大后坐质量发射器反后坐装置自适应调压技术

使用液体气压式复进机的大后坐质量发射器固定初压时,难以适应全部射角工况。为研究适应射角变化的自适应调压技术,结合某大后坐质量轨道发射器俯仰部分模型,分析了后坐部分受力情况,建立了后坐复进运动微分方程,对典型射角工况下后坐复进规律进行了仿真计算,对比分析了定初压和变初压策略下的反后坐效能,设计了一种自适应调压系统,并进行了调压试验研究。仿真和试验结果表明:相比定初压,变初压策略能够获得更高的反后坐效能;采用直接调整储气腔容积、间接实现压力调整的调压方式,对于大后坐质量发射器具有一定的应用可行性。

基于正交试验的硅基MEMS齿形后坐保险机构参数敏感性

为了对硅基MEMS后坐保险机构进行优化设计和性能研究,基于正交试验与有限元仿真软件相结合的方法,选择齿高、齿宽、弹簧线宽、闭锁梁宽、锁钩间距、初始距离这6个设计参数,对后坐保险机构在正常发射和勤务跌落载荷下的位移和应力的影响进行参数敏感性分析。通过极差分析与方差分析,定量地给出了后坐保险机构各参数对结构在不同冲击载荷下的影响。结果表明,齿高的影响最显著,是影响后坐保险机构位移与应力响应的最主要因素;初始距离、弹簧线宽、齿宽是影响勤务跌落最大位移的次要因素;其他因素均对正常发射与勤务跌落载荷下位移和应力不显示显著性。在相对少的试验次数中定量得出不同设计参数对硅基后坐保险机构的影响大小,对多参数双目标的硅基后坐保险机构优化提供了一定的参考。

火炮反后坐技术发展现状与趋势

从火炮后坐缓冲技术和射击冲量降低技术两条线索出发,梳理火炮反后坐技术的发展思路,介绍不同反后坐技术的特点和应用效果。

垂直弹射系统中缓冲及反后坐效应的建模方法

针对垂直弹射过程中,由缓冲以及弹射后坐引发的对发射性能与阵地产生的负面影响问题,从缓冲吸能角度,提出按缓冲器的塑性应变能-压缩量关系曲线拟合并求导解算缓冲力-压缩量关系模型的方法,有效规避了缓冲力波动所造成的拟合漂移问题,并据此构造了模拟缓冲器的线弹性-塑性弹簧模型;依据弹射试验数据,反演了反后坐效应的动态数据,据此构造了模拟反后坐效应的非线性粘弹性-塑性弹簧模型;通过力元、状态变量及牛顿迭代法的有机结合,在动力学模型中实现了上述二模型的高效解算。仿真结果表明:两模型计算稳定高效且缓冲特性与有限元仿真结果高度吻合、反后坐效应和试验数据符合良好,这验证了数据处理方法的有效性和建模方法的可信性,为后续含缓冲和反后坐效应的弹射动力学仿真提供了一种稳定而又可信的建模思路。

基于烟花算法的反后坐装置布置结构优化研究

为研究反后坐装置布置结构对射击精度的影响,针对某轮式大口径火炮的结构特点和发射原理进行受力分析与炮口振动影响因素分析,建立了轮式大口径火炮整车发射刚柔耦合多体系统动力学模型,通过数值计算获得了反后坐装置不同布置的后坐运动规律,在此基础上采用烟花算法分别对3种反后坐装置布置结构进行优化分析,确定了3种结构下对射击精度的影响最小的布置方案,优化后比优化前的炮口扰动分别减小了39.6%、42.4%、28.2%。研究结果表明所提出的数值仿真与烟花算法相结合的优化方法具有可行性,且双制退机双复进机斜向中心对称布置的射击精度要优于其他结构。

基于小波变换的后坐过程时-能密度分析

火炮发射后坐力是一种瞬态、非平稳、非周期性的高频信号,发射时的后坐冲击直接影响射击精度和平台的适装性。针对传统分析中后坐力峰值信号的提取不足以反映后坐过程中的频域和能量特征等问题,对测试的后坐力信号进行小波包分解,根据频带对各层信号进行重构,获得信号在不同频带内的随时间的能量分布情况。测试分析表明,测试对象的后坐能量主要集中在低频段,80.48%后坐能量集中在0~19.53 Hz,后坐力的峰值持续时间是后坐过程的3.27%,且在峰值时间内产生的冲量仅占总冲量的1.64%。结果表明,利用基于小波变换的时-能密度分析法对后坐力信号的时域、频域特性分别进行分析,可为后坐过程评估提供新途径,也可为后坐振动抑制提供借鉴。

钛合金与碳纤维复合身管在无后坐力炮中的应用分析

为满足现代装备轻量化要求,以无后坐力炮的钛合金与碳纤维复合身管为研究对象,采用静态水压试验方法测得变形率,分别与理论计算、数值模拟计算的变形率进行符合性验证,得到实测变形率与理论计算变形率误差在±5%以内,实测变形率与模拟计算变形率误差在±6%以内,变形率误差在可接受范围。对碳纤维复合材料身管进行水压爆破试验,结果表明:碳纤维T700和M46的安全应力和变形率分别为1.874 4 GPa、1.18%和1.465 9 GPa、0.6%,在该试验数据的基础上,使用实炮进行射击试验,测得的最大变形率为0.19%,该变形率小于0.6%,从工程应用角度考虑,钛合金内衬外缠碳纤维复合材料能够满足身管轻量化应用要求。

激光测振仪在火炮后坐位移测试中的应用

后坐位移是火炮设计中的一个重要参数。本文介绍了一种激光测振仪测量火炮后坐位移的测量方法,以某火炮为试验对象,得到水平射击条件下后坐位移的运动曲线,三组试验数据的最大位移分别为-29.9mm、-30.23mm、-29.47mm。结果表明:该方法对于火炮后座位移的测量具较高实用性。

双腔室隔板控制后喷减后坐武器内弹道性能研究

针对某新型榴弹发射器高初速发射时后坐力过大的问题,采用双腔室隔板控制后喷减后坐技术,运用两相流内弹道理论对武器发射过程进行理论建模和数值模拟。与试验结果对比,验证了模型和算法的正确性;与普通武器内弹道性能对比,证实了双腔室隔板控制后喷减后坐技术能够降低武器的后坐力。研制样机并进行试验,结果表明双腔室隔板控制后喷减后坐武器的后坐冲量由114.798 N·s下降到28.47 N·s,减后坐效率为75.199%。

基于区间不确定性参数辨识的某软后坐火炮发射过程建模

火炮软后坐发射技术是降低火炮发射后坐力的重要途径。为研究影响软后坐火炮的工作特性,以某软后坐火炮为研究对象,提出一种新型中心流口与变深度筒壁沟槽结合的多流口制退机结构,并通过CFD流体仿真,建立结合流量分配特性的制退机的伯努利方程,提高了制退机的模型精度。以此为基础,又根据区间不确定性理论与遗传算法,以一发实测数据对该软后坐火炮的典型参数进行不确定性参数辨识,建立软后坐火炮发射过程的不确定性参数辨识模型。采用辨识结果的仿真结果与试验数据的相似度可达92.78%。另外,通过第2、第3发试验的对比验证,对应的仿真结果与发射试验结果相似。综合辨识与验证结果来看,结果较好地反映了两种试验工况下的发射过程,表明了建模准确,辨识结果有效,为软后坐火炮系统的设计提供理论指导。

一种流口可控软后坐火炮反后坐装置设计与仿真

火炮的软后坐发射是减小火炮发射后坐力的重要技术途径。现有软后坐技术多采用的前冲定位击发方式,由于不同弹种的膛压不同,在发射过程中反后坐装置产生的液压阻力相差较大,造成改变弹种后不能正常超卡。为提高软后坐火炮的射击性能,应对软后坐火炮弹种适应性差的问题,提出一种带有伺服控制机构的可调流口软后坐反后坐装置,通过发射前馈控制实现对液压阻力的有效调节。并基于常规反后坐装置的软后坐发射试验数据,采用粒子群算法对其结构参数进行区间参数辨识,结合辨识与流体仿真结果对提出的反后坐装置的发射过程进行仿真分析。仿真结果显示:该反后坐装置在不同弹种条件下,使软后坐火炮发射时均能正常超卡且发射过程平稳,并将后坐阻力控制在400 kN以内,能够满足软后坐设计要求。可以看出该新型反后坐装置对各类不同弹种下的软后坐发射工况的良好适应性,具有很大的实用价值,对软后坐火炮的设计应用提供一定的参考。

考虑空化效应的某软后坐火炮制退机液压阻力系数研究

针对某新型软后坐火炮制退机的恒定液压阻力系数无法准确描述制退机性能的问题,基于计算流体力学方法计算了火炮后坐复进不同阶段的液压阻力系数,其中重点考虑了空化效应对液体流动的影响。分别对前冲、后坐及复进阶段,建立了带有中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型、不带中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型及筒外壁沟槽主流等效模型。采用Mixture多相流模型与标准k-ε湍流模型,得到了不同沟槽深度及运动速度下液压阻力系数K的值。结果表明,液压阻力系数在前冲阶段为4.2~6.0、在后坐阶段为1.8~2.8、在复进阶段为1.6~2.4;且液压阻力系数随沟槽深度的增大而减小,随速度的增大先减小,达到发生空化的速度后增大。该研究可为某软后坐火炮的反后坐装置设计及试验测试提供支撑。

冲击载荷下引信MEMS后坐保险机构动态响应过程表征方法

针对引信MEMS安全系统中后坐保险机构在正常发射载荷和勤务跌落载荷下的运动过程难以表征的问题,建立了一种基于瑞利商方法的后坐保险机构理论模型。该方法能够准确计算悬臂质量块式后坐保险机构的固有频率,并完整预测机构在冲击载荷作用下的位移时间过程曲线。仿真分析和实验结果表明,所得机构的位移时间曲线吻合度较高,其固有频率也具有一致性。因此该方法能够准确表征后坐保险机构在冲击载荷下的运动过程,为后坐保险机构的设计与研究提供理论指导。

极低过载引信无返回力矩擒纵后坐保险机构

针对极低发射过载下引信安全系统的环境利用和保险问题,采用一种无返回力矩钟表机构和质量重块相结合的后坐保险机构,通过结构参数优化和设计,对保险机构在勤务处理环境和发射环境下的运动特性进行了仿真分析。通过Adams动力学仿真表明,该机构在极低过载发射环境中效果良好,其勤务处理安全性和发射可靠性均能满足使用要求,解决了极低过载发射弹药使用后坐保险机构的适应性问题。

电磁轨道炮后坐过程研究

分析了电磁轨道炮发射时后坐运动的特征,将其运动分为3个时期:电枢膛内运动时期、电枢出膛后残余电能释放时期和惯性后坐时期;进一步将每个时期的后坐运动分为自由后坐运动与制退运动。分别分析3个时期身管后坐的运动特征,根据其运动方程与力平衡方程,结合内弹道计算结果与发射器总体设计参数求解各时期运动规律。以某口径电磁轨道炮为例,在初始后坐阻力10 k N,后坐总行程20 mm的前提下,计算得到后坐阻力常数为22.728 k N,后坐总时间为92.32 ms,获得了后坐运动曲线。计算方法及结果能够为电磁轨道炮制退机与复进机的设计提供一定的指导依据。

摩擦对引信后坐保险件解除保险特性的影响

针对引信单自由度直线运动后坐保险机构设计优化问题,开展不同摩擦条件下侧压簧对惯性筒动态响应特性的影响研究。运用刚体动力学理论和ADAMS刚体动力学仿真软件,研究侧压簧即被保险件预压簧作用于后坐保险件上的摩擦力对后坐保险件在发射和跌落时动态响应特性的影响。得到有侧压簧即被保险件预压簧作用时后坐保险件在多种不同冲击过载作用下的位移响应和速度响应。研究结果表明:被保险件对后坐保险件的摩擦缓释效应有利于提高后坐保险机构的跌落安全性,而对后坐保险机构发射时正常解除保险影响十分有限;通过优化被保险件预压簧的预压抗力和/或被保险件与后坐保险件之间的摩擦系数,可使引信后坐保险机构的跌落安全性得到改善。

高后坐过载下硅基MEMS后坐保险装置响应特性

针对硅基相较于金属基材料延展性不足,在上万g发射环境下硅基MEMS后坐保险装置易发生失效的问题,对一种垂直基板式硅基MEMS后坐保险装置进行高后坐过载下响应特性研究。研究结果表明:高后坐过载下后坐保险装置的最大应力集中点位于靠近质量块的弹簧拐弯处,0.08 mm厚的弹簧在勤务跌落情况下最大应力值为1 188 MPa;闭锁机构的直角卡钩易发生闭锁后反弹脱钩;当弹簧厚度不超出0.2 mm时,增加弹簧厚度可以有效缓解跌落环境下弹簧的应力集中,最大应力值降低40.76%;当弹簧厚度达到0.24 mm后,应力集中加剧,达到0.28 mm后正常发射环境下质量块无法达到闭锁位移。为硅基MEMS后坐保险装置改进提供支撑。

基于高斯模型和RMSD-DS的火炮反后坐装置故障诊断方法

针对变工况作战环境下火炮反后坐装置状态信号的模糊性和高冲突性等特点所导致的故障诊断可信性不高的问题,提出一种基于高斯模型和均方根偏移(RMSD)-Dempster-Shafer(DS)故障诊断方法,实现信号的模糊化定量表征以及高度冲突证据融合的高可信性诊断。采用高斯模型求解火炮反后坐装置的多个故障特性信号所对应证据的基本概率分配,实现对信号模糊性的定量表征处理;通过构造RMSD-DS冲突系数求解证据间相似度,依据相似度定义各证据重要度,实现每个证据在融合过程中重要程度的定量描述;提出依靠证据重要度的权重求解及证据融合方法,实现高度冲突证据的可靠融合。仿真试验数据应用表明,所提方法相较于其他代表性方法具有更高的准确性和鲁棒性。

地榆汤在肛周脓肿患者术后坐浴中的效果

目的探讨术后地榆汤坐浴对肛周脓肿患者的效果.方法选取2022年6-10月收治的肛周脓肿术后患者60例,按随机数字表法将其分为对照组和观察组,每组30例.对照组采用高锰酸钾坐浴疗法,观察组采用地榆汤坐浴疗法.比较2组的临床疗效、创面愈合时间、创面疼痛程度以及护理满意度.结果观察组治疗总有效率为90%,高于对照组的70%(χ^(2)=12.308,P=0.002);观察组创面愈合时间为(15.17±1.58)d,少于对照组的(25.13±1.76)d(t=23.123,P<0.001);治疗后观察组VAS评分为(1.17±1.747)分,低于对照组的(3.27±0.907)分(t=9.79,P<0.001);观察组护理总满意率为96.7%,高于对照组的70.0%(χ^(2)=2.413,P=0.032).结论肛周脓肿患者术后采用地榆汤坐浴其疗效确切,可缩短患者创面愈合时间、降低疼痛程度,并提高患者的护理满意度.

基于ADAMS的某手枪减后坐参数优化

枪械在射击过程中会产生较大的后坐力,影响射击精度,因此,要降低射击时的后坐力。针对该问题,使用ADAMS对某手枪进行动力学仿真,对后坐力以冲量的方式进行函数定义,对多个设计变量进行设计研究,找出对目标函数影响较大的设计变量,通过优化设计得到各参数较优组合。仿真结果表明,采用该参数设计组合,其后坐力下降了11.5%,说明该优化方法是可行的,对于降低枪械射击后坐力提供了一种理论依据。