磁流体特性对磁流变火炮后坐阻尼器性能的影响

针对火炮后坐磁流变阻尼器的特点,以某单管25 mm火炮实验用磁流变阻尼器为研究对象,基于Herschel-Bulkley本构模型,建立了该炮磁流变后坐阻尼器的轴对称一维层流模型,获得了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。运用火炮的后坐运动方程,计算了不同磁流体特性指数下,火炮的后坐位移和后坐速度。计算结果表明,磁流体特性指数的变化对磁流变后坐阻尼器的性能影响显著。

火炮后坐能量转换装置动力学特性研究

利用直线发电机技术将火炮后坐动能转换为电能再利用,设计了一种新型火炮后坐能量转换装置。基于等效磁路法和虚功原理推导出该型直线发电机电磁力的解析公式;按照火炮后坐运动规律建立火炮后坐能量转换装置动力学模型;并结合有限元法对装置电磁场模型进行分析,研究分析了该装置的电磁阻力特性和动力学特性;提出了一种利用可调电阻对火炮后坐能量转换装置电磁力进行调控的方法,并进行仿真验证。结果表明,该种方法能够有效的对电磁阻力进行调控,为火炮后坐能量转换装置进一步应用提供依据。

火炮后坐距离记忆及告警装置设计

后坐距离是反映火炮反后坐装置性能的一个重要指标,超过规定距离不允许进行下一发弹的射击,对确保火炮正常射击起到重要作用;以往火炮的后坐距离是靠人工通过后坐指示器来读取,这会影响射击效率,不利于实施快速打击;利用传感器技术,单片机编程设计了火炮后坐距离记忆及告警装置;该装置可以记录火炮射击每一发弹的后坐距离和总发射弹数,并具备后坐距离超过规定最大值时进行报警等功能,有效解决了后坐指示器人工读取、记录的缺点,对射击效率的提高具有较大的实际意义。

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。

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。

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。

某车载多管火炮降低后坐力结构分析

针对某多管车载式迫击炮,提出一种新的后坐结构。以4套身管为一组共用一套反后坐装置,通过增加配重来增加火炮后坐部分质量,进而降低火炮后坐力,使多管火炮能够实现车载;对该结构进行分析,并用Fortran语言建立数值仿真模型。仿真计算结果表明:该结构能使火炮的后坐阻力降低80%以上,后坐长度也能得到很好的控制。

火炮动力后坐试验台波形发生器优化设计研究

针对火炮动力后坐试验台波形发生器设计问题,基于ABAQUS建立火炮动力后坐试验台有限元模型;通过橡胶试验,选Arruda-Boyce模型作为波形发生器材料本构模型;以火炮模拟试验与实弹射击时后坐动态特性的平均相对误差为试验指标值,基于正交设计法建立初始样本数据,采用QPSO-LS-SVM算法对波形发生器进行优化设计。该研究将为我军火炮动力后坐试验台的设计研制提供理论参考。

火炮动力后坐试验台建模及射击模拟准确度评估

针对火炮动力后坐试验台模拟实弹射击准确度问题,基于ADAMS/ATV软件,以某型自行火炮为对象,建立火炮动力后坐试验台虚拟样机模型;在此基础上获得炮口强冲击条件下火炮后坐位移、速度及加速度仿真曲线;分别求解曲线间距相对误差,结合界标分界法提出基于曲线形状相似度及数值相似度两指标的射击模拟准确度评估方法。通过计算获得试验台模拟准确度为0.8654。评估结果表明,该试验台能较准确模拟火炮实弹射击的后坐动态特性。

基于BP神经网络的火炮反后坐装置故障诊断

火炮反后坐装置的故障诊断,采用3层BP神经网络。通过基于标准梯度下降或基于标准数值优化的改进算法,同时考虑算法本身性能,及问题复杂度、样本集大小、网络规模、网络误差目标和所要解决的问题类型。并以解析算法的部分计算结果作为神经网络学习样本集,由相关方程式算出样本库内的故障现象及与故障原因相对应的训练样本,完成故障诊断。

一种轻型牵引火炮的新型后坐系统

在对曲线槽式平面运动曲线后坐系统深入研究的基础上,提出一种平动式曲线后坐系统的新原理和新结构。该系统将串联式后坐系统减小后坐阻力的优点,与曲线后坐增加射击稳定性的优点巧妙地结合起来,不仅克服了曲线槽式平面运动曲线后坐系统的某些不足,使曲线后坐更为完善,同时作为一种新型后坐系统,以其成熟的原理和合理的结构。为我国轻型火炮的发展提供了一种有效的技术措施。本文详细论述了串联式二维后坐系统的原理和结构,导出其数学模型并对其性能进行了计算机预测,对预测结果和试验结果进行了比较分析,最后展望了该系统的应用前景。

基于数值及形状相似度的火炮动力后坐模拟准确度评估

火炮动力后坐试验装置通过高速冲击头撞击炮口推动火炮后坐,为新型后坐模拟试验方法。为分析该试验方法模拟后坐的准确度,通过实弹射击试验及基于试验装置的模拟射击试验,获取两种射击条件下后坐位移及速度时间序列;用时间序列相对误差的加权均值表征数值相似度,据时间序列曲率误差值求取形状相似度,据时间序列的曲率距离法求取形状相似度,并基于多属性指标评价理论计算综合相似度,进而对试验装置的后坐模拟准确度进行评估。该研究可为试验装置用于靶场试验提供理论依据。

《火炮反后坐装置设计》课程教学探索

《火炮反后坐装置设计》是火炮及自动武器专业的一门主要专业课 ;它不仅研究制退机和复进机的结构设计 ,而且研究其工作参数与全炮受力的关系 ,旨在解决火炮及自动武器威力与机动性的矛盾。研究了该课程的教学内容改革和多媒体教学问题 ,阐述了该课程教学内容应体现本领域的新原理、新结构、新技术 ,应与相关学科和技术的发展相适应 。

火炮反后坐快速回缩系统研究

火炮反后坐装置用于提供各种火炮进行人工后坐的动力源,启动人工反后坐装置使火炮身管后坐,在后坐过程中,试验人员对复进机和输弹机的气压和液量等进行检查。为达到解脱人工反后坐装置对火炮身管的束缚并使之自由复进的目的,研究了快速回缩系统。首先由锁紧与解脱装置对施力推杆进行锁紧,然后对弹性蓄能器进行蓄能使施力推杆受拉力作用;最后在回缩牵引装置和蓄能器的共同作用下使施力推杆快速回退,并达到最快回缩速度9.2m/s。该系统具有回退速度快、操作简易及造价合理等优点。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

基于Simulik的火炮反后坐装置反面问题计算

火炮反后坐装置反面问题计算是火炮设计的重要环节,Simulink是基于Matlab软件的图形化建模仿真工具,为尝试Simulink用于火炮反后坐装置反面问题的可行性,在分析该问题计算模型基础上,搭建了某型火炮相应的Simulink模型框图,通过仿真得到了理想的计算结果,说明了Simulink用于火炮反后坐装置反面问题计算的有效性。同时,比较了Simulink建模和m文件建模的优缺点,指出Simulink在模型直观性、仿真参数选择和变量观测上具有很大的便利性。最后给出了Simulink建模的若干建议。

火炮反后坐多级独立式磁流变缓冲器可控性分析

针对火炮反后坐缓冲应用场合,设计了多级可独立加载电流式磁流变缓冲器。依据45°射角下理想后坐阻力变化,分析该缓冲器在3种不同工作模式,即统一加载、组合控制及开环级联下的动态响应特性。冲击实验结果表明:在非可控区域内,单出杆式磁流变缓冲器动态过程存在气体压缩阶段,导致后坐阻力与速度存在明显的滞后现象;而在可控区域内,以2 A总电流输入为前提,组合线圈(线圈级数大于或等于2)工作模式下所产生的最大库伦阻尼力显著优于等值加载情况;开环级联控制模式能有效地降低后坐峰值阻力和延后其出现时刻,逼近理想缓冲效果,同时也对缓冲器最大有效行程提出了更高的要求。通过分析比较得出,基于时间和空间二维电流加载次序,该缓冲器可实现灵活多变阻尼特性输出,在较大射角的火炮反后坐缓冲系统中具有一定的可控性。

软后坐火炮反后坐装置建模研究

为了对某软后坐试验炮的前冲-后坐运动、制退机力进行计算及优化,建立了其反后坐装置动力学模型,通过流场计算完善解析模型中的参数,通过流场仿真检验该模型与流场仿真模型的相似度,最终得到可以近似代替流场仿真模型的解析模型。基于牛顿运动定律、伯努利方程建立动力学模型,针对中心流口筒壁沟槽式制退机进行了匀速后坐仿真,得到沟槽与流口在匀速后坐时的体积流量分配规律;通过多速度、多开口面积仿真得到液压阻力系数与中心流口大小、流速的关系;通过多前冲速度、多前冲位移仿真得到前冲机压强损失的规律。通过Matlab计算参数完善后该模型的火炮发射过程,并将得到的后坐速度以预定义文件Profile的方式赋给Fluent瞬态仿真中的活塞,进行仿真验证。两者的结果对比说明,该数学模型能较好地与传统制退机流体Fluent仿真模型相吻合,多通道组合流液孔制退机的液压阻力可根据伯努利公式与通道间的流速比计算。

基于Simulink的软后坐火炮反后坐装置的仿真分析

为研究软后坐火炮后坐装置运动的可行性,根据软后坐火炮受力情况,建立软后坐火炮后坐装置运动微分方程,通过Simulink仿真计算,研究软后坐火炮动力学特性。结果表明:该方法能得到整个运动循环后坐部分的运动规律,结果符合软后坐火炮后坐装置运动规律。

火炮试验架动态特性试验模态及数值分析

火炮后坐力试验台架的动态特性,直接影响火炮发射试验时的测试准确度,并会对火炮性能的准确评价产生影响．通过结构有限元计算模型和试验模态分析的结合,在结构有限元计算模型的基础上,寻找最佳结构响应点和激励点,优化试验模态分析模型,得出了火炮后坐力试验台架的固有频率和振型．分析结果表明,有限元分析可以极大地提高试验模态分析的效率,从而快速准确地获得结构的动态特性．