水下枪械坡膛压力规律研究

根据水下枪械的特点，组建了水下枪械膛压力测量系统，在此基础上做了大量实验。对坡膛压力在不同工作条件下的变化规律进行了分析，包括工作介质的变化、水深的变化、弹头质量的变化等。得到了对水下自动枪械设计有指导意义的理论，为水下枪械的开发和研制打下了坚实的基础。     

水下突击步枪枪机运动分析

采用实验和计算相结合的方法确定水下突击步枪枪机的运动规律.在实验装置上安装感应测速传感器和应变式测压传感器,和其他测量仪器组成测量系统,分别测定运动构件(实验装置中模拟枪机的构件)的速度和气室压力;在不同阶段,列出水下突击步枪枪机的运动方程,利用实验数据,获得理论运动曲线.     

水下枪械内弹道基本方程组

介绍了水下枪械发射时内弹道的技术特点，以弹丸和弹丸前枪管内的水柱为受力体建立了水下内弹道的简化模型，导出了水下内弹道基本方程组。以某单基药为发射药对箭形弹进行的内弹道特征参数仿真计算结果表明：水下枪械的p—t曲线变化规律与大气中枪械相似，但压力上升的速度较快。p—t仿真曲线与实验曲线具有较好的一致性。     

基于线阵CCD的水下弹丸速度测量方法研究

介绍了一种用于水下枪械外弹道及中间弹道研究高速CCD速度测量系统，对系统的工作原理、CCD布站方式及高速数据采集接口电路设计的实现方法等作了较为详细的探讨，通过大量实验比较证明，该方案是可行的。     

水下枪械内弹道分析及其理论建模

简述了水下枪械发射技术的特点，阐明了水下枪械内弹道与常规枪械内弹道之差异，建立了水下内弹道模型，以“弹丸和管内水柱”为受力体建立了适合于水下枪械内弹道计算的理论模型，并进行了数值模拟计算及实验验证，还通过大量计算讨论了水下内弹道设计应注意的几个问题．     

压阻式压力传感器在枪口噪声测量中的应用

介绍一种微脉冲压力传感器的基本工作原理，探讨了用压阻式微脉冲压力传感器配以多通道数据采集系统测量高声压级枪口噪声可行性，通过实验阐述了大口径机枪枪口噪声声压及其频谱分布规律，为研究高射机枪枪口噪声提供了依据     

水下炮内弹道分析与数值仿真

为提高火炮在水下发射的初速，水下炮炮口设有挡水板，发射时挡水板改变了膛内弹丸的受力状况。通过水下炮发射时弹丸膛内的受力分析，考虑射弹前方压缩空气形成的激波压力，结合经典内弹道理论，建立了水下炮内弹道模型。以某口径水下炮发射为例进行了数值仿真，得到水下炮的膛压和速度曲线，与传统火炮对比，变化趋势基本一致，但膛压略有增大，初速有所减小；仿真还得到水下炮弹前激波压力曲线，仿真结果与实验结果吻合。     

水下发射装置后坐能量测试及特性分析

利用卧式后坐装置、磁电式速度传感器、测量放大器、瞬态波形记录仪及计算机组建了一套水下发射装置后坐能量测试系统。利用该系统分别在陆上和不同水深（0．75、5、10、15和20m）的状态下，对水下发射装置的后坐运动参数进行了测试，得出了后坐能量随水深的增加而增大、而后坐距离随水深增加而减小的变化规律。利用最小二乘法，建立了水下发射装置后坐能量随水深的变化规律模型，并通过实验对该模型作了进一步验证，并对测量结果的不确定度做出初步分析。     

应变式压力传感器特性补偿和应用

讨论了用动态补偿数字滤器对应变压力传感器的动态特性进行补偿，使之提高测量精度并能用于爆炸冲击波测量的一种方法。实验结果与经验值比较，补偿前．后对比、测量精度有明显提高，说明在一定条件在变式测压系统也可用于爆压的测试。     

压力仿真系统的大深度与高精度控制研究

设计了一种三级压力传感器反馈的水下航行器压力仿真系统方案,重点对压力仿真系统的大深度、高精度控制方法进行了研究。通过提高小量程压力传感器的抗过压能力和设计多压力传感器的自动切换模块,可以使系统具有大的仿真范围,在小深度处有很好的精度设计要求,又避免了压力跳动,保证了控制系统的稳定性。验证结果表明,系统设计满足控制精度要求。     

水下枪(炮)发射技术综述

针对现超空泡射弹发射技术的研究成果难以支撑其工程应用的问题,对水下枪炮发射技术进行探讨。介 绍国内外鱼雷及导弹水下发射技术,对水下枪炮自动机进行分类,归纳水下枪炮发射的关键技术,总结超空泡射弹 武器系统数值计算和实验研究成果,对水下枪炮发射技术的研究现状进行分析,并从水下射弹测速和水下自动机膛 压测试技术方面展望了水下枪炮发射技术领域的研究方向。该研究有一定的实用参考价值。     

水下火炮气幕式发射过程中燃气射流与液体工质相互作用特性研究

为了研究水下火炮气幕式发射过程中燃气射流与液体工质相互作用的特性,设计了可视化模拟实验装置,采用高速录像系统记录了圆柱形充液室中弹丸运动及气体与液体相互作用的过程特性,得到了弹丸速度与气幕轴向扩展速度随时间的变化关系。对比不同喷射参数条件下实验结果可以发现：弹丸运动速度随着喷射压力的增加而增加;气幕减阻性能随着斜面喷孔尺寸增大得到提升,弹丸运动速度随之增大。在实验基础上,建立了弹丸运动条件下多股燃气射流在液体介质中扩展的三维非稳态数学模型。针对实验工况进行数值模拟,模拟结果中多股燃气射流扩展过程与实验结果一致;对比二者气幕顶部轴向扩展位移值,可以发现计算结果与实测值吻合较好。弹丸运动条件下气幕生成的数值模型的建立,为水下火炮发射过程中身管内气幕生成及减阻机理分析提供了参考。     

大位移双向拉绳式速度传感器

火炮大行程运动部件速度测量常采用单向拉绳式传感器,由于其频响低而使得它的应用受到了限制.为了改变这种现状,针对传统速度传感器依靠卷簧所引起的低频响缺陷,采用无弹簧方式设计并研制了大位移双向拉绳式速度传感器,给出了传感器电磁感应工作原理和利用测速电机作为速度敏感元件的工作方式,选择一门高炮自动机和一门火炮后坐部分为测量对象,通过自动机闩体运动速度测量和火炮后坐部分运动速度测量完成了速度传感器原理验证和工程应用.结果表明,该速度传感器能满足火炮运动部件测量要求.     

水下枪械膛口速度的统计试验及其结果分析

为研究水下枪械弹丸出枪口的运动速度变化规律,提出了一种膛口速度测试的新方法:在距枪口3 m内,采用一对标准线圈靶,在多个位置点对弹丸进行多次重复测量,并以各位置点的平均速度进行拟合,再反推到枪口,得到枪口速度及弹丸在距枪口3 m内的速度变化规律.该方法避免了常规多个线圈靶同时测量时由于各线圈靶的动态特性不一致而造成的测...     

基于应变测试系统的二级轻气炮活塞运动测量

为了研究活塞在二级轻气炮泵管中的运动过程,利用应变测量技术对活塞运动规律进行测量研究。通过对57 mm/10 mm二级轻气炮泵管外壁按一定距离布设应变片测点,对轻气炮发射过程中的活塞运动导致泵管环向应变进行监视测量,直接得到典型实验条件下活塞运动过程中的内弹道压力变化,并通过推导得到活塞运动时程及位移与弹底压力的关系。结果表明：实验得到的活塞速度、位移之间关系与相关理论计算结果吻合良好,验证了该方法研究活塞在轻气炮内弹道运动规律的可行性,为优化轻气炮内弹道程序参数和提高二级轻气炮的发射性能提供实验支持。     

单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用（OFDM）通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明：对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3v_c线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。     

枪口压力对水下发射膛口流场特性的影响

为了研究机枪水下发射枪口燃气喷射压力对膛口流场分布特性的影响,基于流体计算软件FLUENT,采用结构化网格并结合动网格技术,建立了水下枪膛口流场二维轴对称仿真模型,针对14.5 mm水下枪,分别采用30 MPa、45 MPa和60 MPa燃气喷射压力对水下密封式发射膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明:3种枪口喷射压力条件下,火药燃气喷出膛口后都迅速形成射流膨胀区,膛口轴向压力急剧衰减,燃气扩展过程中受到水和弹丸的较大阻力,在弹后空间聚集,使得压力有不同程度的升高; 燃气喷射压力在30～60 MPa范围内,膛口马赫盘初步形成的时间略有不同,约在145～152 μs之间,压力越小时,马赫盘形成越早且弹丸越早脱离火药燃气的包围; 3种压力条件下马赫盘距离膛口中心位置随时间的变化都呈指数分布规律。     

弹道枪水下全淹没式发射膛口流场演化特性的数值模拟研究

为了解弹道枪水下全淹没式发射膛口流场的演化特性,搭建水下射击实验平台,运用直接摄影法捕捉其膛口流场演变的全过程。实验发现：在弹头出膛前,弹前水柱已经在膛口空化产生水蒸汽;弹头出膛后,膛内燃气流出并与水蒸汽掺混,将弹头包裹;弹头远离膛口后,燃气射流继续膨胀,头部呈锥形;弹头表面不断空化产生水蒸汽,形成超空泡,同时在弹头尾部会留下细长的气柱。在实验基础上建立二维多相流模型,采用流体体积函数多相流模型和标准k-ε湍流模型,结合动网格及用户自定义函数技术,对实验工况进行数值模拟。结果表明：弹道枪水下全淹没式发射时,高度欠膨胀的火药燃气出膛口后,形成了包含两个瓶状激波的复杂波系结构;弹头出膛后,在膛口流场区域内不断加速,随着弹头远离膛口流场区域,弹头速度不断衰减。     

燃烧轻气炮发射过程数值模拟与优化

针对常规火炮理论初速极限较低的问题,基于氢氧燃烧特性建立燃烧轻气炮的内弹道内模型。根据燃烧轻气炮原理得到影响燃烧轻气炮內弹道性能的参数,采用粒子群优化算法对发射装置结构和内弹道参数进行优化,使用Fluent耦合Chemkin的方法进一步验证了内弹道数值仿真优化结果。结果表明：优化后装置的初速略微下降,燃烧室的初始压力和最大膛压大幅度下降,研究结果在燃烧轻气炮初期研究阶段具有较高的参考价值。