火炮身管寿命预测问题的研究

该文根据火炮膛内烧蚀机理，提出了预测身寿命的过程和方法，首先按该心流为两相流，边界层为湍流的模式建立了预测壁温的腔内流动数学模型，对一定火炮进行了数值模拟，其次按膛壁烧蚀量与壁温成指数关系的经验公式计算烧蚀量。最后按烧蚀量计算弹丸初速下降量，再由初速下降百分量来预估身管寿命。     

身管烧蚀率与弹道诸元的关系式

前言大口径火炮的寿命一般决定于直膛起始段的烧蚀量。该部位烧蚀的主要原因是发射药气体的热作用与化学作用。膛内发射药气体的性质与状态是由火炮内弹道性能所决定。因此合乎逻辑的推理是:对于一定材料的身管,内弹道诸元及装药的物理、化学性质决定了大口径身管的烧蚀。但是对烧蚀的物理、化学过程至今无法作详尽地描述,内弹道诸元以怎样的     

延长火炮身管寿命之分析

分析了影响炮膛烧蚀磨损的主要因素,指出合理选择火药种类、加入缓蚀剂、进行内膛表面处理以及采用复合材料身管都能有效提高身管的寿命。     

火炮内膛图像膛线识别及其参数计算方法研究

火炮内膛图像膛线识别及其参数计算是内膛质量评估的基础,关系到内膛疵病分析精度及其部位准确度.基于内膛图像灰度分布的特点,确定阴阳线交界点,应用数据拟合方法求得膛线缠角,采用图像处理技术将线膛火炮的内膛图像划分为阴、阳线及其过渡区域三部分,结果显示该方法具有良好的识别效果,为火炮内膛疵病图像分割与识别作好准备.     

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。     

涉及身管传热的膛内流动及其计算

该文提出了一种计算火炮射击过程中燃气对身管的热散失和身管内侧壁温的方法，它是通过在膛壁边界层建立非稳质量守恒和动量守恒方程的积分式，而获昨有关动量厚度的偏微分方程；再藉助膛内存在的包含气流对身管摩擦和传热的不稳定准一维流，以及身管管壁内的径向热传导关系，运用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ有限差分格式，计算对流传热引起的膛壁内侧的温度分布和经由膛壁的热散失，并由此估算因热机理引起的身管烧蚀。该文还以某榴弹炮的     

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。     

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 %.     

火炮身管静态多参数测量系统的研究

针对目前火炮身管静态参数测量系统存在的精度不高、效率低、结构分散等问题,研制了一种集身管内径、烧蚀磨损及身管弯曲度测量于一体的新型高精度火炮身管测量系统。该测量系统综合利用精密机械制造、光学测试、图像采集与处理、计算机控制及软件设计等学科技术,采用了模块化设计方法,将各测量模块装置在身管膛内行走机构载体上,应用该系统对某两型火炮身管进行实际测量,各项参数指标均符合设计要求,满足了火炮身管静态多参数测量的需求。     

基于随机Wiener过程的火炮身管剩余寿命预测

身管是火炮武器的重要部分,其性能状态决定了火炮的使用寿命.将随机Wiener过程应用于火炮身管的剩余寿命预测,通过极大似然法估计模型参数,并利用Bayesian方法对参数进行更新,提高参数的估计精度.以某型火炮为应用对象进行寿命预测,得到了不同射弹发数条件下剩余寿命的概率密度函数和可靠度函数曲线,且预测精度随着射弹发数的增加逐渐提高.应用实例表明了方法的可行性,对火炮身管寿命预测具有一定的参考价值.     

基于纳米材料改性发射药的身管延寿技术研究

提出了一种通过在发射药中添加纳米复合材料来延长武器身管使用寿命的方法.该方法是将一种纳米复合材料添加到发射药中,通过改善发射药的性能,使发射药的抗烧蚀性和燃烧完全性提高,降低枪管温升,从而达到提高身管使用寿命的目的.以某型号小口径自动武器为对象,进行了身管常温寿命实验.结果表明,该技术可有效延长身管的使用寿命.通过对寿后枪管检测分析表明,在发射药中添加纳米复合材料显著降低了身管的烧蚀.     

弹头上膛线磨痕表面的分形模型

在发射子弹过程中,枪管膛线和弹头构成了枪械中最重要的摩擦副之一·理论分析和实验结果表明:随着枪支发射子弹量的增加,枪管膛线表面粗糙度增大,它对弹头表面磨损加剧,故弹头上膛线磨痕表面的分形维数D也将随着枪支发射子弹量而发生变化·根据实测数据得出分形维数D的动态方程,基于摩擦学原理和分形理论,提出了弹头上膛线磨痕表面的动态预测分形模型,其动态预测趋势与实验数据吻合·本文探索的目的在于通过分析弹头上膛线磨痕表面的变化特征来推断枪支的磨损程度·     

白口铁丸改性

针对白口铁丸在实际应用过程中不耐磨的现象，通过大量实验研究和试生产，找到通过添加合金元素生产合金铁丸，并通过适当热处理等手段。使其既具有较高硬度，又有良好的韧性，使用寿命得到提高，满足抛丸工作的需要，节约大量资金，提高了劳动生产率。     

短管炮模块装药两相流内弹道模拟

大口径火炮模块发射装药通常由多个模块组成,流场结构复杂。该文对燃烧场进行分区模化,并在此基础上给出两相流内弹道理论模型和计算步骤,编制程序对短管试验炮膛内发射过程进行了数值模拟。结果表明,膛内的压力、压差及弹丸速度等参量的理论计算结果与实验吻合得较好,模拟结果有较高的置信度。该模型和计算程序可用于模块装药结构火炮内弹道模拟、装药设计和安全性能分析     

纳米缓蚀剂技术减缓枪管内膛铬层破坏的研究

针对枪管内膛铬层在发射中损坏严重的情况,利用电子扫描电镜提取了寿命射击试验后的枪管内膛表面和断面的形貌特征. 在分析内膛铬层破坏机理的基础上,总结归纳了枪管内膛铬层破坏的几种形态特征,建立了铬层破坏过程的逻辑关系. 采用纳米技术制备了含纳米缓蚀剂的发射药. 试验结果表明,纳米缓蚀剂对铬层破坏可以起到明显的减缓作用,是保护枪膛铬层并延长枪管寿命的有效方法.      

枪管内膛损伤对弹头外弹道过程的影响研究

为研究枪管内膛损伤对弹头气动特性及外弹道过程的影响,基于系统的12.7 mm机枪枪管寿命试验获得的内膛损伤规律,建立了损伤枪管的有限元模型并获得了枪管在4个寿命阶段所发射弹头的表面形貌状态.采用基于剪应力输运（SST）k-ω湍流模型的计算流体力学（CFD）方法对不同表面形貌的高速旋转弹头的气动参数进行了数值计算.采用均匀设计方法安排随机因素影响下的弹头内弹道计算过程,获得了各阶段弹头膛口扰动随机响应状态.建立了弹头6自由度刚体外弹道模型,结合弹头的气动参数和膛口扰动状态对弹头外弹道过程进行编程求解,获得了100 m处各寿命阶段枪管所发射弹头的散布圆半径和椭圆弹孔率,最终计算结果与试验数据吻合较好.计算结果表明:弹头初始扰动在枪管寿命末期的迅速增大,以及大攻角下弹头所受气动力压力中心的前移和马格努斯力矩的增大等,是造成枪管寿命末期弹头飞行稳定性降低及枪管迅速寿终的主要原因.      

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.     

弹头表面磨损形貌的分形研究

应用分形理论对弹头磨损表面形貌进行了研究,研究表明,其表面磨损形貌的不规则和随机分布性具有分形特征。应用轮廓仪对不同枪支发射子弹的弹头磨损表面进行数据采集并计算出其分形维数,其研究结果表明:不同枪支发射子弹时,造成弹头表面磨损程度不同,其分形维数也不同。因此可将其分形维数作为描述弹头表面磨损程度特征量,会比较有效、方便地分析弹头表面形貌变化的特点,为推断发射子弹枪支提供了依据,也为弹头痕迹的量化检验进行了一种新的探索。