Research on the floating performance of a novel large caliber machine gun based on the floating principle with complicated boundary conditions

In this paper,a novel large caliber machine gun was taken as the research object to analyze the floating technique based on the principle of fixed-point constraint and secondary counter-recoil.A rigid-flexible coupling multi-body dynamic model of the large caliber machine gun with muzzle brake based on floating principle was established,in which the influence of soil and human body was taken into account.The dynamic simulation was conducted and then the results were compared with the corresponding experimental data The dynamic characteristics of the machine gun with or without floating technique were analyzed to indicate the influence of floating technique upon the performance of the gun.Furthermore,the rigid-flexible coupling dynamic models with five different firing angles was constructed to study the influence caused by the angles.The results indicated that the floating mechanism could reduce the recoil effectively and improve the operational performance of this novel large caliber machine gun.

大口径机枪枪管内膛损伤的试验研究

针对大口径机枪枪管寿命显著低于国外同类型枪械的问题,开展了枪管综合寿命试验。以某12.7 mm大口径机枪枪管为研究对象,对各支枪管在寿终前各寿命阶段的初速、精度、内膛直径和内膛表面形貌等进行了测量或内窥。通过对枪管综合寿命试验的结果进行深入分析,获得了大口径机枪枪管内膛损伤的主要形式,验证了各支枪管在相同制造工艺下寿命极限和内膛损伤形式的一致性。可以得出以下结论:枪管内膛损伤形式分为均匀磨损和局部损伤2类;按损伤规律的不同沿枪管轴向可以分为4个区域,各区域轴向长短不一,内膛损伤在这4个区域之间表现出较大的差异性。研究结果可以为建立准确的损伤枪管弹/枪相互作用模型提供依据。

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。

含非线性接触碰撞的大口径舰炮弹链柔性铰多体模型

针对某型大口径舰炮在供弹过程中因炮弹晃动过大引起的扬弹机卡弹问题,建立了含非线性接触碰撞、摩擦的弹链柔性铰多体动力学模型,采用递推的方法得到弹链的运动学和动力学方程,给出了柔性铰刚度系数、接触刚度系数分别按材料和接触表面特征计算的方法.在不同材料的弹筒以及不同片弹簧刚度系数下的计算结果表明,钢制弹筒比铝制弹筒能更好地限制炮弹晃动,增大片弹簧刚度系数可以减小炮弹晃动,但增加到某一数值后作用并不明显.研究为减小炮弹的晃动、提高某型大口径舰炮链式供弹平台供弹可靠性和安全性提供了理论依据.

大口径火炮身管主动冷却温度场分析

利用有限元软件分析了某大口径火炮身管的温度场分布 ,并对自然散热条件下的单筒身管和主动冷却条件下的复合身管温度场进行了比较 ,其结果为 (1)身管温度场分布存在初始和正规工况阶段 ,后者的单筒身管热状态可以通过测定任意两发身管外表面温度来评估 ;(2 )持续射击过程中 ,单筒身管始终处于非稳态导热过程 ,主动冷却身管则包括非稳态和准稳态两个过程 ,实现了身管热状态由不可控向可控转变 ;(3)对流传热系数h和身管壁厚δ的组合对降低内膛温度具有很大影响。临界对流传热系数hc 的存在表明 ,对自然散热条件下单筒身管来说 (h <hc) ,在重量、刚度允许条件下 ,增加壁厚可以达到降低内膛温度的目的 ;就主动冷却身管而言 (h >hc) ,选择大h。

大口径火炮发射过程炮架振动的主动抑制技术

为了主动抑制大口径火炮发射过程中的炮架振动,提出了一种基于炮架振动加速度测试的炮架振动评价方法;分析了影响火炮发射过程中炮架振动的发射药及装药因素,开展了发射过程炮架振动试验研究,在此基础上提出了一种三基发射药及装药方案,并通过试验与单基药装药方案进行了对比。结果表明,采用三基药装药方案使炮架振动加速度降低了22.1%,炮口无二次火焰;炮架振动评价方法能够有效评价火炮发射振动特性量值;控制装药膛压特性是降低炮架振动的关键技术途径;消除装药炮口二次火焰有利于显著降低炮架振动。

国外大口径舰炮舰上弹药储运总体技术研究

梳理国外大口径舰炮舰上弹药储运总体技术的发展情况,提出"全程人力型舰上弹药储运总体"、"舰面人力舱内自动型舰上弹药储运总体"、"全程自动型舰上弹药储运总体"3种模式,分析各自流程和特点,得出相关结论。

膛口制退器效率对某新型全枪浮动原理大口径机枪的影响研究

为研究膛口制退器制退效率对采用全枪浮动原理的某新型大口径机枪浮动性能的影响，建立了基于浮动原理且考虑土壤和人体影响的某新型大口径机枪的刚柔耦合模型，对含膛口制退器的机枪系统进行动力学仿真并与试验结果进行对比分析，验证了该模型的正确性；获得了某新型大口径机枪实现全枪浮动的膛口装置制退效率的允许取值范围。结果表明，所建立含膛口制退器的实际某新型大口径机枪刚柔耦合模型精确可靠，所设计的膛口制退器实际制退效率为35．9％，其实现全枪浮动的膛口制退器制退效率的理论取值范围为22．5％～50．0％．

大口径舰炮摆弹机构的动作可靠性分析

在机构结构刚强度优化设计中,对机构的可靠性要求很高。为增强大口径舰炮摆弹机构的动作可靠性,在分析摆弹机构结构组成及工作原理的基础上,建立了摆弹机构上摆过程的数学模型。通过降阶处理,利用龙格库塔法对数学模型进行了求解。考虑到参数的随机性,利用截尾分布理论,以弹簧刚度、弹簧原长、炮弹重量、炮弹质心到齿轮轴心的距离为随机变量,采用蒙特卡洛法对摆弹机构进行了动作可靠性试验,结果表明,摆弹机构的动作可靠度为0.998,且随着弹簧性能的劣化,摆弹机构的可靠性降低显著。

一种枪械总体动态优化设计的新方法

针对枪械产品的设计复杂性 ,结合多个学科领域优化的特点 ,提出应用多学科优化设计方法(MDO)来设计和优化武器产品。首先归纳分析了MDO方法 ,给出其在枪械设计过程中的应用框架 ,在此基础上开发了应用平台。最后给出了一个机枪的四个子系统两级优化模型的算例。

全射弹寿命过程中的大口径机枪自动机磨损和性能衰减趋势研究

大口径机枪在全射弹寿命过程中的自动机关键部位磨损和性能衰减情况对机构功能和动作可靠性将产生影响,从而影响武器的使用性能和作战效能。以某型大口径机枪作为试验对象,测量全射弹寿命过程中自动机关键部位磨损情况和自动机性能衰减情况,统计自动机故障。研究结果与分析表明:全射弹寿命过程中的枪机闭锁支撑面磨损量和开闭锁曲线磨损量不大,枪机框导轨磨损量较大;随着射弹量的增加,自动机闭锁力逐渐变小,复进簧逐渐变短,后坐到位速度的均方差变大,自动机动作故障变多;自动机后坐到位速度的均方差增大,自动机动作故障增多与自动机关键部位磨损正相关。建立了闭锁力衰减经验公式、复进簧自由长度衰减经验公式、枪机框导轨磨损经验公式、枪机框后坐到位与复进到位撞击面的磨损经验公式,经验公式计算结果与试验数据吻合较好,可以用于推断该大口径机枪自动机部分性能衰减和磨损情况。

基于FCM算法大口径机枪的作战效能评估

针对目前武器结构设计的智能化发展趋势,研究者将模糊C均值算法应用到大口径机枪设计的量化分析评价中.该方法结合特定的作战环境,在分析影响大口径机枪作战效能因素的基础上,选取典型大口径机枪的部分性能为研究对象.在对实例中各类参数做规范化处理后,采用模糊C均值算法,通过计算数据的隶属度来判定机枪效能的优劣,实现了机枪作战效能的聚类.实验结果表明,评估方法实现简单,评估结果客观、有效,为枪械类武器效能仿真评估提供方法和技术上的支撑.

大口径机枪双头弹内弹道性能的理论分析

根据大口径机枪双头弹的运动和结构特点 ,描述了该双头弹完整的内弹道过程 ,提出了双头弹内弹道计算假设 ,应用双头弹内弹道计算方程 ,计算出了 12 .7mm双头弹膛内压力和两弹头速度的变化曲线 ,对某 12 .7mm双头弹 ,当质量、质量匹配、装药量、起动压力、药厚等参数变化时内弹道性能的影响进行了比较详细的分析 。

大口径自行火炮弹药自动装填控制系统网络化设计

研究设计了一种基于CAN总线的数字化、模块化及网络化方案。系统以PC104单板计算机作为控制中心,通过CAN总线与各部件的连接和通信,实现对多机构、多路位置的控制。采用CANopen总线I/O模块实现各种不同的传感器、电磁阀等输入输出元件与CAN总线的连接,使系统具有了良好的扩展性且布线简单。降低了系统成本和维护保养费、提高了系统可靠性。为以后弹药装填控制系统的设计提供参考。

某埋头弹机枪自动机结构设计与动力学分析

为提高大口径埋头弹机枪的射击速度,设计一种导气式自动机。以某12.7 mm埋头弹机枪为研究对象,采用升降弹膛实现开闭锁动作,对自动机的结构进行设计,利用ADAMS建立埋头弹机枪的虚拟样机模型,通过仿真获得自动机运动特性参数。仿真结果证明了该自动机结构的可行性,为大口径埋头弹机枪的设计提供一种参考方案。

核密度估计在大口径机枪加速寿命研究中的应用

以大口径机枪为研究对象,采用核密度估计法对影响机枪寿命的加速应力进行了分析。选取换箱间隔为加速应力,对实验数据进行分析,得出了换箱间隔对机枪寿命有较大影响的结论,并进行了分析,为进一步建立加速模型奠定了基础。

大口径机枪结构动力学建模方法研究

总结了我国近年来关于大口径机枪结构动力学建模方法研究的主要成果,分析了目前建模方法上存在的某些问题以及对武器装备研制的影响,进一步介绍了边界条件的确定、模型正确性判别和载荷识别等方面的新技术.

大口径火炮深孔内螺旋线电解加工参数的优化

为解决大口径火炮深孔内螺旋线加工,研究了火炮炮管材料32CrNi3MoV电解加工主要参数相互影响变化规律.选取材料去除率、孔径过切量和深度过切量为试验指标,采用L16(25)正交试验和灰色关联分析法实现了加工参数优化,得到了深孔内螺旋线高效率、高精度无应力电解加工成型的优化工艺参数.结果表明:加工电压为9V、进给速度为0.5mm·min-1、电解液压力为0.6 MPa和采用10%NaNO3+2.5%NaClO3电解液时,材料去除率达到最大,孔径过切量和深度过切量达到最小,实现了火炮炮管材料32CrNi3MoV电解加工参数合理匹配.

大口径舰炮弹药储供系统可靠性研究

大口径舰炮弹药储供系统运用中心伺服扬弹、推送对中及箱式补给等新技术之后,可靠性相比现役舰炮所用技术有了显著的改善。根据其故障模式构建全组成参与的非正常扬弹故障树,在此基础上依托底事件进行可靠性分配研究。基于分配结果给出储供系统可靠性提升策略,同时也对可靠性评估有一定的工程意义。结果表明链条或齿轮箱故障、活门组件失效以及回转模块故障等事件为系统的薄弱环节,在设计过程中应着重分析其故障原因,以及由于高任务可靠度等原因对此类底事件分配较小的可靠性指标。