同作战能力、信息传输能力和系统保障能力,分析了各种能力之间的关联关系;基于Lanchester方程构建了C4ISR体系作战能力评估数学模型,实现了系统作战能力的量化。设计了战斗实例模型,仿真验证了本评估模型能较好地实现对整个作战过程作战能力的评估。

侦察信息是进行目标毁伤效果评估的基本依据,对战场信息的高效利用是进行目标毁伤效果评估的有效途径。对侦察信息的预处理及可信度分析,为目标毁伤效果评估奠定了信息基础。通过目标功能毁伤分析,以及模糊综合评判法,实现了对目标各单项功能的毁伤分析以及目标总体毁伤效果的评估分析。目标的功能分析、功能毁伤分析,以及基于模糊综合评判的目标毁伤效果综合评估分析,为有效利用战场信息资源评估目标的功能毁伤以及目标的总体毁伤效果提供了一种可借鉴的方法。

针对舰炮制导炮弹射击效力分析中解析法难以给出准确表达式的问题,提出了一种基于过程仿真的制导炮弹射击效力分析方法。对舰炮制导炮弹在飞行过程中的误差因素进行分析;结合其工作特点和原理,建立了制导炮弹外弹道仿真模型;在此基础上利用蒙特卡洛法开展仿真,计算得到误差综合作用下的射击效力并量化分析了弹道风、定位误差、气动系数误差和火箭推力误差对射击效力的影响。结果表明:定位误差是影响舰炮制导炮弹射击效力的主要因素,该研究可为舰炮制导炮弹相关技术参数设计和系统精度研究提供参考。

集装弹药投射系统是应陆军步兵分队作战需求提出的一种近距离面杀伤武器系统,其军事需求在步兵实战化武器系统体系的构建中地位显著,它应步兵阵地攻防实战打击的特点和需求应运而生,以近程攻击覆盖、反冲锋扼止为作战目的,实现步兵阵地攻守的火力打击面杀伤,是近距离步兵压制战术的有效手段,实战应用将彰显步兵分队近距离作战协同的高效战场控制能力,提升我步兵战斗班组对敌集群目标、步坦协同、堑壕遮挡的有生力量给予有效杀伤的能力,列装陆军步兵分队将产生一定的军事应用价值。

针对舰载火箭炮在瞄准过程中,高低机不仅要克服火箭炮起落部分自身负载所产生的阻力矩,同时还需克服由于舰船摇摆导致火箭炮起落部分所产生的惯性力矩的特点,系统分析了高低机瞄准过程的负载力矩,分别采用概率法和仿真分析法对高低机静态和动态传动误差进行了研究,并推导了高低机的负载力矩及传动误差计算公式。结合实例计算结果,分析了高低机负载力矩各组成部分的权重及影响因素,对比分析了传动总误差与实测传动误差值,验证了公式正确性,研究结果可为舰载火箭炮总体设计、部件设计、高低机可靠性和安全性评估以及分析高低机对火箭炮稳瞄精度的影响提供参考。

为进一步减小某型狙击榴弹发射器的后坐力,对其膛口制退器开展优化设计。针对膛口制退器的腔室结构参数确定各改进方案并计算了制退效率;根据武器气体动力学理论计算了不同边道孔角度制退器的制退力,将制退力数据添加到虚拟样机仿真模型中并进行了仿真分析,根据武器各部件的运动曲线确定了腔室角度为120°的设计方案为优选方案;对优选方案进行了实弹射击实验,制退效率实验结果与理论计算误差均小于5%,误差在允许范围内;该膛口制退器腔室角度增大到120°可使制退效率从14.7%提高到27.0%,后坐力峰值降低13.6%,后坐冲量减小6.3%.结果表明:膛口制退器腔室角度增大到120°可有效提高制退效率,有效减小后坐力。

在分析转管武器后坐复进运动受力的基础上,作出合理简化和设定,建立后坐运动微分方程,创建仿真计算模型。将缓冲装置的主要特征参数刚度k、阻尼系数c和预压力F_0确定为设计变量,进行参数优化,设置合理的约束条件,并给出目标函数,进行优化设计仿真,得出使后坐阻力最小的一组参数,从而指导缓冲装置的具体结构设计。

研究设计了一种多电机协同控制下的单体-链式自动化弹仓控制系统。系统以伺服驱动器为控制中心,通过CANopen协议与PLC通信,实现自动化弹仓的精准位置控制。采用驱动器自编程控制方式,省去CANopen配置运动参数过程,使得总线数据量大大降低。运用CANopen事件驱动异步传输通信,实现PLC由循环扫描通信到中断处理的跃变,提高系统可靠性,为复杂控制系统设计提供了参考。

在基于激光位移传感器测量火炮身管内径的测试系统中,通过控制步进电机带动激光位移传感器进行非定心测量并绘制出身管内径实际轮廓和标准圆,以此作为判别身管内壁磨损情况的依据。研究发现该算法在实际应用中可能存在因结构装配而导致的系统误差,同时由于算法逻辑较为复杂而易造成计算疏漏。对此,提出了一种水平台校准测量的方法对可能存在的系统误差进行补偿,并改进算法逻辑结构以简化计算过程,实现了对原算法的优化。

以激波消声机理为理论基础,采用试验研究与仿真分析相结合的手段,进行了高炮用炮口消声器的设计与研究;采用多腔室消声碗结构,使火药燃气在消声器中产生激波而损失能量,达到降低炮口压力,实现降低炮口噪声的目的。通过仿真分析、试验验证,结果表明:安装消声器(内径为Φ50mm光孔)后,在436m处,火炮噪声比光膛口时降低了18.34dB,对高炮安装炮口消声器的研究具有一定的指导意义。

介绍了一种适用于高炮自动机位移测试的拉杆式电涡流位移传感器,分析了高炮自动机位移测试的特点与难点,指出了拉杆式电涡流位移传感器与差动变压器式位移传感器(LVDT)的区别,并介绍了拉杆式电涡流位移传感器的工作原理与组成、关键技术参数与规格、传感器配套放大器的电测法校准、传感器的实验室动态校准以及靶场应用情况。

为保证高炮侦察系统竞标试验的公平性,建立了标准坐标系,将目标坐标的标准值数据、被试品数据变换到标准坐标系,统计出标准坐标系下的测量精度,并确定了标准坐标系下精度和被试品坐标系下精度的变换关系。基于上述变换,建立了通用的测量精度数据处理方法并编写了通用程序。应用在某型高炮侦察系统竞标试验的13种侦察系统中,测量精度试验结果表明,此方法可通用于目标指示雷达、搜索雷达、跟踪雷达、光电跟踪分系统的测量精度检测,满足竞标试验的公平性需求,亦可应用于鉴定试验。

装甲装备战场巡回抢修受到战场环境、时间、资源等多类因素制约,按照经验选择抢修任务和巡回抢修路线不利于提高决策科学性。为解决这一问题,基于装甲装备战场巡回抢修的流程分析,考虑装备现地抢修的需求,构建了装备战场巡回抢修模型,以抢修任务数量、抢修耗时等构造了综合决策指标,提出了巡回抢修决策优化模型。通过案例分析,检验了模型的适用性和有效性。

复杂部件组成的各部分按照各自独立的预防性维修工作进行保修,会频繁地组织开展预防性维修,费用花费较大,并且浪费较多时间。为了降低二维保修期内复杂部件保修费用,将复杂部件的预防性维修工作进行组合优化,建立费用模型。通过引入算例,利用MATLAB进行求解,证明相对于没有进行预防性维修工作的组合优化,提出的优化模型可以大大降低复杂部件二维保修费用。

为研究导弹预警反击作战体系后勤保障能力评估问题,构建导弹预警反击作战后勤保障能力评估指标体系,建立基于置信规则库的后勤保障能力评估模型。针对置信规则库随着底层指标增多而出现组合爆炸的问题,提出基于并集假设的置信规则库评估模型。研究结果表明:基于置信规则库的后勤保障能力评估方法能够有效处理作战体系后勤保障能力评估面临的信息不确定性以及指标类型多样的问题;基于并集假设的置信规则库评估模型不但能够减少置信规则数量,降低优化复杂度,还能够避免在多层指标聚集过程中产生的差异信息衰减,从而得出具有较高辨识度的分析评估结果。