中大口径加榴炮发射环境极限边界工况炮-弹-引耦合响应特性

针对中大口径加榴炮机械触发引信早炸时有发生,引信及其典型结构在内弹道高动态复杂力学环境下的响应特性不清晰、失效机理不明确等问题,建立了考虑身管中后期磨损、底排弹0号装药、弹丸最大装填角、弹丸与引信极限偏差等极限边界工况的内弹道环境炮弹引耦合动力学仿真模型。采用融合SPH和Lagrange的有限元计算方法,分析弹引典型机构响应特性,并通过底凹弹和底排弹典型工况测试数据对仿真模型的预测误差进行验证。结果表明,极限边界工况会对弹丸挤进阻力、前定心部与身管撞击力的时域分布特征以及运动姿态等造成显著影响,会对引信及其典型机构过载响应造成较大影响。相比底凹弹和底排弹常规工况,膛内弹丸与身管撞击力分别增大63.75倍和29.82倍,出炮口瞬间弹丸俯仰角分别增大8.69倍和6.71倍,偏航角分别增大3.89倍和1.75倍,膛内引信回转体轴轴向峰值过载分别增大19.49%和5.44%,径向峰值过载分别增大78.7%和1.44倍。极限边界工况下,膛内阶段引信发生强度失效的风险明显增大,出炮口后弹引初始章动角量值明显增加,飞行阶段异常作用的风险也会增大。相关研究对于探寻复杂动态力学环境中大口径机械触发引信失效机理,指导引信加固优化设计具有重要意义。

中大口径舰炮总体设计中的主要技术问题

针对中大口径舰炮总体设计要求,提出中大口径舰炮总体设计的任务、原则、思路。根据舰炮的基本结构,对中大口径舰炮总体设计中的确定弹药传送路径、选择供弹系统构架、规划排壳方式、制定循环图、选择动力源、实现动力统一等主要技术问题进行分析,对涉及的技术方案进行比较和综述。本文研究成果对中大口径舰炮的总体方案设计具有重要指导作用。

中大口径舰炮“同时弹着”打击海面快速小目标方法

从近几年的海上安全形势来看,机动性好、体积较小的自杀式小艇已成为除反舰导弹外水面舰艇面临的最大杀手,如何实现对海面快速小目标的拦截和打击,是各国海军普遍面临的难题。因此,提出了中大口径舰炮“同时弹着”打击海面快速小目标的射击新方法,并建立了中大口径舰炮“同时弹着”模型,验证了中大口径舰炮2发同时弹着的可行性。同时,对中大口径舰炮“同时弹着”的误差、射击效力和适用距离等关键问题开展了研究。最后,结合实际战术应用,给出了中大口径舰炮基于梯次射的“同时弹着”射击方法,并通过仿真验证了该方法对打击海面快速小目标的有效性。

中大口径火炮弹药自动装填技术

弹药自动装填技术是中大口径火炮武器系统的核心关键技术之一。弹药自动装填系统直接影响自行火炮武器系统的射速、布局、体积、质量、动力源的功率配置、射击精度等指标。弹药自动装填技术的关键技术是弹药装填系统总体技术、弹药在部件内部运动的顺畅性、部件动作的可重叠性、大扭矩变负载快速定位与低压大电流驱动技术、多机构运动动力源相互影响问题。弹药自动装填技术研究可以促进火炮向无人炮塔和无人火炮的方向发展。

中大口径弹药自动装筒机器人关键技术研究

介绍了一种新型中大口径弹药自动装筒机器人,通过PLC自动控制,可实现多种型号、多种尺寸火工品的自动化装筒,详细介绍了机器人的系统构成以及工作原理;设备经实际应用检验,满足工艺要求,实现了无人化操作,提高了本质安全度,提高了装配效率,降低了工人劳动强度,避免了火工品表面刮伤和火工品的倾覆等危险事件的发生。

中大口径火炮射击密集度研究综述

综述了中大口径火炮射击密集度研究现状,描述了火炮射击密集度理论分析及其试验研究的主要进展,给出了目前开展火炮射击密集度课题研究所采取的动力学建模方法、射击密集度预测方法、关键参数测试方法。归纳了多年火炮武器型号研制和火炮射击密集度攻关过程中,当采用制式弹药时,提高射击密集度性能所采取的加强火炮结构刚度、减小结合面间隙和膛内时期自由后坐的三项技术措施。讨论了影响火炮射击密集度的主要因素,在此基础上,对火炮射击密集度的研究前景进行了展望。

中大口径轴对称光学非球面超精密磨削数控机床的研制

通过系统分析轴对称中大口径方形光学非球面包络法加工原理,提出了非球面磨削加工机床各轴系运动的数学控制模型,设计并研制了非球面精密磨削加工机床及机床速度、位移双闭环控制系统,在研制的加工机床上进行了330×300mm的方形光学非球面镜片磨削试验,并采用数字型电感测微仪设计了非球面在线检测系统,通过对加工后的光学非球面进行在线检测,试验结果表明设计并研制的光学非球面磨削加工机床加工精度满足光学非球面镜片加工面形精度PV值达到4μm的要求,且加工效率高,适用于中大口径非球面磨削加工。

中大口径弹药物理量自动化测量系统的应用与研究

介绍了一组中大口径弹药质量质心质偏及长度自动化测量系统的应用与研究,本套装备可实现多种型号、多种尺寸火工品的质量、质心、质偏、长度的自动化测量,详细介绍了本套装备的测量原理以及测量系统的设计;设备经实际应用检验,满足工艺要求,实现了无人化操作,提高了测量效率和测量精度,提高了本质安全度,降低了工人劳动强度,避免了火工品表面刮伤和火工品倾覆等危险事件的发生。

中大口径舰炮远程对岸射击观测方法研究

针对中大口径舰炮承担的对岸火力支援任务,研究其远程对岸射击观测方法。为满足岸上目标观测需要,提出舰载无人机、电视侦察弹、侦察卫星等远程观测手段,论证各观测手段的特点和实施方法,提出对岸上目标的定位原理。该研究可为中大口径舰炮对岸射击观测的组织实施提供参考,对武器系统作战效能的充分发挥具有重要意义。

基于发射环境炮-弹-引耦合仿真的中大口径加榴炮机械触发引信失效分析

目的研究高动态发射环境中大口径加榴炮机械触发引信及其内部典型机构的响应特性和底层失效原因。方法建立炮–弹–引耦合数值模型,开展0号装药、1号装药、0.4'装填角和身管中等程度磨损等4种工况下的动力学仿真,对比不同工况下引信典型部位的响应特性。结果装药量和火炮身管磨损量是引信典型部位载荷响应的主要影响因素,身管磨损量是弹丸出炮口姿态角的主要影响因素。身管中期磨损条件下,引信夹板部位膛内径向过载响应峰值达2498.4g,为初始状态的6.1倍;回转体轴响应峰值达4296.1g,为初始状态的1.5倍;弹丸出炮口俯仰角达0.4°,为初始状态的4.4倍。试验验证结果表明,典型特征参量的仿真模拟误差不大于5%。结论弹丸发射过程中,远离弹轴的引信安全系统轴类零件会承受更大的轴向载荷冲击和径向多维度载荷冲击,更容易导致与夹板配合的轴孔结合处发生失效。火炮身管磨损会导致榴弹配用引信在内弹道和出炮口承受更高的径向过载,以更大的姿态角进入外弹道飞行,是中大口径加榴炮机械触发引信外弹道飞行章动角增大的主要因素之一。

中大口径高合金钢无缝管材生产新工艺研究

阐述了采用"离心浇铸空心坯+管坯特殊处理+热辊模连续顶轧成形"短流程工艺生产中大口径高合金钢管材的新方法;通过对试制管材的力学性能、腐蚀性能和金相组织的观察,表明本短流程新工艺由于突破了穿孔的固有局限,适合生产难变形的高端管材,且管材具有优良的综合使用特性;节能降耗的优势明显(粗略估计可节能节燃料各10%)。

提高中大口径杀爆弹威力的技术途径

为研究提高中大口径杀爆弹威力的技术途径,分析了国内外弹药战斗部技术发展现状,通过几种炸药(及装药方式)与弹体材料及其性能匹配研究,杀伤威力的理论计算,结合某产品进行杀伤威力数值模拟和试验研究,提出提高中大口径杀爆弹威力的技术途径与建议。

中大口径T形截止阀介质流向选择

介绍了截止阀的结构特征,阐述了中大口径T形截止阀介质流向的选择。

中大口径舰炮跨介质水下防御技术研究

简要分析火炮水下防御技术发展现状,开展中大口径舰炮跨介质水下防御毁伤能力、内外弹道兼容匹配和弹道飞行稳定方式等技术研究。结果显示:中大口径舰炮进行跨介质水下防御具有较强的可行性,通过水下爆炸合成毁伤,可以增大对鱼雷的毁伤威力;通过增大弹丸质量、降低初速,可使内外弹道兼容匹配;通过对弹丸外形进行优化设计,可实现跨介质高速稳定入水。

中大口径弹体尺寸自动检测技术

为解决传统中大口径弹体尺寸检测手段落后、人工成本高且检测结果不准确的问题,设计了一种中大口径弹体尺寸自动检测装置。该装置利用核心检测元器件激光位移传感器和工业相机配合,实现对弹体主要尺寸的自动检测,且检测结果准确,装置运行高效、稳定。

多传感器融合的弹道环境参数存储测试系统研究

针对中大口径榴弹高动态、高转速、大过载的复杂工作环境,提出了一种多传感器融合的弹道环境参数存储测试系统设计方案。该方案选择了地磁传感器、加速度计的多种传感器,采用沿弹轴方向大量程加速度计阈值触发存储的采样方式,提高了系统可靠性,使用传感器模块和数据存储模块分置的结构设计,提高了数据存储安全性,使用环氧树脂胶进行灌封,提高了抗过载能力;通过靶场实验,测试得到多传感器数据,证明了该测试系统的有效性、数据的可靠性;该测试系统可以用于对恶劣环境进行环境测试,也可以为引信设计提供参考。

基于椎体空间的无人机毁伤元密度分析

中大口径先进撞击效率与摧毁炮弹具有弹道性能好、弹幕散布面积大等优点,然而椎体内部空间各位置点的弹片密度均不相同。对无人机位于椎体空间中各点时被命中的毁伤元数量进行实验分析。实验结果表明,在距离开舱点350 m时,七连发射击该椎体区域内的毁伤元数量能够满足毁伤要求,所得结果能够为抗饱和攻击以及单火炮同时毁伤多空中目标的需求提供数据参考和依据。

基于多传感器的弹道射程解算模型

针对在高转速弹载飞行环境中弹丸受力复杂、质点弹道方程解算的射程误差较大的问题,提出了基于多传感器的弹道射程解算模型。该模型基于地磁传感器和加速度计,结合多传感器各轴数据进行射程解算。通过弹道仿真实验与靶场试验对模型进行了验证。仿真实验和靶场试验结果表明,该射程解算模型误差较小、精度较高,具备一定的工程应用价值。

新枪探析(十七)——LWMMG机枪

在2012年5月15日的NDIA的联合军备会议上,首次公布了一款使用.338NM(8.6×64毫米)弹药的中大口径新型机枪,这就是由通用动力(General Dynamics)研制的轻量化中型机枪(Lightweight Medium Machine Gun),我们将其简称为LWMMG。