人一枪模型的建立及仿真分析

影响射击精度的因素很多，其中射手的控枪能力是影响连发射击精度的主要原因。控枪能力体现在人一枪之间的相互作用，所以必须先建立人一枪系统的动力学模型，研究其人体肩部和手臂对枪身的作用。本文分别用替换到枪身上的等效质量、等效弹簧、粘滞阻尼器来模拟人一枪相互作用，分别进行运动学和动力学分析，建立动力学微分方程。根据已知人体身高和体重的前提下，研究人体各环节的质量和转动惯量的统计规律，完成方程中参数的估计。进行仿真计算，并得出与实验相似的结果。     

参数优化在机枪枪架设计中的应用

以某新型机枪枪架弹性变形较大、射击精度较低为背景，以枪架质量为控制目标函数，利用有限元优化分析软件对该枪枪架的结构参数进行了优化设计，使枪架的变形减小、稳定性提高。并对结构优化前后整枪的固有特性和响应特性进行了仿真计算与对比分析，说明结构修改后，武器的射击频率与固有频率的匹配更加合理，连发射击时的射向一致性有了大幅度提高，更好的实现了机枪射击时的动态稳定性。所得结论对于枪架结构参数改进、机枪射击精度的提高具有理论参考价值。     

枪托结构对射击精度影响分析

为研究立姿无依托抵肩射击最优的枪托结构对射击精度的影响,提出一种射击精度的仿真与实验对比分析方案。在人枪系统动力学模型基础上,以枪托抵肩面倾斜角度、枪托刚度为设计优化变量,通过协同仿真获取膛口跳角、内弹道随机散布对比曲线;将立靶散布R₅₀的仿真计算结果与试验结果作对比,结果基本一致,误差小于15%。结果表明：采取6°软枪托时,射弹散布有明显的优化,该方案对优化人枪系统中枪械结构和人机工效设计具有指导作用。     

弹簧缓冲器对某机枪射频和后坐力的影响分析

为研究缓冲架座对轻型遥控武器站的影响,建立一种某机枪和连接机枪与枪架的弹簧缓冲器的虚拟样机模型。利用三维作图软件 Pro/E和动力学仿真软件 ADAMS建立虚拟样机模型,通过进行不同条件下模型的仿真,分析了缓冲器对机枪射击时射频的影响和对传递至枪架后坐力大小的影响。结果表明：弹簧缓冲器会降低武器射频同时明显减小传递至枪架的后坐力,有缓冲器时机枪三连发射击每两发间的射频减小,且射击时传递至枪架的后坐力峰值较无缓冲器时减小88.3%。     

未击发条件下某车载转管机枪动力学特性分析

为了研究某型车载转管机枪在样机试验中连续射击时出现枪弹击发后未发火现象对于机枪射击精度的影响,以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,并基于相同路面建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型.综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,仿真模拟了样机的射击试验过程.对机枪在枪弹完全击发与未完全击发时的情况分别进行了系统动力学分析和外弹道计算,获得了机枪的响应特性和弹着点散布情况.通过对试验数据和仿真结果的对比分析,得出枪弹未完全击发时对机枪射击精度的影响程度,为进一步研制该型车载机枪提供支持.     

转管机枪在三脚架上不同方位射角发射动力学分析

为研究大口径转管机枪在轻型三脚架上射击时的射击密集度随方位射角的变化规律,建立了具有不同方位射角的转管机枪系统刚柔耦合发射动力学模型,对机枪系统的射击动力学特性进行了仿真计算,分析了机枪系统不同方位射角射击时三脚架中柔性部件的弹性变形情况。利用动力学仿真得到膛口响应,计算了转管机枪以5个不同方位射角射击时的射击密集度。结果对比表明,转管机枪在轻型三脚架上射击时,随着方位射角的增大,射击稳定性变差,方位射角超过一定范围射击密集度下降明显,且左右射击时转管机枪系统振动具有不对称性。分析结果为转管机枪系统改进三脚枪架提供了参考。     

立姿无依托连发武器枪ー肩系统机械导纳测量与分析

影响连发射击武器射击精度的因素很多，在射击过程中，由于火药燃气冲击及运动件间的相互撞击引起枪一肩系统运动状态的变化，导致武器枪口偏移起始量而造成武器连发射击精度变差。为客观地反映武器系统的连发射击精度，研制反映武器系统真实射效的智能有控枪架具有重要的意义。针对立姿无依托连发武器的特点建立主动态下枪一肩系统的抵肩力及枪一肩运动的电测系统，介绍测量系统的组成及枪一肩系统抵肩力的修正方法，利用电测数据求取枪一肩系统的机械导纳函数，采用正交分量法对枪一肩系统的导纳函数进行模态识别，并探讨立姿无依托连发武器系统被动态与主动态的主要差异。     

机枪动态特性优化设计研究

随着机枪质量的大幅度降低，机枪的动态特性是否合理成为影响武器射击精度的主要因素。通过分析某型机枪载荷谱，以机枪质量最小为目标函数，机枪低阶固有频率和枪架架杆结构尺寸为约束条件，建立了机枪结构动力优化的数学模型，利用一阶优化方法，对枪架结构参数进行了优化设计。动态仿真结果表明，优化后的机枪动态特性得到有效改善，降低了射击时枪口点的响应，有利于提高机枪的射击精度。该方法避免了机枪动力学修改的盲目性，对于现代机枪设计具有一定参考价值。     

人枪系统建模及数值仿真研究

根据人体生物力学结构及步枪立姿点射人枪系统的特点,建立12刚体、32自由度的人枪系统动力学模型,以56式7.62mm冲锋枪为例进行了数值仿真,仿真结果与实验结果一致,利用该模型研究了人的受力点和各关节的受力情况.并在此基础上,开发了人枪系统仿真专用软件.     

基于有限元模型的枪架参数正交优化设计研究

本文以枪架质量及弹丸出枪口瞬间偏离平衡位置的距离为约束目标，对枪架的结构参数进行了正交优化设计，仿真结果表明，优化结果有利于武器射击精度的提高。     

基于动态跟踪数据的舰炮射击精度仿真

为探讨动态跟踪精度试验在舰炮武器系统试验中的作用,以舰炮跟踪真实目标获取的动态精度数据为基础,建立了直接命中体制反导舰炮武器系统的仿真模型,在较接近真实的条件下模拟计算了舰炮武器系统的射击精度,给出了某直接命中体制反导舰炮武器系统1发命中概率及2发命中概率的仿真计算结果.计算结果与实弹射击结果接近,表明该仿真方法不仅可以预测动态跟踪精度试验后的试验精度,还可以验证射击试验结果的置信度.     

基于动力学仿真的车载火炮射击稳定性优化

为了提高车载火炮系统射击稳定性，基于动力学仿真和优化方法进行后坐稳定性和复进稳定性优化研究。采用多体系统动力学建模理论和方法建立全炮系统动力学模型，结合优化设计理论和方法，建立车载火炮射击稳定性优化模型。采用遗传算法，对火炮系统的射击稳定性进行结构参数和动力学参数的优化。优化结果表明，优化后车载火炮系统的射击稳定性得到很大提高，同时也验证了优化模型的正确性和优化算法的可靠性。     

自行高炮射击精度综合补偿技术研究

为提高自行高炮射击精度,提出了提高高炮射击精度的综合补偿方法。基于武器系统组成,分析了影响自行高炮射击精度的主要因素及影响方式。在此基础上,结合火控闭环控制技术,根据火控解算误差相关性,建立误差综合补偿模型,利用火控解算前一时刻的误差特性,对后一时刻火控解算进行误差实时综合补偿,以提高射击精度。理论计算和试验数据分析表明,在不改变现有武器装备状态的情况下,该方法能提高自行高炮射击精度,验证了该方法的有效性。     

座圈晃动对火炮高低机仿真结果的影响研究

在传统的火炮设计及仿真过程中,通常假设部件之间为理想约束,认为座圈等结合部的轻微晃动对整体结构的影响很小,可以忽略。但采用这种方式对某大口径火炮的高低机进行动力学仿真时,发现仿真结果与射击测试结果完全不符。为研究问题原因,改进仿真方法,提高仿真对设计的指导意义,通过分析高速摄像拍摄到的火炮射击过程,依次考虑炮塔变形和座圈晃动的影响,在RecurDyn中进行动力学计算,将炮塔作为FFlex柔性体;再使用ABAQUS计算座圈的变形及晃动情况,并根据该计算结果,在RecurDyn中用弹簧阻尼单元模拟座圈的晃动。计算结果表明,将炮塔考虑为柔性体后,仿真结果仍不与测试结果相符,但考虑座圈的晃动之后,仿真结果与测试结果能够较好吻合,误差可控制在15%以内。根据该仿真结果,对火炮进行改进,射击过程中闭锁平衡机的油腔可有效提高火炮的射击稳定性。     

高炮火控系统滤波和预测问题分析

为了提高高炮火控系统的射击精度,针对高炮火控系统中的数学模型问题,对高炮火控系统中的滤波方法、预测模型进行了深入研究并对高炮射击命中概率的影响进行了简要分析。找出现行高炮火控系统中滤波方法和预测模型对机动目标命中概率低的原因。通过对机动目标(飞机)俯冲航路的特点以及被保卫目标的信息进行分析,提出一套针对飞机俯冲攻击的数学模型,有效解决了命中概率低的问题。利用靶场飞行试验航路数据对数学模型进行了验算。结果表明:该方法能减小计算高炮射击诸元的系统误差,提高对飞机未来点预测的准确性,对提高高炮火控系统的射击精度具有一定的意义。     

某自行火炮行进间射击建模与动态响应研究

为掌握某型轮式自行火炮行进间射击时的关键位置动态响应规律,使用 Fourier逆变换法重构 D级行驶路面,并利用 ADAMS软件自带函数库编写发射动力学所需的复杂函数力,基于多体系统动力学和车辆地面力学,借助三维绘图软件 CREO、多体动力学分析软件 ADAMS、有限元软件 ABAQUS建立该型装备的行走、火力、路面等部分的虚拟样机模型,通过试验验证模型的正确性,进行仿真计算并研究自行火炮2个关键位置的动态响应特征,计算结果可为研究该型装备火控系统精度、行进间射击射弹散布规律和观瞄位置干扰提供参考依据。     

自行火炮行进间射击动力学研究

本文根据自行火炮系统的结构及运动特点 ,用多体动力学理论的Kane Huston方法建立了自行火炮的全炮多体系统动力学模型 ,分析了射击时的作用力 ,考虑了行进时地面对车轮及系统的约束作用以及履带对车体振动的影响 ;对该模型在射击力及地面激励作用下的响应进行了计算 ,计算与试验结果较为吻合     

基于RecurDyn的弹簧－液压式缓冲装置动力学仿真研究

缓冲装置对自动机后坐力、射击稳定性、系统的射击精度的影响至关重要,是现代自动机研究的重要部分。某中口径自动机采用弹簧－液压式缓冲装置,以该自动机为研究对象,基于多刚体动力学理论,运用 RecurDyn软件建立了其动态仿真模型,通过仿真计算,得到自动机8连发后坐部分位移与后坐力曲线,与该样机实测8连发后坐部分位移曲线和后坐力曲线比较,相对误差在5％以内,表明用该方法计算的结果比较符合实际情况。