应用激波降噪机理的炮口消声器设计及试验验证

针对火炮的膛口噪声问题,提出了一种基于激波降噪机理的消声方法,利用超声速气流经过激波后总压降低、可用能量降低的特点来降低膛口噪声声功率,进而设计了一种膛口消声器,通过扩张段增加马赫数、收缩段产生激波可以不断降低火药燃气的可用能量,达到降低膛口噪声的目的。建立消声器的数值计算模型及仿真分析,研究了消声器内部的流体流动情况及激波形成过程,以炮口及消声器出口的总压降低情况分析了消声器的降噪效果,并设置外部监测点检测外部压力场的变化,最后通过试验验证消声器降噪效果。结果表明:基于激波降噪机理设计的消声器可降低膛口噪声19dB左右,且试验降噪量与采用总压降低量进行分析的降噪效果基本一致,证明了应用激波特性降低噪声以及采用总压降低量分析消声器降噪效果的可行性。研究内容为消声器设计提供了一种新思路,为炮口噪声的降低提供了理论及工程指导。     

炮口制退器的焊接

炮口制退器的主要材料为PCrNi3Mo。对PCrNi3Mo钢实施焊接后出现的冷裂纹及残余奥氏体的原因进行了论述，提出了预防及解决措施，成功地解决了炮口制退器的焊接问题。     

随炮炮口速度测量传感器的研究

简单介绍了区截测速系统的结构及原理，设计了一种体积小、重量轻、结构简单、可靠性高、成本低的专用区截炮口测速传感器．通过在弹道炮上的特性测试，给出了该传感器实测特性曲线．经过实弹射击证明，整套系统结构简单、使用方便，为高射速转管武器随炮实时测量弹丸炮口速度提供了一种可行方法．     

黄金分割比在炮口制退器结构拓扑优化中的应用

采用有限元分析方法对炮口制退器进行拓扑优化,并在沟槽即去除材料设计中采用黄金分割比.通过有限元静强度和动刚度对比分析,发现采用黄金分割比优化后的炮口制退器在较小质量的情况下具有较好的综合力学性能和较大的动刚度.     

炮口冲击波场的计算程序

目前,在火炮设计与勤务使用中,迫切需要一种予计炮口冲击波超压的计算方法,尤其是绘出炮四周围空间直至炮手区域的冲击波超压的等压场。因为,只有完整的等压场才能分析与予计炮口制退器的影响并确定危险区域的范围。 由于带炮口制退器的出口气流之准确计算极为复杂,尚无一种可供计算的成熟方法。近年来,国外推荐的是半经验方法,如美陆军“工程设计手册”方法、美AD601728方法及苏奥尔洛夫方法等。由于这些方法的经验性质,因此,对不同类型火炮、不     

超高射频火炮射击实验及内弹道过程仿真

该文进行了超高射频火炮膛内串联排列的3发弹丸的射击实验，建立了膛内过程的经典内弹道模型，并进行了数值模拟。计算结果和实验结果很接近，表明该模型用于模拟超高射频火炮高频连发的膛内过程是可行的。利用该模型分析了射击频率对最大膛压和初速的影响，计算结果表明：超高射频火炮的射击频率应该有一上限，就是在上一发弹出炮口并且膛内压力下降到一定压力时再击发下一发弹，才能避免各弹丸之间的相互影响，使初速散布减小。     

光纤布拉格光栅应变传感器炮口初速测试技术研究

在对光纤布拉格光栅应变传感原理分析的基础上,提出了一种易实用化的,能够实现武器弹丸炮口初速测试的方法,介绍了系统的基本组成,对光栅布拉格传感器弹丸炮口速度测试原理和方法进行了分析.和传统的测试方法比较,该测试方法能够实时连续测量火炮发射时每发弹丸的炮口初速,可以用于弹药可编程引信的实时装定,提高空爆弹药的杀伤力,也可以用于对火炮身管寿命的分析.     

近炸引信炮口保险距离的计算

该文以国外某舰炮弹药无线电近炸引信为例,分析研究了该无线电近炸引信炮口安全保险距离有关的参量,通过对火药燃烧时间和电路延迟时间的计算推出了几种不同情况下该无线电近炸引信炮口保险距离,分析计算方法具有普遍性。     

引信安全系统动态特性及膛内安全性研究

针对传统安全系统的隔爆部件在钟表机构的轮系失效时,可能引起的炮口炸的问题,提出一种消除此种危险的安全系统结构设计准则. 通过建立结构的动力学方程,得到回转体部件在弹道环境下的运动规律,同时用ADAMS仿真进行分析和验证. 研究结果表明这种结构能够消除炮口炸的危险,分析理论可以用于指导安全系统的设计.      

自行火炮行进间刚柔耦合多体系统动力学分析

为了研究自行火炮行进间炮口振动频率特性,建立了某自行火炮刚柔耦合多体系统动力学方程。考虑到身管柔性对炮口扰动的影响,在HyperMesh有限元软件中计算获得柔性身管约束模态并生成中性文件,利用ADAMS/ATV履带工具箱建立了该自行火炮刚柔耦合动力学模型。针对实际行驶工况,运用谐波叠加法编写路面谱程序并生成路面文件,对E、F、G级道路进行了模拟,获得了自行火炮在不同等级道路上以不同速度行驶时的炮口动态响应。利用快速傅里叶变换得到炮口角加速度功率谱密度曲线。通过分析对比,确定了柔性身管炮口在不同行驶工况下的振动频域范围。     

双级装药膛内二次发射原理探讨与分析

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而不增大最大膛压的新技术,设计了双级装药弹的结构,为提高大口径身管武器的初速提供了一种新思路.提出了二次发射过程的物理模型,并以12.7 mm弹道枪为对象建立了膛内二次发射内弹道数学模型,分析了参数变化对膛压和初速的影响规律.计算结果表明:在身管长度增量相等的条件下,双级装药弹初速增加量是12.7 mm普通弹的2倍以上.     

火炮系统的自由振动

该文研究火炮系统的固有振动特性。求得了火炮系统固有振动的频率方程和振型函数的精确解析式。由此可见炮架的质量大小和分布对系统的固有振动影响很大。可根据该文导出的公式,通过调整炮架质量的大小、炮架质量的分布、炮口制退器的质量、支承条件等参数中的任一个、几个或全部参数,达到调整系统的固有振动,提高射击精度的目的。     

一种小口径自动炮复合型减后坐技术研究

提出了将高效的膛口制退器、时延式喷管气流反推减后坐装置和新型阻尼可调高吸能缓冲器3者有机结合的复合型减后坐力技术,实现大幅度降低小口径自动炮连发射击时的后坐力.建立了该自动炮复合型减后坐刚柔耦合数学模型.经过仿真分析,计算结果曲线与试验曲线基本相符.试验数据表明,复合型减后坐力技术能够有效使自动炮后坐力显著降低.为今后低后坐身管武器的研究提供了理论依据和应用参考.      

车载火炮炮口扰动影响因素分析

研究火炮发射时的多柔体系统动力学模型可以分析炮口扰动的主要影响因素,为减小炮口扰动以及提高火炮射击精度提供技术途径。建立了某车载炮发射过程的虚拟样机模型,考虑了身管的变形,滑板与身管刚性连接,利用接触副模拟滑板与摇架的碰撞,通过数值计算获得了动力偶臂、导轨间隙、炮口制退器质量以及身管支撑位置对炮口扰动的影响情况,为该类武器的总体设计和结构设计提供了技术支持。     

铅球出手参数的软件诊断程序设计与应用

铅球成绩主要取决于铅球出手高度、出手角度和出手初速，为求得这方面的有关参数，我们以Ｐａｓｃａｌ语言编制程序，通过微机处理，诊断出有关数据，为教学与训练提供具体实际的参考资料。     

火炮后效期非定常理论计算公式

火炮的后效期现象是一种比较复杂的非定常气体动力学现象。传统的后效期理论通常采用准定常假设 ,有些理论计算公式形式奇特 ,物理概念不清。该文对火炮后效期的理论计算公式作了系统研究 ,摒弃了准定常假设 ,求得了后效期膛内火药气体总动量变化率的解析解 ,得到了一套推理相对严谨、物理概念比较清晰的火炮后效期理论计算公式 ,包括后效期炮膛合力公式和一些后效期特征量计算公式。这些公式经实际应用检验 ,表明精度较好     

枪口火焰光电测量方法探讨

该文简述了常用枪口火焰测量的几种方法,对各方法存在的问题下作了系统分析,类比于枪口噪声的测量科学地提出了评价枪口火焰大小及强弱的评价指标,在此基础上提出了一种行之有效的光电测试方法,文中阐明了该方法的原理及系统组成,通过枪口火焰的实弹实验,证明了该方法的可行性。     

膛口焰的形成及其抑制

在12.7mm高射机枪膛口焰实验研究的基础上,从化学动力学和气体动力学角度分析了膛口焰的形成机理。对钾盐消焰剂和机械灭焰装置的灭焰机理作了初步探讨。同时,介绍了两种利用现有仪器进行膛口焰测量的方法。