枪托结构对射击精度影响分析

为研究立姿无依托抵肩射击最优的枪托结构对射击精度的影响,提出一种射击精度的仿真与实验对比分析方案。在人枪系统动力学模型基础上,以枪托抵肩面倾斜角度、枪托刚度为设计优化变量,通过协同仿真获取膛口跳角、内弹道随机散布对比曲线;将立靶散布R50的仿真计算结果与试验结果作对比,结果基本一致,误差小于15%。结果表明:采取6°软枪托时,射弹散布有明显的优化,该方案对优化人枪系统中枪械结构和人机工效设计具有指导作用。

卧姿有依托人枪系统建模与仿真分析

为研究采用浮动发射技术的高初速榴弹发射器射击时与人体相互作用,参照中国成年人人体尺寸国家标准,建立19刚体、52自由度的人体模型,结合单发卧姿抵肩射击的特点,建立人枪系统发射动力学仿真模型。分析自动机在人枪系统发射过程中的运动特性及人体重要关节的受力特性,总结人体重要关节在不同参数下的受力响应规律,给出降低人体关节受冲击载荷的若干途径。仿真结果表明,该模型可以预估榴弹发射器对人体关节的冲击效应,为新枪的研制提供必要的仿真依据。

手枪射击过程中士兵动态响应特性研究

为了研究士兵立姿无依托射击过程动态响应特性,在AnyBody人体肌骨建模平台中建立了人-枪系统模型。采用三维运动捕捉系统捕获了射击姿态,以实验数据驱动人枪模型。通过肌肉活动度最大/最小模型解决肌肉募集冗余问题,基于逆向动力学原理,计算射击过程中肌肉发力和人体关节受力规律。结果表明:对于手枪在立姿无依托连续射击过程,同时也是行为意识学习过程,射击结束后肌群会本能的按照上一次射击所需的预紧力进行有规律的收缩;对于每一次射击过程,肌肉及关节受力会有3个波峰,前2个波峰是由于手臂随着枪械被动运动造成的,最后1个波峰是主动控制造成的,从击发到主动控制需要243ms;射手在连续4发射击后,肌肉的疲劳会迅速加剧。研究结果对射击训练和手持轻武器效能的最佳发挥提供了科学参考。

射手-机枪相互作用关系的研究

为了对抵肩射击时射手与机枪之间相互作用关系进行定量研究,该文首次提出了通过理论和实验建立射手系统数学模型的方法,从而也为进一步包括射手在内的机枪系统动力学问题打下了必要的基础。实例结果证明了该文所提方法的正确性和有效性。

基于ISIGHT的人枪系统多参数动态优化设计

从人枪系统入手,根据立姿抵肩无依托射击的特点,建立了刚柔耦合的人枪系统动力学虚拟样机,并基于集合优化软件ISIGHT,集成ADAMS和Matlab软件进行并行优化设计以抵肩部位所受载荷和枪口垂直角位移为目标函数,以导气孔直径、气室初始容积、活塞直径、复进簧刚度、击锤簧刚度、枪机框质量为设计变量,利用自适应模拟退火算法求解得到设计变量的优化值,对优化结果进行了仿真验证,验证结果表明:优化后活塞杆所受的最大力下降1.3%,弹丸在出膛口时的枪口垂直角位移减少6.7%,抵肩部位所受的最大力也下降12.26%,提高了步枪的连发射击精度,达到了优化设计目的并节约了人力和时间,对武器系统的优化设计有参考价值。

火炮装填系统实时三维人机界面显示技术研究

实现了一种火炮装填系统三维实时显示的人机界面,将传统虚拟现实与总线通信技术结合起来,形成一种三维模型+数据驱动的模式。通过CAN总线采集现场传感器数据并根据通信协议进行数据处理,再将运算后的数据赋予部件模型对应的变量,使界面显示出当前部件模型的实时运行状态,从而在操作终端实现与实际装填系统状态准确一致的虚拟视景。此方法达到了可视化的实时显示效果,增强了操作手的真实感,以及作战指挥人员的真实性和交互性,提高了指挥自动化系统的实用性。