Remote Control System of 37 mm Double Tube Antiaircraft Gun for Hunan Weather Modification

Hunan Weather Modification Center and Suizhou Dafang Precision Electromechanical Engineering Co.,Ltd. of Hubei commonly transformed and installed 83 double tube antiaircraft guns( 37 mm) of Hunan Province in order to realize remote control of computer. After transformation,loading capacity of ammunition feeding machine became large,which could shorten the time of filling shells in the case of short airspace time;one shell launch volume was more,which could improve hail suppression effect; the degree of automation was greatly improved,which could save manpower by more than 50%. It fully embodied the modernization level of Hunan weather modification operation.

D波段行波管电子光学系统设计

提出一种用于D波段行波管的电子光学系统设计方案,包括电子枪和永磁聚焦系统,并进行了验证。电子枪采用经典皮尔斯电子枪结构,阴极发射面的外层设置阴极套壳,抑制阴极边缘杂散发射;采用圆柱形控制极替代锥形控制极,同时在聚焦极加负偏压,调节电子注的压缩状态。所设计电子枪工作电压为19 kV,提供电子注电流57 mA,注腰半径为0.068 mm,射程为14.9 mm。为在半径0.15 mm的电子通道中稳定地聚焦和传输电子注,永磁聚焦系统采用周期永磁聚焦系统。峰值磁场为布里渊磁场的2.9倍,增加了电子注刚性。模拟结果显示,传输的电子注最大波动半径小于0.1 mm。按所设计的电子光学系统加工组装了试验流通短管,测试结果显示电子注电流为49.83 mA,收集极电流为49.6 mA,对应电子注流通率达到99.5%,实现了设计目标。

基于微多普勒特征的坦克目标参数估计与身份识别

对坦克装甲车等地面活动目标进行分类与精确识别具有重要意义。微多普勒特征能反映目标的多种细微特征,在目标身份识别上具有独特优势。该文讨论了坦克目标炮塔炮管这样特有结构的微多普勒特征,基于不同种类和型号的坦克目标炮塔激励的不同微多普勒特征,提出了一种对坦克目标参数估计和精确身份识别的方法并给出一般步骤。给出了微多普勒的理论计算和仿真时频谱,仿真结果验证了理论分析与方法的正确性。为已有目标识别方法提供了重要辅助手段。

炮口冲击式火炮后坐模拟试验的数值分析

为了获得炮口冲击试验装置的冲击参数,保证火炮后坐模拟试验的精度和有效性,以某型地面火炮为对象,基于MSC.ADAMS软件,开发了虚拟的火炮后坐模拟试验平台,实现了火炮动态后坐、复进过程的动力学模拟,开展了冲击参数的均匀试验设计。通过试验与数值模拟结果的比较,验证了冲击参数组合的合理性和模拟试验的有效性。

火炮身管固有振动特性的有限元传递矩阵法

利用二节点Hemite梁单元对火炮身管进行单元离散,利用传递矩阵进行离散单元之间状态矢量的传递,推导出火炮身管总传递矩阵及振动频率方程.对某火炮身管固有振动特性进行了分析,计算得到了振动频率和振型.用有限元传递矩阵法分析火炮身管固有振动特性,矩阵阶次低,计算所得的固有频率与实际固有频率接近,误差在允许的范围内.

身管内膛复合镀铬层的组织退化特征

研究了某型号身管后膛射击后复合镀铬层(由顶层的高收缩性铬和底层的低收缩性铬组成)的组织及显微硬度退化特征。结果显示:经3000发射击后,复合镀铬层沿着涂层厚度方向呈现梯度性再结晶,其组织由射击前的柱状晶粒团簇逐渐转变成等轴晶粒团簇,这导致镀铬层的硬度梯度分布;高收缩性铬层的表层晶粒成长最大,其相应的硬度由初始的960HV左右急剧下降到330HV左右。另外,高收缩性铬层许多短小的镶嵌微裂纹消失,而且一些穿透镀铬层的主裂纹形成并扩展到基体。根据服役条件下镀铬层的组织及性能退化特征,调整优化镀铬层的组织或许能有效地延长身管内膛镀铬层的寿命。

火炮身管锥度对弹丸起始扰动的影响分析

火炮身管设计时,根据强度理论有一段圆锥段,身管圆锥段锥度的大小影响近炮口段身管刚度的大小,刚度大小对于弹丸起始扰动的影响规律值得进行研究。针对这一问题,建立某大口径火炮弹炮耦合全炮动力学有限元模型,计算不同工况下锥度为c=0°、c=0.38°、c=0.73°和c=1.17°时弹丸膛内的运动规律。分析结果表明,对建立的某大口径火炮而言,在保证身管质量、质心不变的前提下,身管锥度越小,即身管近炮口段越粗,身管近炮口段刚度越大,越有利于减小弹丸起始扰动。

火炮身管弯曲度检测方法研究

为实现对火炮身管弯曲度的非接触无损检测,提出不完全整体式结构下的检测方法。利用半导体激光准直光束作为测量参考基准,位置敏感探测器(PSD)作为接受器件,应用单片机实现系统的总体控制,最大程度减化系统外部结构。建立系统数学模型,实现火炮身管直线度的非接触无损自动检测,最终达到预期的效果。

火炮身管直线度检测系统总体设计

针对传统火炮身管直线度检测存在的深膛受限、精度较差、自动化程度较低等不足,设计了一种基于光电位置传感器的适用于不同口径、不同长度身管的火炮身管直线度检测分析系统,由直线度检测硬件分系统与直线度数据分析处理软件分系统组成.重点分析了检测硬件分系统的工作原理及各组件功用与组成,包括机械部分、光学部分和电路部分.该检测系统能满足现代化作战条件下武器系统快速、便捷检测的要求,具有较强的实用意义.

身管内表面横纹萌生的力学成因及安全裂纹尺度估计

通过对某火炮机械自紧残余应力进行分析以及对射击时身管宏观受力进行计算,结合大型摸底及身管解剖试验,综合分析表明:该火炮身管内表面出现早期横纹本质与其他火炮没有区别,只是该身管内表面浅层轴向残余拉应力的存在有可能促进了横纹的过早出现。在身管内表面存在初始裂纹前提下,通过进一步对身管疲劳寿命的理论估计,即便不考虑残余应力对身管疲劳寿命的贡献,在设计给定参数条件下,理论估计的身管疲劳寿命仍高于火炮设计的弹道寿命,估计裂纹安全深度不大于6.78mm。

杀爆战斗部破片冲击导致火炮身管失效的准则研究

研究了杀爆战斗部破片冲击身管引起管内鼓包导致身管失效的准则。采用量纲分析法对鼓包高度的影响因素进行分析,并建立了理论模型。以试验为背景建立了数值仿真模型,并进行了数值计算。采用最小二乘法对仿真结果进行回归分析,拟合得到了鼓包高度的计算公式。鼓包高度计算模型的计算结果与数值仿真结果比较一致。所建立的模型及给出的数据,对武器系统生存能力的分析和战斗部的设计与改进提供了参考数据。

温度场下火炮身管固有频率和振型的三维有限元分析

利用 ABAQUS 有限元计算软件对在温度场下,某型火炮身管的前四阶固有频率和振型进行了计算和分析,发现温度场对炮管固有频率有一定的影响。在600℃时,其下降幅度达到室温下计算值的9%,为进一步分析火炮的动态响应和确定火炮的工作范围提供了依据。

大口径自行榴弹炮身管主动冷却系统设计

介绍了大口径自行榴弹炮身管主动冷却概念及设计原理,提出了主动冷却设计中的一些关键技术问题,并基于身管熔化烧蚀预测数学模型,通过实例和理论算例对主动冷却效果进行了分析,为大口径自行榴弹炮身管主动冷却设计提供了理论参考。

浮动铰刀振动铰削小口径火炮身管的研究

研究了振动铰削抑制积屑瘤形成的机理,在此基础上通过浮动铰刀振动铰削小口径火炮身管的实验,分析了振动铰削对火炮身管内膛表面粗糙度的影响。振动铰削把普通铰削的连续切削过程转变为断续的脉冲式切削过程,将普通铰削时的螺旋状连续切屑变成了非常细小的针状单元切屑,增强了铰削加工的断屑排屑能力,从根本上抑制了积屑瘤的形成,避免了已加工表面的犁沟和鳞刺。实验表明:振动铰削的表面粗糙度Ra比普通铰削至少提高3级;振动铰削的表面粗糙度Ry不到普通铰削的1/5;振动铰削使孔的已加工表面均匀一致,显著提高了身管内膛的表面质量。

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.

火炮身管静态参数测量系统设计

针对目前火炮身管静态参数测量中存在的问题,发明了轴向运动精度达万分之五和周向运动精度达0.1°的口径自适应机械公共平台,设计了双MCU控制的硬件公共平台和模块化的软件公共平台,结合可实现疵病全参数测量的疵病检测模块可使疵病长度和深度的测量精度达0.1mm;与利用高精度光栅副设计的内径测量模块结合可使内径参数测量精度达0.0002mm;与其他测量模块结合即可完成其他各种参数的高精度测量。与其他同类系统比较,该测量系统结构紧凑轻便,使用操作方便,具有测量精度高,定位准确,可扩展性好,可靠性高,可维护性好,适合火炮全寿命过程检测应用的特点。

基于虚拟仪器的小口径身管内径测量系统设计

针对小孔径身管(尺寸)内径测量较为困难的特点,提出了一种基于虚拟仪器的小口径身管内径测量系统。该测量系统主控制器采用工业PC机,测量仪器为外置驱动,通过激光位移传感器分别测量仪器位置与身管内径,通过串口将数据传输至PC机。使用Lab VIEW编写上位机软件,实现了数据的自动采集、结果显示、报表生成及打印等功能。实验结果表明,设计的小口径身管测量系统是可行有效的,精度满足工程需求。

机枪内膛壁面瞬态温度的测试

借助专门研制的盲孔测温传感器和瞬态信号采集系统,测量得到距14.5 mm机枪身管内壁一定厚度处(xp层等温面)各时刻的温度值.建立单发射击时身管壁瞬态导热的数理模型.以实验测定的xp层的温度—时间函数为已知条件,采用分析解法得到定解问题的解析解.最终可求出身管内壁各时刻的温度值.

基于有限元仿真的火炮身管外表面缺陷分析

研究了火炮身管外表面的一种失效形式——压坑对身管寿命的影响。探索出一种估算压坑中最大应力强度的方法：定义了压坑应力集中系数,通过MSC.PATRAN建立了压坑模型,利用MSC.NASTRAN及一元线形回归分析了身管外表面压坑的应力分布,实现了多种形状参数的无量纲化,并通过三元线性回归拟合了计算公式,修正了已有标准的欠缺。

炮身的双时变横向振动分析

根据射击时炮身悬臂长度和激励载荷作用点及其数值大小都随时间变化（称为双时变）的基本特点，研究了炮身在射击平面内的横向振动问题，包括建立数学模型，分析计算自由振动特性和强迫振动响应等。提出了时变支承的定点替代、变位置载荷的时间等效和静态位移修正等实用方法来解算双时变中的一些问题。分析计算与实测结果符合良好。