脉冲气体炮膛口流场特性研究

为了研究脉冲气体炮的膛口流场结构,建立了二维轴对称非定常黏性可压方程和Spalart-Allmaras湍流模型。采用动态分层网格技术,对弹丸在5.0 MPa气室初压作用下产生的膛口流场进行了数值模拟,给出了不同时刻马赫数等值线的变化图。详细分析了膛口流场发展规律及弹丸运动规律。结果表明,膛口流场结构主要由膛口冲击波、弹底激波、瓶状激波等复杂波系构成。受复杂的膛口流场影响,弹丸在管外的运动速度具有较弱的波动性。     

火炮内膛涂油弹炮接触熔化热流体模型与分析

该文就火炮内膛涂油条件下,弹丸在膛内高速运动中的弹炮接触熔化进行了分析,建立了涂油条件下的弹炮接触熔化热流体模型,进行了数值计算,计算了弹带熔化速度和厚度及其对弹丸摩擦系数的影响,结果与实验值吻合较好.计算结果表明:在弹丸滑动速度到达一定数值后,首发涂油时的摩擦系数与无油时一致.但在此之前,即弹丸运动初期的一段距离上,摩擦阻力大于后续各发,这是造成首发炮弹初速偏大,射程偏远的一个因素.该文所得结果可应用于内弹道计算,从而为认识弹丸在膛内强制滑动下的接触摩擦及其弹丸运动中的阻力机制,弄清炮膛涂油对弹丸初速的影响提供了理论依据.     

引信防雨机构的理论研究

研究了弹头引信在弹道上由于碰雨而使弹丸早炸的问题,以及雨滴、雨场与形状各异的防雨机构(或引信头部)作高速碰撞的问题.对弹体出膛后引信的碰雨情况、雨滴与引信头部的碰撞机理和作用过程等作了论述。与实验结果比较;表明高速碰撞雨滴和低速碰撞雨滴的飞散情况是一致的。     

耦合内弹道过程的膛口流场数值模拟与分析

为提高武器精度,模拟弹丸射入膛内后的膛口流场,耦合内弹道过程分析弹丸射出炮口前的初始流场和射出后的流场变化.采用内弹道经典模型计算膛内弹后气体流场,建立二维轴对称气体动力学模型计算弹前气体及膛口流场,通过弹前阻力将二者同步耦合计算.计算过程采用非结构网格方法,同时考虑运动弹丸的影响,计算结果与实验流场相吻合.计算结果捕捉到弹丸出炮口后在膛口形成清晰的瓶状波系.分析得到弹丸出炮口后1.5 ms时刻炮膛内外的马赫数轴向分布;此时火药气体在膛外膨胀的最大马赫数可以达到6.32;火药经过激波后气体速度迅速下降到声速以下.由于激波的作用,在激波前后压强会产生阶跃.     

弹丸膛内受热及其采用主动冷却技术的影响

该文通过对弹丸不同部位受热方式进行分析,建立了弹丸滞留预热身管中受热的组合模型,模拟了某大口径火炮在不同环境温度下,通过连续射击达到最大加热工况时,弹丸滞留身管的温度响应过程并预测了其安全停留时间,所得结果与试验实测数据吻合较好。在此基础上,就采用身管主动冷却技术对弹丸膛内安全停留产生的影响进行了探讨,结果表明：主动冷却技术可以有效地解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。     

水下枪械弹丸膛内速度变化规律的研究

弹丸在膛内速度的变化规律是水下枪械的一个重要内弹道量,是火炮性能及弹药检验的主要标志量,本文通过建立水下枪械的内弹道模型并结合仿真技术得出弹丸在膛内速度的变化规律。     

研究弹丸膛内横向运动的近似方法

该文用近似方法,研究了弹丸在膛内的一般运动,并与弹带中心沿炮膛轴线运动假设下的弹丸运动进行了对比。     

某加农火炮膛内环境测试研究

该文主要介绍某加农火炮膛内环境的测试与结果分析。为该弹丸引信设计及膛作事故分析研究提供了实验方法与有关数据。该文提供了方法对其他大口径高膛压火炮膛内测试也有参考价值。     

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。     

基于局域均值分解的膛内横向微动特征提取方法

针对弹丸膛内横向摆动产生附加的微多普勒调制项问题,提出了一种基于局域均值分解(Local mean decomposition,LMD)的调制信号分离和特征提取方法.采用LMD方法,将复杂调制信号自适应地分解成若干个具有物理意义的瞬时频率的单分量信号,对每个单分量解调求出瞬时幅值与瞬时频率,获得原信号的调制信息.通过仿真信号验证了LMD处理多分量调幅-调频信号的有效性,将LMD方法应用于膛内运动弹丸实测信号的分析,结果表明该方法能完整提取出弹丸膛内横向微动产生的微多普勒频率调制特征.     

Wigner高阶谱在弹丸膛内运动分析中的应用

针对传统时频分布分析的时频分布图能量聚集性差、交叉项干扰严重且对噪声敏感的问题,提出了一种基于Wigner高阶谱的膛内运动弹丸回波信号处理方法.对仿真信号从能量聚集性、交叉项抑制、抗噪声三个方面进行比较研究,结果表明Wigner高阶谱进行高阶多项式调频信号瞬时频率估计具有优势.对某型炮弹实测数据采用基于MATLAB的Wigner三谱对角切片算法获得时频分布图.提取时频分布图的时频脊线得到瞬时频率曲线.由多普勒效应公式反演出膛内弹丸的速度、加速度曲线.与实验结果相比:炮口速度相对误差为1.34％,弹丸运动距离与炮管实长的相对误差各为0.52％.验证了在强噪声环境下,Wigner高阶谱分析是膛内运动弹丸回波信号处理的一种更准确有效的方法.     

基于MATLAB的枪炮内弹道程序设计及仿真

本文基于MATLAB研究弹丸在炮膛内加速运动的计算问题,对内弹道程序设计并用matlab仿真。根据灵活变动的构造诸元和飞行条件进行快速准确的计算,得出弹丸在枪炮内膛时各点的压力和速度及弹丸在飞出内膛时各点的位移和速度,从而得出弹道诸元和弹道曲线,经分析,在误差允许范围之内,该计算结果与实际情况基本相符,具有现实意义。     

弹载自测速修正的炸点控制技术

弹丸初速是影响弹丸空炸精度的重要参数之一。针对弹丸初速度大小呈散布性特点提出了一种通过弹载自测速实时修正引信作用时间的炸点控制方法。设计了弹载自测速系统并分析了提高测速精度的关键因素。以弹丸水平射距为修正前提,通过弹载自测速和一次函数修正法构建了弹丸炸点控制技术。靶场试验表明在水平射距为1 500 m的空炸试验中炸点平均误差为9.6 m,这比不经过时间修正的试验中的平均定距精度提高了一倍多。该炸点控制技术有效地提高了弹丸炸点的精度并可为智能引信的设计提供参考。     

超高速弹丸电磁发射动力学

为了研究超高速弹丸(hyper velocity projectile,HVP)在电磁炮中发射时的弹炮刚柔耦合问题,建立身管刚柔耦合模型,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞模型,并在Adams中对刚性、柔性两种身管下的弹丸膛内运动进行仿真,获得超高速弹丸膛内运动基本特性。通过对比仿真结果得到考虑弹炮刚柔耦合作用时弹丸的横向角速度变化情况,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞力变化情况。结果表明:为获得相对准确的系统运动规律,在研究电磁炮发射动力学时需充分考虑弹炮刚柔耦合作用对系统动态响应的影响。     

按最小膛口动能设计的武器机动性较差

传统认为膛口动能大,武器机动性差.本文认为在最大射程一致时,弹丸重,膛口动能小,膛口冲量大的外弹道方案后坐动能大,武器的稳定性与机动性差.建议将后坐动能与武器质量的比值作为武器机动性指标.     

增雨弹弹体结构发射强度有限元分析

采用弹底、弹头部双引信结构的增雨弹与以往单独使用头部引信的增雨弹相比,在发射过程中更容易发生弹底引信变形过大,致使结构破坏失效,甚至发生炸膛的严重事故。因此,要保证其整个使用过程的安全性、可靠性,必须在设计之初要对其发射强度做大量的计算和实验研究、针对这一问题,本文通过数值模拟的方法,对增雨弹的发射强度进行有限元分析,得出与弹丸发射强度理论相符的结果,并给出弹体结构改进意见。     

膛口感应装定通讯链路的动态测试方法

针对膛口感应装定通信链路可靠性要求的特点,提出了一种膛口感应装定通信链路的动态测试方法。引入了测试弹丸加速装置,模拟膛口感应装定的动态环境;引入基于LabVIEW编程技术的专用测试软件,由其替代引信解码电路,对装定信号进行解码测试;建立软件解码测试仿真,分析其替代硬件电路的可行性,以更好地实现对膛口感应装定通信链路全面、真实的检测。     

海30弹丸-引信系统瞬态应变测试研究

该文对海30弹丸-引信系统在膛内运动期间高冲击下产生的应变进行了测试。在理论上分析了粘贴应变片的合适位置,提出了三种可行的测试方案,估算了测试精度。为弹丸-引信系统的有限元结构动力分析提供了有用的定量数据,为各种弹丸-引信系统的失效分析开拓了一条研究途径。     

灰色系统理论在火炮内弹道性能变化量中的应用

为了研究火炮内膛质量状况与内弹道性能改变量之间的不确定相关性,提出采用灰色系统理论进行分析的方法,并建立了GM（1,N）计算模型,通过利用该模型对某大口径加农炮进行计算,结果表明：弹丸膛口速度计算值与实测值的相对差小于0.3 %,膛压的相对差小于2 %.     

膛口火药气体温度的声学测量方法

本文给出一个新的测量弹丸射出膛口后弹后火药气体温度的方法。其原理主要是通过测量传入膨膛内胀波的速度而间接获得火药气体的温度。该方法适用于绝大多数制式兵器。