火炮射击过程中身管内膛多物理场载荷环境是研究身管寿命的前提。为准确获得射击过程身管内膛载荷环境,基于静态拉伸及Hopkinson压杆试验,研究身管材料在不同应变率及温度下力学性能参数的变化规律。以此为基础,建立射击过程内膛燃烧与传热的数学模型及弹丸身管耦合非线性动力学模型,获得身管内膛温度及应力场。结果表明:身管材料性能随着温度的升高急剧下降,在800℃时屈服极限约100～200MPa左右。在挤进过程中身管起始部的最高温度为1405.7K,应力幅值接近470MPa,摩擦速度小于50m/s.分析结果加深了对身管材料性能及射击过程内膛多物理场载荷环境的认识,可为身管寿命的研究提供载荷输入。

针对全方位、立体化城市作战所面临的目标复杂多样、威胁评估困难等问题,提出一种面向城市作战的目标威胁排序方法。该方法结合城市作战的特点,建立了完善的目标威胁评估指标体系,通过模糊评价语言和隶属度函数方法对指标进行量化处理,利用格拉布斯准则和灰色关联度相结合的方法对威胁指标进行赋权,并采用TOPSIS法对不同目标的威胁程度进行排序。通过多目标威胁的实例分析,验证了该方法的合理性,表明该方法可以为城市作战智能化精确打击提供有效的决策依据。

针对某轻型高机动平台悬挂系统,采用集总参数识别方法获取了悬挂系统振动阻尼特性参数,研究了连发射击载荷下圆柱弹簧悬挂系统平台的振动特性,结合射击试验车体姿态测试,验证了计算模型的准确性。针对圆柱弹簧刚度不可调、车炮匹配性不佳的特点,研究了油气悬挂的刚度特性对车体扰动的影响,油气悬挂刚度经过优化后可以大幅度减小火炮射击时车体的扰动,从而实现车炮匹配优化。构造了模拟射击线稳定的补偿力矩,在补偿力矩作用下该高炮可满足射击密集度指标要求。对悬挂特性匹配优化后的武器系统进行了射击试验,以验证优化改进措施的有效性。

介绍了一种新型液固混合介质缓冲器,具有行程短、非线性刚度和对冲击环境适应性强的特点,将其应用到转管武器缓冲器中,可有效减小武器的后坐力。以某23mm转管炮为例,设计了一种空心橡胶小球和液压油组成的液固混合介质和液压阻尼器串联的高效缓冲器,通过求解转管炮后坐运动微分方程,研究了转管炮在高射频连发时的后坐运动特性,并对混合介质中橡胶球数量、弹性模量以及液压阻尼对后坐特性的影响进行了分析。结果表明,该缓冲器能有效减小转管武器在射击时的后坐阻力,且在40连发过程中后坐阻力和后坐位移变化平稳,通过控制混合介质参数的变化,可以获得较理想的后坐位移和后坐阻力值。

针对小区域防空作战的特点,分析了防空武器对空情信息的处理流程,研究了航迹滤波、航迹关联和航迹融合算法。采用三阶最小二乘算法对航迹进行滤波处理,完成航迹的时空配准;采用模糊聚类的方法进行航迹关联,并提出了解决关联多义性的处理方法;采用序贯式融合算法完成航迹的融合。仿真结果表明,该空情信息处理法方法具有关联正确率高、融合精度好的优点,在小区域防空作战中具有潜在的应用价值。

以某高射速舰炮的典型小坡度坡膛结构为研究对象,基于非线性有限元方法对不同坡度下弹带挤进力进行了分析。针对弹带在挤进过程中挤进力变化复杂,难以定量计算的情况,提出通过引入"修订系数"的方法将弹带挤进膛线的过程考虑在内弹道计算中,采用将试验数据与理论计算数据拟合的方法得到了不同坡膛坡度下的修正系数,最终形成了考虑挤进过程的内弹道数学模型。依据该数学模型,对不同坡膛坡度对内弹道性能的影响进行了对比分析。结果显示:小坡度坡膛结构减小了挤进合力,降低了最大膛压,有利于减小坡膛磨损、提高身管寿命和改善火炮与弹丸受力状态,从而说明了该型速射炮采用小坡膛设计具有一定的合理性。

火炮射击时大量火药燃气从炮口制退器侧孔喷出,由于火药燃气通过各个侧孔的能量是递减的,因此研究炮口制退器第1排侧孔参数对身管后方超压的影响具有重要的军事应用价值。以125mm坦克炮为背景,基于二维非定常Navier-Stokes方程,结合高精度AUSM+格式及结构化动网格技术,在实验验证基础上从速度场、压强场及特征涡旋等方面综合分析了膛口流场的动态特性,研究了侧孔参数对炮口制退器流场结构及超压的影响规律,结果表明侧孔处冲击波球面的方向主要受侧孔孔径的影响,而侧孔处二次冲击波方向主要受侧孔倾角的影响,此外随着侧孔倾角及孔径的增大,身管后方的超压峰值均下降,而膛口截面上点的超压峰值呈现出相反的规律。

输出推力峰值和机械效率是导弹电磁弹射器驱动直线感应电机的重要性能指标。驱动电机的极距、初级槽形尺寸、绕组线圈匝数、次级尺寸和电磁气隙等对其都会产生影响。将这些参数作为变量,以驱动电机输出推力峰值、机械效率以及推力与机械效率之积作为目标函数,基于遗传算法对弹射器驱动电机的一个供电段进行参数优化,对比分析不同优化结果电机的性能优劣,通过二维有限元仿真对优化结果进行验证。结果表明:在驱动电机激励源为恒压源且供电频率不变的情况下,以推力效率乘积为优化目标进行优化的效果较好,优化后的推力峰值和机械效率分别提高了56.7%、24%,推力输出稳定,驱动电机性能得到明显改善。

针对迫击炮前装填自动化程度低的问题,设计了一种装填速度快、可靠性高、适装性好的迫击炮自动前装填机构。建立了自动前装填系统动力学仿真模型,验证了设计方案的可行性,对装填机构进行了参数优化,增加了止反机构,得到了合适的同步带速度。不同射角下的仿真结果表明,随着射角的升高,弹体在夹持平动过程的振动和对中过程及重力落弹时的冲击都随之减小,装填机构在高射角下显现出更高的稳定性。

随着精确打击武器系统的不断发展,目标毁伤效果评估的要求更高、难度更大。针对集群火炮火力打击目标区域后毁伤问题,设计了基于图像感知的目标毁伤效果建模系统,将激光雷达挂接于无人机飞行平台,通过扫描目标区域图像信息,解算获取目标区域的激光点云数据,而后应用激光点云与倾斜摄影融合技术、三维彩色激光点云处理技术、海量时空数据组织管理与可视化技术和三维建模技术等技术手段,对激光点云数据进行筛选、平滑降噪、特征提取、勾画模型等处理,实现目标毁伤效果三维建模,获取目标三维毁伤近似体积参数信息,清晰直观地展示在计算机上,为支撑基于图像感知的目标毁伤效果评估奠定基础。

针对炮口测速装置初速测量精度受测速基准设备(天幕靶、初速雷达等)、火炮技术状态、试验方法与数据处理方法等因素影响较大的问题,从天幕靶的测速可靠性、火炮后坐速度的一致性、转管炮射速的不稳定性、火炮车体振动及数据剔除方法等方面进行分析与研究,提出了一种相对科学合理的炮口测速精度考核试验方法。该方法是以较高精度的天幕靶作为其基准设备,利用改进的均方差公式进行数据合格性检验判别,经试验验证,具有一定的可操作性,可指导相关产品的精度考核。

利用Maxwell建立了圆膛四轨电磁炮三维模型,对圆膛四轨电磁炮膛内磁场的径向分布特性及其弹载电子头的磁屏蔽设计进行了三维有限元分析。研究发现:电枢前端磁场具有径向衰减迅速、膛内中心磁场强度较低的特点;在157kA电流激励下,电子头位置处磁场峰值可达到0.53T;且强磁场主要集中在电枢前端考察面对角线位置前40mm处。在此基础上,对单层导磁材料屏蔽和多层材料组合屏蔽方案的屏蔽效果进行了比较分析,并根据智能弹药电子头的结构特点,对屏蔽体顶部通孔形状的影响进行了重点讨论,确立弹载电子头磁屏蔽体的优化设计方案。研究表明,优化后的屏蔽体底部磁场强度为0.592mT,圆孔中心磁场强度为0.004mT,平均屏蔽效能46.5dB.

电磁轨道炮在发射过程中,轨道因受电磁力影响产生的扩张量会使枢轨间产生间隙,造成轨道电弧烧蚀,影响轨道寿命。为实现轨道动态扩张量的精确测量,对反射式光纤技术进行研究。根据反射式光纤工作原理分析了光强调制特性函数,利用反射式光纤传感器进行了静态测量实验。结果表明,该反射式光纤传感器性能稳定,绘制的曲线变化趋势与光强调制特性函数分析一致,在2.4mm范围内线性度可达0.5%,拟合出曲线公式,适合电磁轨道炮轨道动态扩张量的精确测量。

针对某舰炮瞄准装置ZL205A底座在使用过程中,在射击时的冲击振动下出现断裂故障,利用ANSYSWorkbench仿真平台进行有限元分析校核,采用金相显微镜、环境扫描电子显微镜、全谱直读等离子体发射光谱仪、透射电子显微镜等设备进行理化分析检测,查找断裂原因。根据有限元分析校核结果和理化分析检测结果,结合装备实弹射击试验验证情况、海上试验验证情况和装备专项环境试验验证情况,全面考虑底座的选材、铸造质量、防护措施、使用环境条件和维护保养状况,得出底座断裂的原因为:底座材料ZL205A具有晶间腐蚀敏感性,底座铸件存在缺陷,因防腐措施不到位、使用环境条件恶劣和维护保养困难等多种因素综合作用,导致底座腐蚀,最终出现断裂。

装甲装备观瞄系统构造机理复杂,独立信号极少,多数信号相互作用且存在相对性的情况,为了改变单一信号在评估工作的困难性以及多信号在评估过程中的叠加现象,建立了基于层次分析融合灰色理论的状态评估模型。以某装甲装备观瞄系统为研究对象,对观瞄系统故障指标进行层次分解并根据定性指标和定量指标的性质不同进行指标分类,借助灰色理论将各信号指标分别建立灰色关系,解决因为多信号叠加产生的灰色关系;对测试数据进行统一标准化后利用改进的层次分析法客观准确地计算出各层信号指标的权重,最后通过灰色评估权重对观瞄系统运行状态进行评估。通过实例分析发现,在同等条件下与传统状态评估方法进行对比,改进后的观瞄系统状态评估方法更加科学、客观。

针对弹载固态存储器可靠性缺乏定性定量分析和故障难以定位的问题,提出了基于故障树分析的弹载固态存储器可靠性研究。通过分析固态存储器组成,按照部件种类划分可靠性单元,研究其失效机理与失效模式,建立固态存储器的故障树模型,并对其进行定性定量分析,确定该故障树的最小割集,计算各事件概率及重要度。通过对结果的分析可以看出各原因发生的概率及其对系统的影响程度等,从而分析出各部件在系统中的地位,有助于研发测试过程中人员快速定位故障位置,对合理高效地解决该故障提供理论参考依据,为今后固态存储器的研发改进提供参考。

为了节省坦克故障维修的高昂成本,减少对坦克维护的人力、物力多余的投入,提高坦克性能可靠性,提出了一种新型坦克火控系统健康状态评估和剩余寿命预测方法。以某型坦克火控系统的火控计算机与传感器分系统为研究对象,使用邻域粗糙集算法对火控计算机的性能参数进行属性约简,选出重要度最高的性能指标,再通过支持向量数据描述算法对其进行退化性能评估和剩余寿命预测。实验结果表明,该方法能够有效对火控系统健康状态进行评估以及对剩余使用寿命进行准确预测,达到了精准维护、维修、更换的目的,提高了装备可靠性。

为准确掌握导弹质量特性,发挥导弹作战效能,针对导弹系统各组成部分、单元之间相互联系,彼此影响等特点,提出了基于多元联系数集对分析的评估模型。以导弹各分系统可用性为基础,综合权衡各分系统相互作用对导弹RMS特性的影响,采取G1赋权法确定各分系统权重,利用多元联系数集对方法对导弹RMS特性进行综合评估。研究结果表明:该方法能够动态地反映评估结果的非线性特征,对导弹RMS评估具有较好的指导作用。

随着对舰炮武器系统通用质量特性要求不断提高,为了更直接地证明舰炮武器系统的维修性水平是否满足规定的维修性要求,给出了一种舰炮武器系统维修性指标验证的方法,包括确定试验方法、确定试验样本量和样本分配、故障模拟以及试验结果评估等相关内容。该方法适用于舰炮武器系统的维修性指标验证和考核,为进一步提升舰炮武器系统通用质量特性水平打下了坚实的基础。

<正>《火炮发射与控制学报》是由中国兵工学会主办、西北机电工程研究所和中国兵工学会火炮专业委员会等承办的火炮专业综合性学术期刊。本刊为中文核心期刊和《中国学术期刊综合评价数据库》《中国科技论文统计与分析数据库》源期刊。本刊已被《中国学术期刊数据库》《中文科技期刊数据库(全文版)》《中国核心期刊(遴选)数据库》等数据库收录。本刊现为季刊,国内外公开发行,服务对象为从事火炮武器系统、弹道及武器自动控制工作和相关专业的各研究所、部队、

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