考虑时空协同的滑翔制导炮弹单炮多发快速弹道规划

针对单炮多发应用场景,研究在时间、空间协同等多约束条件下的滑翔制导炮弹快速协同弹道规划问题。为平衡序列凸优化(Sequential Convex Programming,SCP)算法在快速性与最优性之间的冲突,提出一种改进的SCP算法;考虑到多约束条件下可行域较小、初值敏感性较高的特点,设计两种迅速且有效的迭代初值生成方案;为充分发挥弹群整体控制能力,采取集中式的协同规划策略,同步求解所有方程组,以达成全局规划目标。仿真实验结果表明,新算法能够较好地解决多约束条件下的协同规划问题,与现有文献中的常见算法进行对比,具备良好的收敛性能和较高的计算效率。

便携式无坐力炮作战效能综合评定

为了综合评定便携式无坐力炮在典型作战场景下对典型目标的作战效能,基于典型作战任务剖面和装备战术技术性能参数,建立了便携式无坐力炮多用途弹和杀伤弹的作战效能模型和兵组生存的概率模型;计算了便携式无坐力炮2种弹种在典型作战场景对典型目标的作战效能,确定了兵组完成典型作战任务的最佳携弹量、毁伤目标数、生存概率等作战使用数据。结果表明,2~3发多用途弹可较好地打击600 m内火力点或步兵战车,并且兵组生存效率为0.83;当400 m范围有2个作战目标时,兵组需要射击5发多用途弹。2发杀伤弹对600~1 100 m范围内单个有生力量的毁伤效率为0.7;5发杀伤弹可对1 500 m范围内2个有生力量实现有效毁伤。

基于ADAMS的冲锋枪动力学仿真分析

针对某型冲锋枪射击时的动态特性,分析相关零件运动的合理性。基于多刚体动力学理论,利用UG、ADAMS等软件建立冲锋枪的虚拟样机模型,对冲锋枪进行包括击发、推弹入膛、后坐、抽壳、抛壳等两连发射击过程的动力学仿真分析,得到关键零部件在整个运动过程中的位移和速度随时间变化曲线。将数值仿真结果与试验数据进行对比,结果表明:该模型是正确可行的,为进一步的样机校核及优化奠定了基础。

Levenberg-Marquardt算法在行波管电子枪多参量优化中的应用

行波管作为一种广泛应用于电子对抗等领域的真空电子器件,其性能在电子信息化飞速发展的21世纪被提出了更高的要求。电子枪是行波管中一个至关重要的部件,因此电子枪的优化设计是提升行波管性能的有效方式。行波管电子枪根据性能要求由迭代综合法或非迭代综合法计算得到各电极参量的初值后,进一步对电子枪参量进行优化时,一般采用参数扫描法,针对多参量多目标函数优化时往往处理数据量大,优化速度慢。本文构建了对电子枪电性参量、结构参量同时进行优化的Levenberg-Marquardt算法,可以处理多目标函数多参量问题,提高优化效率,并以此为基础对一个可应用于行波管的电子枪的电极参量及其外加磁透镜的磁极参量进行了优化,最终电子枪发射性能参数达到阴极总发射电流2.5114 mA,注腰半径11.23μm,注电流密度633.6504 A/cm^(2),面压缩比79.2650。

“奥炉改造工程”的改造实践

侯马北铜公司是一个年产20万t阴极铜的新型冶炼厂,且奥斯麦特炉改造工程是侯马北铜公司技术升级改造和环保工程的一部分。针对该改造工程的改造实践,简要介绍侯马北铜公司奥斯麦特炉改造工程的主要工艺流程、冶炼工艺技术及冶炼物料处理设施,可供相关工程参考借鉴。

基于遗传算法的电磁炮缓冲器设计方法

为满足实战化电磁炮的反后坐需求,根据电磁炮发射的特点设计了一种新型簧液式缓冲器。针对缓冲器的矩形截面圆柱螺旋组合弹簧复进机设计中多参数输入、多目标优化、多边界约束的特点,分析了决定弹簧特性的结构参数与约束边界区间,设计优化目标函数,并利用改进型遗传算法寻求弹簧结构参数的最优解。结果表明:内外弹簧的剪切强度达标,且外弹簧的径向尺寸减小了25.2%。优化方法适用于结构类似的簧液式缓冲器紧凑化、轻量化设计。研究成果为火炮反后坐装置移植于电磁炮提供了范例。

多功能消防水枪虚实融合训练系统研发

基于人机交互、虚实融合、精准灭火剂喷射轨迹、火灾衰减模型等技术,对多功能消防水枪虚实融合系统进行研发设计,可实现多功能消防水枪在不同典型复杂连锁火灾场景需求下的模拟训练。针对灭火剂喷射高度、距离、角度等关键参量进行试验验证,该系统可实现误差2%以下的精准复现,还可贴近实际灭火作用下火灾发展的效果,有效提升消防员在典型复杂火灾场景中的实战处置技能。

复杂多工况条件下火炮射击稳定性仿真分析

针对当前火炮在靶场试验中存在的考核不全面、不充分等问题,基于ADAMS软件,建立了某型履带式自行火炮的多体动力学模型,然后仿真分析了该火炮在纵向(不同射角)、横向(不同方向角)和不同地面类型下的射击稳定性;射击稳定性采用车体质心横向及纵向位移、横滚角、纵摇角等参数进行考核。仿真结果表明,高低角、方向角和土壤参数均对火炮射击稳定性产生一定影响,影响规律为火炮在不同实际工况条件下的射击试验提供重要参考。

深度高斯过程辅助的光阴极注入器优化设计

环形正负电子对撞机(CEPC)对注入器出口处的束团的电荷量、横向发射度、纵向长度等指标提出了严格的要求,设计开发高性能的电子枪及注入器成为了重要挑战。为了得到满足指标的束流,必须同时考虑众多非线性且相互耦合的变量。基于光阴极微波电子枪,提出了一种用多目标遗传算法在高维参数空间进行搜索的方法,对束团的横向归一化发射度和纵向长度进行优化,以期将电子枪的性能发挥至极限。由于考虑空间电荷效应后的束团传输过程模拟计算非常耗时,我们构建了一个3层的深度高斯过程作为替代模型,以解决目标值计算开销大的问题。通过对影响束流横、纵向相空间演化的关键因素分析,共确定了16个几何参数和10个束流元件参数。最后,展示了对由一个L-band的常温微波电子枪、一对螺线管和一个行波加速管组成的注入器,在初始电荷量为10 nC的优化结果。在计算了8000个有效解后,观察到在两个优化目标上均表现良好的解,其对应的横向归一化发射度为19.8π·mm·mrad,束团长度(RMS)为1.0 mm,与当前的设计结果比较,横向归一化发射度压低了约70%。

手持式数字化多功能电子测树枪的研制与试验

为了实现森林的数字化、多功能、精准计测,该文研制了一种数字化多功能电子测树枪,该设备以MEMS(micro-electro-mechanical systems)测角传感器、激光测距传感器、电子罗盘等主要硬件为基础,通过测量距离、倾角、磁方位角3个参数,基于三角函数原理,嵌入操作软件,实现了树高测量、林分平均高测量、株数密度测量、角规绕测、任意高度直径测量、基本测量6项功能。并将该设备在河南省、内蒙古等地林场进行了试验,试验结果表明,树高测量精度最高,达99.39%,林分平均高测量精度最低,为94.97%,其他功能精度都在95%以上,可以满足林业外业调查的需要。

直升机舱门机枪应用研究

从实战应用案例、枪械发展和训练模拟器发展三个方面着手,梳理分析了直升机舱门机枪的应用情况;总结出舱门射击时存在目标搜索与定性、距离标定、弹着点计算等射击难点,并通过成因分析,提出了解决办法;同时针对舱门机枪应用时面临的机组协作、多机协同问题,提出了机组共享心智模型、沟通差错预防与控制和多机扇区协同射击的方法手段。

多管火炮武器发射膛口流场数值模拟

针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知,多管火炮发射时各身管产生的膛口流场会相互影响和叠加,形成的流场中激波系更为复杂,气流对弹丸产生的非对称作用对弹丸飞行姿态的影响也更为显著.计算结果可为多管发射武器系统结构设计与射击精度预测提供必要的参考.

某车载转管机枪刚柔耦合发射动力学分析

为了研究某车载转管机枪的射击精度,了解武器系统工作的稳定性,基于多体动力学理论,结合车载转管机枪的结构特点,运用ADAMS软件建立了刚柔耦合的车载转管机枪发射动力学模型,利用该模型对车载转管机枪进行了动力学分析,得出其动力学特性,提出了提高机枪射击精度的改进方案,即改变托架结构及与座圈的连接方式,降低机枪射击时的火线高度.分析结果显示,改进方案系统的射击稳定性与动力学特性比原方案有所提高,为武器的研制提供了改进方向.

车辆振动对机枪射击密集度的影响分析

为了研究车辆状态及车辆振动对机枪射击密集度的影响程度,降低车辆对车载机枪射击密集度的不利影响,基于多体动力学、汽车地面力学及气体动力学的理论,建立了车载大口径机枪的动力学模型.分析了机枪射击过程中,车辆处于自由状态及制动状态下车辆的稳定性与枪口的跳动情况,对比分析了不同轮胎刚度对机枪射击密集度的影响.结果表明:机枪射击时制动车辆轮胎或提高车辆轮胎刚度对提高机枪的射击密集度有利.研究结果为车载大口径机枪的运用与总体设计方案的优化提供了方向.

高斯最小拘束原理在火炮振动分析中的应用

基于高斯最小拘束原理,建立了火炮系统的多体动力学模型,推导了封闭式的动力学方程解析式,给出了各种主要外力的处理方法。根据该动力学方程,结合相关实验参数,进行了火炮射击过程的数值仿真和振动分析,研究并确定了影响炮口振动的主要因素以及火炮系统的固有振动频率。计算模型、处理方法及仿真结果对于改善火炮的振动性能和提高射击精度具有指导意义。

用PROMETHEE方法解决舰炮武器系统方案选优问题

在舰炮武器系统的论证研究中 ,待选方案选优是一个重要问题。本文介绍了一种基于“级别高于关系”的多目标决策方法———PROMETHEE方法 ,该法简单 ,清晰 ,稳定 ,可按照满意 (PROMETHEEⅠ方法 )和最优(PROMETHEEⅡ方法 )两种决策规则提供给决策者方案集的部分和完全两种排列次序 ;并利用该法来解决舰炮武器系统方案选优问题。

多体动力学在某高炮减振中的应用研究

该文应用多体动力学对某高炮进行了减振研究 ,建立了考虑连发效应、动力响应和结构特性的高炮多体动力学模型 ,并采用带有操作指令的软件可仿真计算火炮系统的动态特性 ,结果表明 ,增加起落部分的转动惯量和改变炮身的凸肩位置可以显著地减小高炮连发射击时的炮身振动 。

基于非层次型改进二级求解技术的大口径火炮多学科优化设计

以某大口径火炮为研究对象,研究该火炮弹-炮-药一体化设计中弹、炮、药参数的更优匹配关系。基于内弹道、外弹道及终点效应3个子学科的内部耦合关系,以弹丸最大初速、火药利用效率、射程及杀伤面积为优化目标,借助Isight集成优化平台,采用非层次型改进二级求解策略,建立了系统学科及某大口径火炮弹-炮-药一体化多学科优化模型。相比于传统的单目标优化方法,该模型充分发挥了各个子学科的自治能力,借助系统学科的统筹协调,避免了优化目标的过度劣化,实现了火炮综合性能的改善。

浸没流多透镜多注电子光学系统的模拟研究

该文采用先2维后3维的计算方法,对L波段高峰值功率多注速调管电子光学系统进行了模拟设计。采用均匀场浸没流多透镜聚焦系统对电子注进行聚焦,获得了通过率100%,填充因子55%,特性良好的旁轴电子注。模拟计算表明,多透镜系统可有效调整电子注平衡半径,电子枪区均匀场可有效调整电子注波动性及层流性,聚集系统可在阴极磁感应强度为0.001～0.01T,主磁场为0.06～0.13T的范围内实现对旁轴电子注的良好聚焦。

多级感应线圈炮最优发射控制策略

基于电路理论,建立了多级感应线圈炮数学机电控制模型;分析了电枢受力的影响因素,结果表明,电枢受力决定于驱动线圈和电枢的电流大小和它们之间的互感梯度。总结了多级同步感应线圈炮设计原则,根据设计原则,提出了感应线圈炮的最优发射控制策略,并从理论上证明其可行性,最后以10级线圈炮为例,归纳了多级感应线圈炮的触发公式,并进行了实验验证,其结果表明,通过修正触发公式,仿真结果与测量值吻合较好。