高压水炮系统水箱与连接件静态特性分析

消防直升机因其高机动性、大载质量和长航时等优点而被广泛应用于扑灭森林、超高层建筑和危化品场所等火灾。为防止结构问题引发安全事故,需要对其外挂水炮系统结构进行静力学分析,确保设计的外挂水箱结构强度和刚度符合适航标准。首先,使用SolidWorks软件建立了消防直升机外挂水箱和连接件的三维模型,并进行了适当的简化。然后,通过有限元分析软件对水箱及各连接件进行了静力学分析。仿真结果表明,所设计的高压水炮系统的水箱及连接件结构具有良好的静态特性,能够满足适航要求,并能保证系统的正常运行和性能表现。

某高射速自动炮多体瞬态传热及应力研究

为提高拦截概率,提高发射速率是高炮武器系统的重点发展方向之一,以期单位时间内发射较多的弹丸至目标区域。然而,高射速发射造成的热效应反过来又会影响火炮自动机中多体关键件的工作效率,最终影响火炮射击安全性。为提高高射速自动机射击速率和射击安全性,解决影响其关键件寿命的热效应问题,需对高射速自动炮自动机多体关键件瞬态传热及应力变化进行研究。以某转膛型高射速自动炮为研究对象,采用瞬态传热学理论,建立了自动机关键件传热模型,采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行了多体瞬态传热及应力变化仿真研究,仿真结果表明:随着射击频次的增加,关键件形变、温度急剧增加,最终会引起多体部件运动干涉影响射击安全性。仿真结果能够为自动机的设计、使用和维护保养提供理论支撑。

气云爆炸条件下消防炮的抗爆性能研究

以换流变压器站变压器燃爆防控及消防应用为背景,针对变压器在失控条件下可能发生的燃爆事故,通过设计模拟试验,完成变压器燃爆事故的模拟。进而对现有消防设备消防炮的功能可靠性和抗爆性能进行验证。结果发现,在高温、高压的气云爆炸火球范围内,消防炮的抗爆性能无法满足实际需要,在变压器爆炸后存在功能损失的情况。发现了消防炮自身的抗爆薄弱环节,提出了消防炮抗爆设计及安装改进建议。可为换流变压器站的抗爆型消防炮设计提供基础数据参考。

高过载信号的脉宽对泡沫铝缓冲效率的影响

弹载仪器在冲击载荷作用下的缓冲保护研究备受关注,本文针对实弹测试中高过载信号的脉宽对泡沫铝缓冲材料的缓冲效率影响问题,提出了一种基于空气炮试验的缓冲效率研究方法。将缓冲测试装置的缓冲模型简化为单自由度缓冲模型,分析并建立了泡沫铝在高过载信号缓冲压缩下的应力-应变曲线。研究发现,高过载信号的脉宽通过影响高密度泡沫铝的应变率而去影响塑性平台区应力和缓冲效率,而低密度泡沫铝的缓冲效率基本不受脉宽变化的影响。研究结果表明:高过载信号的幅值约20 000g时,脉宽下降111μs, 1.55 g/cm3泡沫铝塑性平台区应力增大约15 MPa,缓冲效率下降约5.97%;0.5 g/cm3泡沫铝在高过载信号的幅值相同,脉宽下降126μs,塑性平台区应力和缓冲效率基本不变。

炮管表面耐高温防腐全氢聚硅氮烷基复合涂层的制备及性能

[目的]为了应对未来战争中炮管表面高温、腐蚀等极端环境条件下的防护问题,亟需开发新型的耐高温防腐涂层。[方法]通过加热固化法在Q235碳钢表面制备碳纳米管(CNTs)掺杂的全氢聚硅氮烷基(PHPS)复合涂层(记为PHPS-CNTs)。研究了PHPS-CNTs涂层的组织结构,耐高温、耐腐蚀和抗老化性能,以及柔韧性和显微硬度。[结果]PHPS-CNTs涂层均匀致密,显微硬度高于32.8 HV,耐高温、耐腐蚀和抗老化性能及柔韧性良好。[结论]PHPS-CNTs涂层的综合性能良好,可为炮管提供良好的防护。

某设备入水试验的高速摄像系统设计

根据某气炮试验台的高速摄像系统设计需要,搭建了针对某设备入水试验的高速摄像系统,阐述了其工作原理,并进行了系统设计,包括硬件架构、相机参数、相机布局及观察窗尺寸设计。通过所搭建的系统对设备速度进行分析,证明系统设计合理,该气炮试验台性能稳定。

结构高过载实验的一种新方法

在前人工作的基础上 ,提出了一种高过载结构新的实验方法 ,即采用空气炮模拟高过载的载荷环境 ;采用弹载多路存储器测量加速度和结构应变。开发了弹载多路存储器测量系统 ,并以某结构为例 ,用本方法对其开展了高过载实验研究 ,结果表明本文方法可行 ,满足要求 。

基于高亚像素精度的图像处理测量坦克炮炮口振动位移

本文介绍了某次炮口振动测试与验证,在测试中以某坦克炮为测试对象,利用高速摄像对零度角射击姿态下的坦克炮炮口进行拍摄,对所拍摄图像进行了亚像素级别的图像处理,最终给出弹丸出炮口时的振动位移.该测试在靶场射击条件下,将炮口振动位移的测试精度提高到0.1mm量级.为了验证高速摄像的亚像素分辨精度,搭建了一套测试验证系统,该系统利用微型振动台产生微小振动位移,由固定在振动台台面上的一只加速度计通过数据积分得到相应的振幅,以此来实测亚像素分辨精度.本文在业内首次验证了高量级亚像素分辨率的图像分析在大口径火炮测试中的可行性,显示出其在大口径火炮炮口振动测试中的优势与潜力.

高层建筑气动消防炮结构研究与动力学分析

为了解决高层建筑消防问题,提出了采用气动发射灭火弹方式的高层建筑消防炮方案.研究探讨了气动发射式高层建筑消防炮的工作机理,对消防炮的发射机构进行了详细的研究设计.研究中采用了伴随管式发射方式,解决了高压空气发射击发时需要瞬态达到膛内发射全压的难题.利用有限元方法对伴随管强度及撞击过程进行了分析,对击发和发射过程进行了运动学和动力学分析解算.计算分析结果验证了结构方案的可行性.

一种脉冲防暴水炮喷嘴堵头的设计及实验研究

为提高脉冲防暴水炮的最大射程,改善射流结构,设计了一种新型的喷嘴堵头,利用高速摄影和数码拍摄技术实验研究了有无堵头情况下的射流形状,分析了堵头对射流雾化的影响。所设计的堵头能在注水时防止水外溢,获得了更为工整的射流结构,对射流的集束作用较为明显,射流最大有效射程较原来提高15m。堵头的存在对出口段射流的一次雾化有促进作用,是影响水炮性能的关键因素之一。

高层建筑消防炮弹道特性分析与射表编制

高层建筑消防炮主要是为应对高层火灾而研制的一种消防设备.高层建筑消防炮采用气动方式实施远距离发射,灭火弹出膛后在空中自由飞行直至侵彻建筑物玻璃进入火场后起爆灭火.基于高层建筑灭火炮的工作特点,研究了灭火弹在诸力作用下的运动规律,建立了弹道数学模型,结合算例进行了求解.弹道模型主要描述了内弹道过程、标准外弹道分析和非标准气象条件下的外弹道过程.根据所得弹道诸元编制了射表,确定了射表搜索策略,为消防炮控制提供了必要参数.

脉冲防暴水炮雾化特性实验方法分析

脉冲防暴水炮射流的非稳态特征和较大的雾场范围,增加了对其雾化特性进行测量的难度。通过分析当前激光雾场测量技术的基本原理和方法,指出粒子图像速度粒径(particle i mage veloci metry and sizing,PIVS)方法适合脉冲防暴水炮射流雾化特性的测量。根据脉冲防暴水炮的射流特点,提出了基于粒子散射、激光片光成像和高速摄影技术的测量方法,并对硬件系统的设计进行了分析,为下一步试验台的搭建提供了理论指导。

重庆市少年宫IMAX球幕影院设计

球幕影院在我国作为容纳一种新型电影观赏模式的公共建筑,目前除建筑资料集上有简单的介绍外,尚无其它系统的资料可以查阅。本文通过重庆市少年宫IMAX球幕影院的工程设计实例,对球幕影院工程设计中土建、消防、声学等方面的内容进行了阐述,可以为以后类似工程的设计提供借鉴和参考。

基于空气炮的高过载模拟试验方法研究

针对半导体桥火工品高过载模拟试验对加速度峰值(15×10^(4)g)和脉宽(200μs)的要求,对现有空气炮高过载模拟试验装置进行了改进,既改变火工品试样放置位置并将其置于工装靶中,通过子弹撞击带有整形器的工装靶,实现对侵彻高过载环境的模拟,并通过仿真和试验研究了工装靶质量、子弹质量和初速、整形器尺寸等参数对加速度峰值和脉宽的影响。结果表明:当工装靶质量为1000g、子弹质量为1500g、子弹初速为250m/s、整形器尺寸为Φ40mm×20mm时,仿真得到的加速度峰值为16.05×10^(4)g、脉宽为203μs;试验得到的加速度峰值为16.3×10^(4)g,脉宽为204μs。

高冲击空气炮试验中弹丸速度数据融合研究

针对高冲击测试过程中空气炮弹丸速度测量易受外界环境干扰导致测量数据不精确这一问题,提出采用分布图加分批估计的方法来处理测量数据。在测量数据的基础上,使用分布图法剔除测量数据的疏失误差,结合分批估计对其余测量数据进行融合。仿真实验和数据分析结果表明,该方法可以有效剔除试验中被干扰的测量数据,对试验测量数据具有更高的融合精度,从而保证了试验中弹丸速度测量的准确性与稳定性,降低了外界环境对试验的干扰,且具有较好的实用性。

基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验

针对目前实验教学中复合材料高速累次冲击实验的复杂性和高难度,该研究以空气炮高速冲击实验系统为基础,设计了一种单位置多次累积冲击实验方案,旨在探索三维编织碳纤维板冲击损伤演化过程。通过使用高速摄影机和复合材料各向异性数值模拟方法,捕捉并对比了冲击前后的速度和应力分布,得出了损伤扩展的4个阶段。此外,碳纤维板在被完全穿透前,仍然保持96%~98%的高吸能比,具有稳定的抗冲击与吸能能力。该实验方案符合教育部实验金课“两性一度”的目标,具有较强的综合性和应用性,可为类似实验教学方案设计提供参考。

高层建筑灭火弹电磁弹射系统研发

分析高层建筑灭火弹设备的现状,指出存在的问题,提出利用电磁力发射灭火弹。介绍了灭火弹电磁弹射原理、设备总体组成和工作过程。利用ANSYS Electronics仿真软件对电磁力进行了仿真。电磁弹射系统的研发弥补了现有灭火弹设备在高层建筑灭火方面的不足,为高层建筑快速灭火救援提供了一种新的解决方案。

小口径并联多管火炮立靶试验弹道辨识方法

基于高速摄影测量小口径并联多管火炮连发立靶试验的射弹弹道射弹发射管号、发射顺序和着靶对应关系的多参数测试,建立了基于原型聚类和贝叶斯推理的分段辨识方法,在首、末段辨识的基础上进行综合辨识,并进行了实弹射击验证。试验结果表明,本文方法可以测试并可靠辨识,对于某型4管并联火炮200 m立靶射弹辨识置信度优于95%。

某型涡轴发动机吞鸟试验及验证

为研究吞鸟对涡轴发动机的影响,进行了3次吞鸟试验。在试验中,由气体炮将鸟射入发动机进气道,采用高速摄影仪记录鸟的运行轨迹和撞击部位及试验件形变过程。试验数据表明:在吞鸟过程中发动机各参数均大幅波动,持续时间约为3~4 s,波动过后,功率恢复时间约为5~9 s,各参数达到最终状态时间约为90~95 s;试验后发动机性能有衰减现象,清洗后有所恢复。经孔探和分解检查可知:鸟的残骸主要部分未进入发动机主流道,第1级压气机叶片卷曲变形。

山西省运城市防雹高炮设置体系分析

通过对山西省运城市冰雹源及路径的研究,分析了运城市现有的75门高炮的设置特点,并提出了调整意见。