Design Scheme of New Type Shell Raising and Feeding System of Medium-large Caliber Naval Gun

The medium -large caliber naval gun is still playing an important role in modern war. The development of highly automatic Shell Raising and Feeding System (SRFS) in the world has been briefly outlined. Several typical SRFS of medium-large caliber naval guns have been analyzed. A re-design of the system is introduced, in which systematic design method has been used to demonstrate its feasibility. The design goal of the system is to realize rapid shell feeding, with application to many types of shells, quick change of shell types , accurate and reliable feeding operation, simple mechanical structure and easy realization of shell withdrawing.

中大口径加榴炮发射环境极限边界工况炮-弹-引耦合响应特性

针对中大口径加榴炮机械触发引信早炸时有发生,引信及其典型结构在内弹道高动态复杂力学环境下的响应特性不清晰、失效机理不明确等问题,建立了考虑身管中后期磨损、底排弹0号装药、弹丸最大装填角、弹丸与引信极限偏差等极限边界工况的内弹道环境炮弹引耦合动力学仿真模型。采用融合SPH和Lagrange的有限元计算方法,分析弹引典型机构响应特性,并通过底凹弹和底排弹典型工况测试数据对仿真模型的预测误差进行验证。结果表明,极限边界工况会对弹丸挤进阻力、前定心部与身管撞击力的时域分布特征以及运动姿态等造成显著影响,会对引信及其典型机构过载响应造成较大影响。相比底凹弹和底排弹常规工况,膛内弹丸与身管撞击力分别增大63.75倍和29.82倍,出炮口瞬间弹丸俯仰角分别增大8.69倍和6.71倍,偏航角分别增大3.89倍和1.75倍,膛内引信回转体轴轴向峰值过载分别增大19.49%和5.44%,径向峰值过载分别增大78.7%和1.44倍。极限边界工况下,膛内阶段引信发生强度失效的风险明显增大,出炮口后弹引初始章动角量值明显增加,飞行阶段异常作用的风险也会增大。相关研究对于探寻复杂动态力学环境中大口径机械触发引信失效机理,指导引信加固优化设计具有重要意义。

中大口径舰炮总体设计中的主要技术问题

针对中大口径舰炮总体设计要求,提出中大口径舰炮总体设计的任务、原则、思路。根据舰炮的基本结构,对中大口径舰炮总体设计中的确定弹药传送路径、选择供弹系统构架、规划排壳方式、制定循环图、选择动力源、实现动力统一等主要技术问题进行分析,对涉及的技术方案进行比较和综述。本文研究成果对中大口径舰炮的总体方案设计具有重要指导作用。

中大口径舰炮“同时弹着”打击海面快速小目标方法

从近几年的海上安全形势来看,机动性好、体积较小的自杀式小艇已成为除反舰导弹外水面舰艇面临的最大杀手,如何实现对海面快速小目标的拦截和打击,是各国海军普遍面临的难题。因此,提出了中大口径舰炮“同时弹着”打击海面快速小目标的射击新方法,并建立了中大口径舰炮“同时弹着”模型,验证了中大口径舰炮2发同时弹着的可行性。同时,对中大口径舰炮“同时弹着”的误差、射击效力和适用距离等关键问题开展了研究。最后,结合实际战术应用,给出了中大口径舰炮基于梯次射的“同时弹着”射击方法,并通过仿真验证了该方法对打击海面快速小目标的有效性。

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.

基于机载激光雷达的目标定位误差特性分析

为提高远程大口径舰炮对岸目标精确打击中的定位精度,开展了基于机载激光雷达系统的目标定位误差特性分析研究。首先给出了基于机载激光雷达的目标定位流程,建立了目标定位模型;然后分析了影响目标定位精度的各种误差源,建立了基于蒙特卡罗方法的误差特性分析模型;最后通过数值仿真定量分析了误差源对目标定位精度的影响,并提出了提高目标定位精度的措施,为远程大口径舰炮对岸目标精确打击定位精度的提升提供了参考和依据。

大口径舰炮供弹平台控制时序设计与试验研究

为了提高某大口径舰炮供弹平台的供弹率,减少更换弹种时间,采用并行时序设计方法和MATLAB/Stateflow建模软件对大口径舰炮供弹平台的控制时序进行理论分析与建模仿真,并进行了模型样机的试验研究。仿真和试验结果表明:利用该方法设计大口径舰炮供弹平台的控制系统软件是可行的,该软件能较大地提高系统的供弹率,实现快速更换弹种,满足系统要求的各项指标。同时该方法可广泛应用于复杂机械系统的控制时序软件设计。

大口径舰炮多发同时弹着射击效力分析

炮兵火力打击的强度对炮兵火力打击效果的影响呈指数函数递增,集中火力依然是炮兵战斗的首要原则,也是提高火力打击效果的重要手段。通过对多发同时弹着的发射序列及射弹量的研究,论证了单炮多发同时弹着的可行性,在此基础上重点讨论各因素对多发同时弹着射击效力计算的影响,并进行仿真计算,对大口径舰炮武器应用及武器系统的改进具有一定的指导意义。

基于UG/WAVE的大口径舰炮结构自顶向下设计方法

针对大口径舰炮结构特点,将自顶向下设计方法应用于大口径舰炮的结构设计中。按大口径舰炮弹药装填路径和扬供弹方式的不同,对大口径舰炮进行了类别划分。以复合装填大口径舰炮为设计实例,进行大口径舰炮结构自顶向下设计研究。建立了某复合装填大口径舰炮的顶层骨架模型和参数化实体模型。该设计方法能够有效实现大口径舰炮定量化、参数化设计,对提高火炮工程设计效率有一定的参考价值。

无人机姿态误差对目标定位的误差分析

无人机对远程大口径舰炮对岸目标实施精确打击提供了实时信息保障,但无人机在对目标点实施侦查、定位时,由于自身的姿态角度存在误差,导致对目标的定位精度产生影响,为分析无人机对远程大口径舰炮提供信息保障能力,建立相关坐标系,以无人机载体航向角φ、俯仰角θ、滚转角γ不同角度的误差分布为条件,根据坐标轴之间的转换关系,建立各姿态角度误差与目标定位误差相互关系的数学模型,并通过Matlab仿真实验,对误差分布情况进行了分析。

中大口径舰炮远程对岸射击观测方法研究

针对中大口径舰炮承担的对岸火力支援任务,研究其远程对岸射击观测方法。为满足岸上目标观测需要,提出舰载无人机、电视侦察弹、侦察卫星等远程观测手段,论证各观测手段的特点和实施方法,提出对岸上目标的定位原理。该研究可为中大口径舰炮对岸射击观测的组织实施提供参考,对武器系统作战效能的充分发挥具有重要意义。

高射速中口径舰炮反导射击体制探究

面对日益精准、快速的反舰导弹,论述了发展中口径舰炮反导能力的必然性和提升中口径舰炮射速的必要性及可行性,提出了在高发射速率下中口径舰炮远距离多发同时弹着拦阻射击和近距离穿甲破片直接命中拦截的反导射击方法,并对两种射击方法进行了简要分析,分别描述了多发同时弹着空炸形成的破片域和穿甲破片弹的特点。

大中口径舰炮距离修正法水幕反导射击方法

基于大中口径舰炮弹丸水柱对高速运动目标的毁伤机制,提出了一种在不对武器装备进行改造的条件下,通过修正舰炮射击距离,对反舰导弹进行抗击的水幕反导射击方法。本文重点研究了水幕反导的射击原理、诸元解算与射击实施方法,并对其反导射击效果进行了定性与定量分析。水幕反导射击方法显著提高了大中口径舰炮防空反导效力,对增强水面舰艇生存能力具有重要意义。

舰载雷达对岸炮位侦察系统仿真

为了进一步研究和深入论证舰载条件下侦察雷达的可行性问题,本文在全过程数字仿真的基础上分析了各个因素对它的影响。说明了其组成、功能及对岸炮位侦察过程;建立了系统仿真流程,通过仿真计算分析了弹道滤波算法、雷达观测精度、舰艇姿态探测精度等因素对炮位侦察效果的影响,并进行了显著性分析。结果表明,在该仿真条件下,采用混合坐标系下的EKF方法时外推精度相对较高,雷达俯仰角探测误差、舰艇纵摇角探测误差对定位误差的影响最为显著,仿真结果为系统的进一步分析论证提供了参考依据。

防强电磁冲击的某舰炮武器EMC设计与测试

分析了电磁脉冲弹的作用机理,针对此类电磁辐射武器的强电磁冲击,在某大口径舰炮武器控制系统设计过程中,重点在提高系统抗干扰能力、破坏脉冲耦合途径、增加过载保护装置等几方面采取了防护措施,并经过强电磁冲击试验测试,证实了该大口径舰炮控制系统采取的防护措施是有效的。

舰炮供弹系统设计研究

针对目前我国大中口径舰炮供弹系统急待改进的现状,在借鉴国内外供弹系统现有技术的基础上,提出了一套新型大中口径舰炮敏捷供弹系统.说明了这种大中口径舰炮供弹系统的设计方案:转运间布置圆柱凸轮分度机构驱动的间歇式转动的弹鼓,直动盘形凸轮机构实现弹从弹鼓到升降机弹位转换;伸缩液压缸为动力,齿轮齿条机构增速的升降机;摆动液压缸实现的分弹器配合直动液压缸把升降机输送来的弹推送到装弹摆臂;装弹摆臂摆动到与身管平行并输弹到压弹机.给出了装填第一发弹所需的相应时间,以及连续供弹的频率.设计方案从根本上解决了大中口径舰炮供弹系统自动化和更换弹种问题.

大口径舰炮制导炮弹装填方式

介绍制导炮弹发展及其典型结构,对国内外制导炮弹在大口径舰炮上的应用进行介绍,并根据大口径舰炮使用制导炮弹的特殊性,对分装式制导炮弹的装填方式进行探讨,从易装性、安全性、对射速的影响以及多弹种兼容性等方面进行优劣分析,并提出几种可行性建议。

遥控引信技术反导应用

随着中口径舰炮发射率和系统射击精度的提高,以及弹药技术的发展,尤其是高技术引信的应用为提高中口径舰炮武器系统的反导效能提供了一条有效技术途径。针对水面舰艇防御反舰导弹的作战需求,基于中口径舰炮武器系统现有技术状态,提出了应用遥控引信技术提高系统反导效能的技术方案。通过仿真计算和对比分析,阐述了该方案的可行性和有效性,并进一步探讨了系统的相关技术指标和技术实现途径。

旋转弹箭动态特性研究

针对防空反导用中口径舰炮制导炮弹动力学建模和动态特性,借鉴旋转导弹单通道控制的研究方法,在常规火箭弹外弹道模型的基础上建立有控弹道模型,对有控弹道模型进行线性化,并推导出短周期扰动运动弹体传递函数。仿真结果表明,在输入控制力的作用下,传递函数可应用于分析中口径舰炮制导炮弹在有控作用下的飞行稳定性与操纵性。