机载多管火箭非满管射击试验方法研究

研究机载多管火箭非满管射击试验方法,为减少机载多管火箭密集度试验用弹量提供新的试验方法。应用发射动力学和多体系统传递矩阵法理论,基于等起始扰动思想,建立了机载多管火箭发射动力学模型、特征方程和动力响应方程,并应用随机整数规划方法,形成了减少机载多管火箭试验用弹量方法。针对某19管机载多管火箭,提出了6发连射的密集度试验方案,试验验证使密集度试验用弹量比常规试验方法减少了68.4%,节省了大量试验费用。     

多管火箭发射过程中定向器振动特性研究

为了在多管火箭发射过程中能获得准确的定向器管口振动特性,本文研究多管火箭发射过程中定向器管口振动特性;利用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了多管火箭发射动力学模型和仿真系统,通过多管火箭模态试验验证了模型的正确性;仿真获得了在发射过程中定向器管口振动的时域历程,利用离散傅里叶变换(DFT)技术,获得了在发射过程中定向器管口振动位移、速度和加速度信号的频域特性;在此基础上设计了椭圆滤波器,并通过对发射过程中定向器管口的加速度采集信号的滤波前后对比,验证了本文研究内容的正确性和重要性,为多管火箭发射过程中定向器运动信号的采集和控制提供了重要参考价值。     

机载多管火箭系统振动特性研究

多管火箭系统振动特性是科学评价机载多管火箭系统动态性能和提高密集度的重要依据。应用多体系统传递矩阵法,建立了某机载多管火箭武器系统动力学模型,从理论、计算、试验三方面研究了机载多管火箭系统的振动特性。建立了某机载多管火箭武器系统固有振动特性数值计算和试验测试方法,实现了对机载多管火箭刚柔耦合多体系统不同装载情况下固有振动特性的快速计算,数值计算结果得到了模态试验的验证。建立的机载多管火箭武器系统振动特性计算方法具有无需建立系统总体动力学方程、涉及系统矩阵阶次、计算速度快等优点。     

刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法及应用研究

利用多体系统传递矩阵法建立了刚柔耦合多体系统的动力学模型,并且将冲量模型和碰撞接触模型与多体系统传递矩阵法结合,提出了基于传递矩阵法的刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法。根据柯西方程推导出系统中的柔性梁在冲击载荷作用下的冲击应力分布公式。以某型汽车起重机为例分析了在起吊过程中的冲击载荷特点,计算了该刚柔耦合多体系统的冲击响应及柔性梁的冲击应力分布规律,并与试验结果对比,证实了该方法的正确性。     

多管火箭变射序变射击间隔发射技术研究

应用多体系统传递矩阵法,建立了某多管火箭系统动力学模型、动力学模型拓扑图、总传递方程、特征方程及动力学数值仿真系统,对比了不同工况下多管火箭系统动态特性;设计了射序和射击间隔联合优化连续变量,结合遗传算法,实例进行了以不同工况下最佳射击密集度为目标的最佳射序和最佳射击间隔优化设计,仿真结果表明,射击密集度提高了30%以上;基于单片机技术,研制了不同工况下自适应发火装置,取得了良好的工程应用效果,实现了多管火箭变射序变射击间隔发射技术。     

燃气射流对多管火箭炮动态响应的影响分析

燃气射流是影响多管火箭振动、起始扰动和射击密集度的因素之一,分析燃气射流冲击力对多管火箭动态特性的影响为提高多管火箭射击密集度提供思路。应用多体系统传递矩阵法,建立了考虑火箭燃气射流对发射装置冲击效应的多管火箭发射动力学模型,推导了考虑燃气射流冲击力的多管火箭动力响应分析的动力学方程,形成了考虑燃气射流冲击力的多管火箭动力学仿真系统。计算分析了不同火箭燃气射流冲击力下的火箭炮动力响应,火箭弹膛内运动、起始扰动和密集度,表明燃气射流冲击力对火箭炮动力响应、火箭弹起始扰动和密集度有一定的影响,对多管火箭设计具有参考价值。     

激光陀螺捷联惯导系统减振功率谱分析

应用多体系统传递矩阵法,推导了激光陀螺捷联惯导减振系统各元件的传递方程和传递矩阵,建立了相应的多体系统动力学模型,获得了系统总传递方程、总传递矩阵和响应的功率谱密度.分别应用文中方法和通常振动分析方法,获得了随机输入条件下激光陀螺捷联惯导减振系统动态响应的功率谱密度,仿真结果对比表明了文中方法的有效性.文中方法无需建立系统总体动力学方程,计算速度快、建模灵活,为激光陀螺捷联惯导系统减振设计提供了新的技术手段.     

某远程多管火箭振动特性研究

建立了某远程多管火箭动力学模型,从理论、计算、试验三方面对远程多管火箭的振动特性进行研究。用 多体系统传递矩阵法,计算了刚弹耦合远程多管火箭多体系统固有振动特性。进行了模态试验,计算结果与模态试验结 果吻合较好。     

多体系统传递矩阵法分布式并行计算研究

多体系统传递矩阵法作为一种多体系统动力学新方法,在进行多体系统动力学分析时无需系统总体动力学方程、涉及矩阵阶次低计算速度快的优点,已被广泛用于各种多管火箭、自行火炮、坦克等复杂大型机械系统动力学分析与设计。为了提高多体系统传递矩阵法计算速度,研究了分布式并行计算的原理和方法,将MPI(Message Parallel Interface)分布式并行计算环境引入到多体系统传递矩阵法计算中。针对变截面梁的多体系统传递矩阵法动力学计算算例,设计了并行算法,分析了单机多核和分布式网络环境对计算时间的影响,结果显示通过并行计算能够大幅度提高计算效率。     

多管火箭定向管振动控制设计

为了减小多管火箭在发射过程中定向管振动对火箭弹起始扰动的影响,考虑多管火箭的噪声干扰,基于多体系统传递矩阵法建立了多管火箭动力学模型,在模态空间下设计了H2最优控制器控制定向管振动,进行了数值仿真,并把H2最优控制器与PD控制器进行了仿真对比,结果表明,采用H2最优控制器的系统不但具有良好的瞬态和稳态性能,而且具有较好的抗干扰能力,能有效地抑制噪声干扰,增强了控制系统的鲁棒性能.     

多管火箭变射序射击间隔发射技术研究

用多体系统传递矩阵法建立某多管火箭系统动力学模型、拓扑图及数值仿真系统,对比不同工况的多管火箭系统动态特性;设计射序、射击间隔联合优化连续变量,结合遗传算法实例进行以不同工况最佳射击密集度为目标的最佳射序、射击间隔优化。结果表明,射击密集度能提高30%以上;基于单片机技术研制的不同工况下自适应发火装置工程应用效果良好,能实现多管火箭变射序、射击间隔发射技术。     

提高多管火箭射击密集度设计技术研究

为了提高多管火箭的射击密集度,利用多体系统传递矩阵法建立了某多管火箭发射动力学模型和射击密集度仿真系统,用多管火箭固有振动特性的模态试验结果验证了相关仿真结果,利用仿真系统对不同发射环境下振动特性、动力响应和密集度进行仿真研究,并对射序和射击间隔对密集度的影响进行仿真研究,得到提高多管火箭密集度发射的最佳射序和射击间隔,研发了小型化的多管火箭可变射序和射击间隔发火装置,可实现最佳射序和射击间隔高密集度发射,在某次密集度试验中,利用该发射技术使某多管火箭射击密集度提高20％以上.     

Direct differentiation method for sensitivity analysis based on transfer matrix method for multibody systems

On one hand, the new version of transfer matrix method for multibody systems (NV‐MSTMM), has been proposed by formulating transfer equations of elements in acceleration level instead of position level as in the original discrete time transfer matrix method of multibody systems to study multibody system dynamics. This new formulation avoids local linearization and allows using any integration algorithms. On the other hand, sensitivity analysis is an important way to improve the optimization efficiency of multibody system dynamics. In this paper, a totally novel direct differentiation method based on NV‐MSTMM for sensitivity analysis of multibody systems is developed. Based on direct differentiation method, sensitivity analysis matrix for each kind of element is established. By assembling transfer matrices and sensitivity analysis matrices based on differentiation law of multiplication, the sensitivity analysis equation of overall transfer equation is deduced. The computing procedure of the proposed method is also presented. All these improvements as well as three numerical examples show that the direct differentiation method based on NV‐MSTMM is suitable for optimizing the dynamic sensitivity in multi–rigid‐body systems.     

某多管火箭炮车炮刚柔耦合极限路况行驶动力学研究

采用刚柔耦合的方法,对某新型车载防空多管火箭炮进行了通过垂直凸台、水平壕沟、陡坡等极限路况的行驶动力学仿真研究.建立了越野车与防空多管火箭炮的刚柔耦合动力学模型,并考虑轮胎的作用,计算了越野车前后轮通过垂直凸台的极限高度和水平壕沟的极限宽度,建立各种极限路况的计算模型,对车载防空多管火箭炮进行了行驶动力学仿真,得到全系...     

多体系统发射动力学及其应用

射击精度差、试验用弹量大、发射不安全是制约现代火箭、火炮武器发展的三大技术难题。武器系统精度和发射安全性取决于武器系统动力学规律,发射动力学作为研究武器系统发射过程中受力和运动规律的一门新兴综合工程学科,在国际上已成为提高火箭和火炮武器系统射击精度和发射安全性的新技术突破口,为射击精度和发射安全性设计与试验提供新理论与技术。文章研究多体系统发射动力学理论与技术及其在火箭和火炮武器射击精度和安全性设计与试验中的应用。