对大初速舰炮炮弹跟踪能力需求分析

新型舰炮武器炮弹发射能量可调且初速大、对观测设备的跟踪能力提出了很高要求。建立了观测设备对炮弹方位、高低跟踪死区模型。通过理论计算与仿真分析,明确方向跟踪死区、高低跟踪死区与初始观测距离、炮弹高度和速度,以及观测设备跟踪角速度之间的关系,并用于计算在一定炮弹初速和水平观测距离条件下,在本舰或协同平台进行观测时,对炮弹实现有效跟踪所需的初始观测距离或预置观测点,对保障大初速舰炮炮弹的有效跟踪具有重要意义。

基于GM(1,1)-BP组合模型在炮口初速预测的应用

炮口初速是影响火炮射击精度的重要因素,如何能够准确预测出炮口初速,把握短暂战机精确打击目标,成为研究的重要方向。以往对炮口初速的预测大多采用单一的预测模型进行预测,虽运算过程简单但是预测精度并不理想。为提高模型预测精度,提出在GM(1,1)、BP神经网络预测模型基础上,利用误差平方和最小原则建立组合预测模型,对炮口初速进行预测。预测结果表明组合模型预测结果精度高于其他两个单项模型。

爆炸驱动下独立结构破片初速分析

为预估独立结构破片受爆炸驱动下的初速特性,采用数值模拟方法得到不同驱动速度所需的装药量,并开展静爆试验。基于数值模拟方法构建了独立结构破片初速和相同装药载荷系数条件下Gurney速度间的函数关系,比较了装药高度和装药面积对破片初速的影响规律,独立结构破片速度约为对应Gurney速度的14%~18%;相同装药量条件下,增加装药面积较增加装药高度对破片初速的提升幅度可达28%以上。试验结果表明:数值模拟与试验测试结果吻合较好,最大误差在3.8%以内。研究结果可为独立结构破片初速和装药量设计提供参考。

电磁弹射系统负载初速测试技术

初速是电磁弹射系统的一项关键指标,速度测试对计算负载动能,评估弹射系统的综合性能等都具有重要意义。为获取电磁弹射系统发射过程中的负载速度,分别采用高速摄影、加速度传感器和毫米波多普勒雷达3种方案开展实测工作。研究结果表明:3种测试方案均能有效获取负载速度,测量方案可行,测量结果一致性好;3种方法中,高速摄影测速结果相对较低,加速度传感器测速结果相对较高,多普勒雷达测速结果处于二者之间,多普勒雷达测速结果与速度真值更为接近,精确度更高;对多普勒原始信号所采用的数据处理方法保证了雷达测速结果的精度,可为雷达测速系统在其他领域的应用提供参考。

炮弹初速减退量状态方程的构建与应用

基于火药爆燃对炮管烧蚀导致的初速减退量与弹头在炮膛内运动速度成正比的设定下,导出了初速减退量在炮管全寿命周期内的状态方程。利用此状态方程导出了可混用不同装药号与弹种条件下,炮管寿命终止的自动判别法则;将导致初速偏差的其他误差源的状态方程共同联立后,利用卡尔曼一步预测,在无偏最小方差意义下,给出了基于测速雷达的初速偏差修正量的递推表达式。

基于聚类关联规则神经网络组合算法的弹丸初速预测

针对靶场试验中利用初速雷达测试弹丸初速需要重构的情况,选择同时参试的两台雷达的数据进行融合建立神经网络模型,用一台雷达的数据预测出另一台雷达需要重构的数据。由于预测模型预测精度的高低取决于所建模型的好坏,而模型的好坏取决于样本数据的质量,先利用聚类分析和关联规则从大量历史试验数据中挖掘出优质的样本,再建立神经网络进行预测。实验结果表明,与支持向量回归机相比,由聚类分析关联规则神经网络构建的组合算法的预测精度更高,预测历史相似数据误差远小于1‰,预测与历史出入较大的数据的精度也较为理想。两种情况下的预测结果表明,组合算法既保证了预测精度又具有一定的鲁棒性,可以作为弹丸初速的预测模型。

测速雷达历史数据在弹丸初速预测中的应用

准确的首发弹丸初速预测是实现"首发命中"的关键。针对目前缺乏准确预测首发弹丸初速手段的问题,在分析影响首发弹初速偏差各种因素的基础上,利用测速雷达测得的首发弹丸历史数据,建立基于测速雷达历史数据的首发弹丸初速预测模型,经仿真验证,所提方法可明显改善首发弹丸初速预测精度,提高火炮首发命中率。

炮口初速测量技术

利用线圈靶测速原理,采用激光CCD位移传感器对炮身后座位移进行测量。通过对测量结果的分析,得出火炮后座位移引起的误差是影响线圈靶测速误差的主要原因。根据所测炮身后座的数据,采用炮口测速修正系统对炮口初速进行修正。通过对实验数据进行分析,证明了该修正方法的正确性和可行性。

高炮初速及身管寿命预测试验研究

高炮要准确射击必须准确确定和修正初速偏差量。火炮初速的改变、寿命的结束与身管的烧蚀和磨损直接相关。通过测量近百根身管的药室增长量和炮膛径向磨损量,挑选出13根径向磨损量有一定间隔的身管,并用这些身管进行了初速试验。试验反映出径向磨损量比药室增长量对初速有更强的相关性。根据不同身管的径向磨损量和初速之间的关系,建立了初速偏差量预测模型和身管剩余寿命公式,取得了初速偏差量误差小于1%的预测精度,该预测方法特别适合于部队作战使用。

激光实时测量炮口初速技术研究

弹丸初速的实时测量在火炮特别是小口径火炮中具有重要的使用价值,是火炮数字化进程的一部分。本文研究了适用于弹丸初速膛口实时光学测量的、安装于炮口的光强度调制器;研究了火药气体的光学污染和炮口各元件的耐高温高压、抗强冲击等关键技术同题;得到了有价值的实验数据。

关于提高《弹丸飞行初速测试实验》课程实施可靠性的探讨

弹丸飞行初速的测量是一项经常性的工作,在培养装备保障和指挥类人才中,弹丸飞行速度的测量是学习的重要内容之一。雷达测速法是诸多测量方法中的一种,由于测速雷达适用武器范围广、不受场地限制及在高射角射击时架设方便等优点,得到了广泛应用。在某初速雷达的教学实施使用过程中,发现该雷达的可靠性不够高,尤其在测量小口径弹丸的飞行初速时经常得不到可靠数据。本文对该初速雷达的测速原理进行了简要论述,对存在的问题进行了详细的分析,提出了改进措施。经验证,改进后可有效提高某初速雷达的测试可靠性。

基于炮口雷达的初速综合预测技术

初速对火炮的"首发命中"影响较大。因而,预估初速的各种方法纷纷出台。从发射药、火炮两个不同角度分别测算初速偏差是以往的主要方法。初速综合预测技术首次以炮口测速雷达的测量数据为基础预测初速,预测效果和使用等问题被普遍关注。本着应用原则,从工程实现中的焦点问题出发,提供了在现有指挥平台上应用的方法。

预制破片初速和飞散角的数值模拟

为了获得预制破片战斗部破片的飞散规律,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对某底凹预制破片弹壳体的膨胀和预制破片的飞散过程进行了数值模拟,得到了预制破片初速和飞散方向角沿弹轴分布曲线,其结果与经验公式计算结果具有较好的一致性。

定效非致命杀伤变初速发射原理

为实现杀伤目标的可控性,提出了利用通过释放部分推进气体减小膛压的原理实现枪械变初速发射与定效非致命杀伤。根据利用瞄具判定的目标距离调节放气孔面积大小,控制膛内压力对弹头的加速过程,从而获得不同的发射初速,实现对不同射击距离上目标的定效非致命杀伤。给出了采用减小膛压原理的变初速发射枪械结构图;建立了变初速发射的变质量热力学数学模型;以某型变初速定效非致命杀伤枪械为例,射击距离为10~120 m,两种等动能杀伤判据为终点比动能为10 J/cm2和终点动能为50 J,利用建立的数学模型计算了其发射过程的参数匹配关系。结果表明：随着射击距离的增加,实现等动能杀伤所需的初速亦随之线性增加;在两种等动能杀伤判据下,最佳开孔距离为5 mm;对10 J/cm2的等动能杀伤判据,射击距离为10~40 m时,放气孔面积随着射击距离的增加呈非线性变化;在其他条件下,放气孔面积随射击距离的增加呈线性变化;随着射击距离的增加,在两种等动能杀伤判据下流出放气孔的气体质量之差随之增加。

中心药抛撒金属颗粒群的初速计算与实验研究

中心药驱动下金属颗粒群的运动的形成机理与破片运动的形成机理不同,颗粒群初速不能直接应用计算破片初速的Gurney公式得到。中心药柱爆炸抛撒颗粒群的实验表明,颗粒的平均初速低于应用Gurney模型计算的结果。颗粒平均初速不仅与颗粒/炸药质量比有关,还与侧向损失、颗粒尺寸、颗粒材料的真实密度及颗粒间的孔隙率有关。在考虑以上4种因素的基础上对Gurney公式进行了改进,计算得到的颗粒初速与实验结果比较一致。改进后的Gurney公式可较好地用于中心药柱爆炸抛撒颗粒的平均初速计算。

爆轰驱动金属圆筒的能量转换与破片初速模型

基于爆轰产物的JWL状态方程和Taylor破裂判据,从能量守恒出发推导了一种考虑膨胀细节的爆轰驱动金属圆筒能量转换与破片初速模型。选用无氧铜、45#钢和6061铝合金3种材料进行压装TNT炸药驱动的圆筒试验。对比试验的膨胀轨迹与膨胀速度和模型计算结果,表明所建立的爆轰驱动模型综合考虑了炸药-金属系统驱动的膨胀过程和力学性能因素,相比格尼公式只单一考虑炸药爆轰参数的驱动能力,更全面地考虑爆轰驱动影响因素,计算结果更具有针对性和适用性。

一种新的火炮初速下降量预测模型

为准确地评定火炮剩余寿命,通过研究火炮内膛径向磨损量和初速下降量的相关关系,提出了基于最小二乘支持向量机的火炮特性模型,引入量子粒子群算法进行模型反演分析,确定最优参数,建立了火炮剩余寿命评定模型.对实弹射击测得的25组试样的实例应用分析表明,预测模型相对误差在±5%以下,显示了最小二乘支持向量机是一种较为有效的非线性建模方法,量子粒子群算法进行模型参数优化能够保证全局最优.验证结果表明,模型的精度较高,有一定的实用价值.

基于灰色模型的电磁轨道发射实验电枢初速分析

为了研究电磁轨道发射系统电枢初速影响因素和电枢转捩的辨识方法,在灰关联熵分析的基础上,分别建立了外场试验数据和内弹道理论计算数据的非线性GM(1,N)灰色模型。通过对模型中驱动系数数值和极性的比较,对影响因素的动态协调性进行了定量分析。结果表明:在电磁轨道发射实验中,对电枢初速促进作用最大的是放电电压,其次是电枢直径;测速靶位置对电枢初速的抑制作用最大,电枢质量次之;电枢质量的权重与电枢转捩之间存在某种内在联系。

弹丸初速膛口激光实时测量系统研究

研究了利用激光与光纤技术的弹丸初速膛口实时测量系统 ;创造性地设计了安装于炮口的光强度调制器 ;研究了能克服火药气体的光学污染和炮口各元件耐高温、高压及抗强冲击等关键技术问题 .得到了有价值的实验数据 。

火药性能对膛压及初速的影响研究

通过对某型枪弹 (包括经过技术处理的正常弹、减量弹、加温弹、干燥弹及受潮弹 )的初速和最大膛压的测定 ,分析了火药的药量、初温及挥发分对膛压。