弹丸炮口被动测速方法的研究

通过对现有炮口测速系统与引信装定系统互联影响进行分析,提出了一种适用于高初速小口径弹丸上的炮口测速方法,对其存在问题及实用前景进行了探讨,并给出了解决问题的途径．     

基于地磁传感器的引信自测初速技术研究

计时定距线膛炮武器系统测速方法大多采用炮口测速线圈,但存在系统复杂、成本高、易干扰感应装定信号等不足。为此,提出将现已成熟的地磁传感器技术引入引信设计中,在弹丸出炮口后效期后,由地磁传感器多次测量弹丸旋转周期,通过引信电路内置单片机及超高速A/D进行信号采集、数据处理及弹道解算等操作,将弹丸平均旋转周期换算为实际初速。采用上述原理可在简化武器系统的同时,降低对现役防空武器系统的技术改造难度及成本。     

基于自测初速的引信时间定距误差修正方法

针对部分装甲车辆配备的线膛炮定距空炸引信射程大于1 500 m时定距精度不足的问题,提出自测初速修正引信时间定距误差的方法。该方法根据炮目位置关系、期望炸高、弹丸名义初速确定射角及瞄远量,计算名义空炸时间和空炸时间对初速的敏感因子,连同名义初速装定给引信。弹丸发射后,引信利用磁传感器自测初速,将实测初速与名义初速的偏差和空炸时间对初速的敏感因子求积后叠加至已装定的名义空炸时间,形成实际空炸时间,用以修正时间定距误差。仿真计算1 500 m射程时,自测初速修正引信时间定距极限误差为23.52 m,明显优于传统计转数定距极限误差35.57 m。仿真和外场试验结果表明,在1 500 m以上射程时,自测初速修正时间定距误差可以显著提升时间定距精度,修正后的时间定距精度明显优于计转数定距精度。     

基于双激光幕的弹丸初速测量系统研究

弹丸初速的标称值与实际值存在着差异,此误差影响火炮的射击精度,因此有必要对弹丸的实际初速进行测定。基于双激光幕区截原理的弹丸初速测量系统,采用激光测距机和光栅尺进行距离的测量和标定,选用ARM和CPLD对测速过程进行全过程记录采集,通过平均测速法计算得到弹丸初速,对系统的测量误差进行了分析,系统样机经过实弹射击试验得到某口径弹丸的试验数据。对系统的误差分析及实弹射击证明,双激光幕测速系统在弹丸初速测量的精度和可靠性等方面有了显著的提高,可较好地进行初速的校准测量。     

激光测速靶连发弹丸速度测试系统

基于LabWindows/CVI的激光测速靶连发弹丸测速系统由面板,数据采集,分析测试软件等组成.主界面显示两通道弹丸过靶波形、弹丸速度及连发弹射频.参数界面含触发通道选择、触发电平、触发延迟时间、采集频率及采集深度等设置.数据采集包括弹丸过靶波形信号、弹丸单、连发弹丸初速及其射频等参数测试.     

感应装定中炮口速度测定方法研究

提出了一种不需要由发射平台为测速系统提供能源,而由引信内置单片机系统自动完成测速、解算的新方法.由于测速过程是在引信上完成,使系统的抗干扰能力、装定准确性及装定时间的可靠性都有了很大提高.     

斜切尾翼弹引信外弹道计转数定距原理可行性

针对引信计时定距方法精度受弹丸初速影响大的问题,提出斜切尾翼弹引信外弹道计转数定距方法。该方法对初速变化造成的定距误差可忽略不计,弹丸无需膛口测速。数值计算结果表明,弹重和射角变化对计转数定距精度影响很小,但尾翼斜切角变化的影响较大。尽可能加大尾翼斜切角可提高计转数定距精度,并降低尾翼斜切角制造误差对定距精度的影响。低转速弹丸计转数定距原则上只适用于杀伤威力较大的中大口径弹丸。     

不同海拔高度下的火炮发射极限速度研究

由经典内弹道理论可知,火炮的发射弹丸初速是存在极限的.根据火炮发射弹丸运动模型,推导了理想情况下的火炮弹丸极限速度公式,分析了不同海拔高度环境大气下的弹丸发射极限速度,研究了对火炮初速的影响程度,定量得到了海拔高度、压力比等参数对弹丸极限速度的影响规律,并得出了海拔环境对火炮初速是存在影响的.该问题的解决有助于为相关应用提供参考.     

火箭弹引信电磁感应装定仿真分析

电磁感应装定技术是目前国内外引信无线装定技术的主要手段之一,其工程化已较为成熟,但理论研究仍处于初级阶段。电磁感应装定的理论研究,对实现管式武器中引信与弹丸发射系统的信息传递很重要。初级线圈缠绕在发射简上,次级线圈在引信中,两个线圈在火箭弹信息装定时,构成电磁耦合回路,采用电磁感应方式将火控信息及时地传递给引信,引信电路经过解码分析得到装定信息,从而实现对弹丸的精确控制。利用ANSYS建立火箭弹电磁感应装定分析模型,讨论空气间隙、频率对装定性能的影响,重点分析多管之间的干扰问题,对工程化设计应用提供参考。     

基于无线激光通信的引信外弹道装定方法

针对引信装定中射频装定易受到战场复杂电磁环境的干扰和电磁感应装定距离短且信息容量提高困难的问题,提出了基于无线激光通信技术的装定方法。该方法通过装定器将载有装定信息的激光光束发射至外弹道形成激光信息场,弹丸在飞经激光信息场时通过多窗口复合接收装定信息。通过Optisystem软件对装定系统的通信性能进行了仿真,结果表明100 mW激光器在发散角为10 mrad条件下通信距离可以达到94 m,能够实现引信激光遥控装定。     

基于红外区截法的高炮射弹初速测量技术研究

针对高炮初速闭环校射中炮弹初速测量的需要,研究了利用红外区截法实现高炮射弹初速实时随动测量技术。在炮口后效区设置两个相邻的光电靶,利用炮弹出炮口飞行时对红外线信号的遮挡效应,检测炮弹经过两个光电靶的时刻,经过解算得到射弹的炮口初速。经外场实弹射击试验证明,该技术可在后效区内实现射弹初速测量。     

基于CFD的转管机枪助旋制退器流场超压仿真及对弹丸初速影响分析

为了研究转管机枪助旋制退装置流场超压特性及对弹丸速度的影响,运用经典内弹道方程求解流场边界条件,采用计算流体力学中的非粘性、非定常可压缩气体流动方程和动网格技术,对有、无膛口旋转制退装置的膛口流场进行了数值仿真,对弹丸的增速规律进行了计算。对2种情况的仿真结果进行了分析对比,结果表明:有助旋制退装置时膛口流场最大超压值增加约2倍,弹丸速度增加3.61 m/s。     

弹丸初速膛口激光实时测量系统研究

了利用激光与光纤技术的弹丸初速膛口实时测量系统；创造性地设计了安装于炮口的光强度调制器；研究了能克服火药气体的光学污染和炮口各元件耐高温、高太及抗强冲击等关键技术问题，得到了有价值的实验数据，为系统的工程化打下了良好的基础。     

双级装药膛内二次发射内弹道影响因素研究

提出一种采用双级装药进行膛内二次发射以提高弹丸初速的新技术,为提高大口径自动武器的初速提供了一条新思路,并建立了双级装药弹膛内二次发射内弹道模型,揭示了装填条件中弹丸质量配比、装药质量配比、延迟时间和预紧力约束等变化时对膛压和初速的影响规律。     

随行装药技术的研究现状与展望

由Langweiler最先提出的随行装药技术,被认为是最有希望大幅度提高初速的装药技术.使用该装药技术不需象常规火炮系统那样,以增大装药量和提高膛底压力为代价来提高弹丸的炮口动能.因此,多年来人们一直没有停止通过随行装药来提高弹丸初速的研究.本文从实验和理论研究两个方面,综述了随行装药的研究现状,并为随行装药的进一步研究提出了一些有意义的建议.     

SICG驱动线圈间距对弹丸初速的影响

为了分析同步感应线圈炮(SICG)驱动线圈间距对弹丸初速的影响,建立了SICG系统的数学模型,以一个3级系统为例进行了仿真分析,获得了不同驱动线圈间距情况下弹丸所受3级驱动线圈推力及弹丸初速的曲线.分析结果表明,随着驱动线圈间距的增大,弹丸初速先减小后逐渐增大;当驱动线圈间距增大到一定数值时,弹丸初速增幅逐渐减小直至趋...     

炮口阻拦装置设计与脱壳过程数值模拟

为了实现弹托与弹丸在炮口处的快速分离,设计了一种平衡炮炮口阻拦装置,该装置采用了剪切螺栓和阻拦环的方式,有效避免弹托冲击对阻拦装置和炮管造成的损坏。应用该装置进行了320 mm平衡炮低速加载试验,并利用Autodyn软件对脱壳过程进行数值模拟研究。数值模拟与试验结果的对比分析,验证了数值模拟的准确性。探讨了该炮口阻拦装置用于弹托分离试验的可行性,采用该软件模拟了不同初始速度下炮口阻拦装置的工作性能。结果表明:当速度为100～150 m/s时,弹托分离效果较好; 该炮口阻拦装置设计合理,弹托分离效果理想; 可根据初速设计合理的阻拦装置,为相关研究提供理论参考。     

装药参数对水下机枪密封式膛口流场影响的数值分析

为了研究装药参数变化对水下机枪密封式发射膛口流场特性的影响,建立了水下机枪密封式发射的数学物理模型。运用流体力学计算软件Fluent,结合用户自定义函数和动网格技术,针对12.7 mm滑膛式机枪,分别采用15.5 g、13.0 g和11.0 g装药量对其水下密封式发射膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明：不同装药量条件下,水下机枪密封式发射时,在弹头飞离膛口截面的过程中,水对弹前初始空气和弹头轴向运动的阻碍较大,导致弹头减速、火药燃气在弹后空间聚集、膛口燃气压力升高,而火药燃气形成射流后的喷射压力衰减遵循指数衰减规律;膛口射流形态受弹头速度和燃气喷射压力的耦合影响,均逐渐由梯形空腔转变为葫芦状空腔,且射流的轴向最大位移遵循指数衰减规律,马赫盘的初步形成时间也基本一致;随着弹头初速和燃气初始喷射压力的降低,火药燃气在射流头部聚集且径向扩展明显,并伴随形成二次射流,而弹底对马赫盘形状的影响时间缩短,激波核心区结构也更快地接近于正激波。因此可见,装药量对膛口流场分布的影响具有一定的规律性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的埋头弹药内弹道性能优化

针对埋头弹药内弹道性能优化问题,将改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)应用于内弹道数学模型,优化装填参数以提高埋头弹内弹道性能。建立一维两相流模型模拟弹丸膛内运动过程,在此基础上采用NSGA-Ⅱ遗传算法,以弹丸炮口速度和弹道效率为优化目标,在给定最大膛压约束条件下对内弹道性能进行优化。优化结果表明弹道效率基本保持不变的同时炮口速度有所提高。为验证优化结果的适应性及有效性,采用优化后的装填参数在埋头弹火炮上进行了射击实验,结果表明弹丸炮口速度比优化前提高1.056%,在已达到内弹道设计指标前提下使初速进一步提高12.37 m/s。