针对磁阻发射器在非致命防暴应用场景中的高射速性能需求,研制了一种新型锂电池直驱式磁阻发射器系统。通过分析锂电池直驱式磁阻发射器的基本原理,给出了功率电路拓扑结构,建立了磁阻发射器的电路动力学模型与运动学解析模型。通过有限元数值计算,基于位置-时序映射方法确定了磁阻发射器最优触发-关断时序,并研究了磁阻发射器锂电池焦耳热积累及温度变化,评估了多级磁阻发射器系统设计的可行性。搭建原理样机试验系统并开展了射击测试,试验结果表明,该锂电池直驱式磁阻发射器能够将给定电枢加速至86.26 m/s,射速达到277发/min,相对传统磁阻发射器射速提升了2倍以上。
着眼整体提升装甲装备使用和维修效益,基于摩托小时收支平衡要求、装备预防性维修策略、滚动式循环动用理论,研究分析装备使用和维修之间耦合关系、约束条件,以满足使用需求、摩托小时梯次储备为目标,建立装甲装备的年度使用和维修联合优化模型,将训练用装需求分配到具体单装并制定维修计划;设计天牛须改进粒子群的混合优化算法,有效提高全局搜索和局部搜索能力,对模型进行优化求解。以某一分队装甲装备技术管理进行案例分析,通过仿真实验验证,设计的模型符合实际,改进的算法计算高效,能够为部队制定装备使用和维修计划提供决策支撑。
弹载器件缓冲结构不仅要保障弹载器件免受损坏,还要防止其因缓冲材料塑性变形吸能发生过大位移。在高速冲击下提高其抗过载能力是缓冲防护设计的关键。为此,建立了包含弹载器件缓冲结构的高速冲击仿真模型,并通过空气炮高速冲击试验验证了该模型的准确性,进而构建了更全面的导引舱仿真模型。以弹载器件缓冲结构相关参数为设计变量,以光学模组最大相对位移为响应量,构建了表征二者之间映射关系的Kriging代理模型,并对弹载器件缓冲结构进行了稳健性优化设计。结果表明:通过优化弹载器件缓冲结构参数,在保证弹载器件不受损伤的前提下,光学模组最大相对位移从3.54 mm降低到了3.01 mm,稳健性明显提高,对该类结构的设计研究具有一定参考价值。
为了提升对GPS军码信号的压制干扰效能,提出采用锯齿波扫频噪声调频压制干扰样式。在分析锯齿波扫频噪声调频信号特征的基础上,以码跟踪误差为干扰效果评估指标,对GPS P(Y)码和M码信号实施锯齿波扫频噪声调频干扰的信号参数进行了优化设置。通过对同等干信比下码跟踪误差的仿真计算,比较了参数优化设置后的锯齿波扫频噪声调频干扰相对传统带限高斯噪声和匹配谱干扰的干扰效能。仿真结果可以看出,锯齿波扫频噪声调频压制干扰在具备更高干扰效能的同时,在参数设置的灵活性和干扰抑制难度上也更具优势。
装备备件作为装备维修保障能力生成与提升的重要物质基础,其需求确定研究对于维持装备可用度和保障部队持续作战能力具有十分重要的意义。通过查询国内外相关资料,系统梳理了美军与我军在装备备件需求确定方面的研究历程;重点从“备什么”“备多少”装备备件需求确定的两个关键问题出发,从定性方法、定量方法、组合方法3个角度对装备备件需求品种确定方法进行综述,从统计数据法、维修策略法、智能与仿真算法3个角度对装备备件需求数量预测方法进行综述,并从装备备件需求确定方法的针对性、实用性、动态性等角度出发,给出装备备件需求确定方法未来可能的发展趋势,可为装备备件需求确定研究提供参考借鉴。
基于选择性激光熔化(selective laser melting, SLM)增材制造技术,设计了一种弯折渐扩侧孔结构的钛合金突击炮炮口制退器,进行了激光增材制造与炮口流场仿真分析。采用高斯热源模拟SLM激光增材过程,对比了不同摆放方向增材成型的炮口制退器残余应力分布,结果表明炮口制退器与基板的接触面积越小,炮口制退器内部残余应力越小。针对突击炮发射穿甲弹时高初速和高炮口压力的特点,采用可压气体黏性流动的N-S方程与Realizable k-ε湍流模型,进行了炮口流固耦合数值仿真,验证了炮口制退器性能与强度。制退器的结构设计以及数值模拟仿真方法对于激光增材制造钛合金制退器的设计制造具有一定的参考意义。
在高效毁伤领域,高熵合金的高强度、高韧性、高耐磨损等特性,能有效替代传统合金应用于炮弹、导弹等武器装备的核心部件,如发动机喷管,战斗部壳体、毁伤元等,进而提高武器系统的综合毁伤效能及作战能力。为进一步探寻未来高熵合金在高效毁伤领域的研究价值和军事意义,以高熵合金的基本特性及形成机制为研究基础,深入分析其优于传统合金宏观性能的原因,并以实例论述高熵合金在毁伤技术中的应用进展情况,用具体数据凸显高熵合金的优越性。讨论了高熵合金在技术创新和领域拓展等方面所面临的挑战和未来发展趋势,为相关研究提供参考和启示。
交互式多准则决策方法(TODIM)是一种考虑了决策者心理行为的多属性决策方法,属性权重是该方法计算优势度的主要参数之一,会直接影响方案排序结果,进而影响决策精度。为科学合理地确定属性权重,引入邻域粗糙集理论对TODIM法进行改进。给出一种邻域条件熵属性重要度度量方法;并以新的度量方法计算各属性的重要度来确定属性的客观权重;将其与层次分析法得到的主观权重相结合,提出一种组合属性权重改进的TODIM法综合评价方法。采用新的组合属性权重替代传统的权重对装甲兵分队作战能力进行排序,排序结果误差率减小了约16%~25%。算例结果表明,新方法得到的权重更合理,提高了装甲兵作战能力评估的准确性。
针对弹载电子设备在发射瞬间和侵彻过程中因高冲击使其扭曲变形甚至损坏而导致内部电路损坏失效的问题,提出了一种抗高冲击的内嵌式复合防护结构。借助ANSYS的显式动力学,分析高冲击下弹载测试仪内部应力分布。有限元仿真结果表明,结构中环氧树脂包聚氨酯衰减了应力的传播,起到很好的隔离缓冲作用,金属外壳承受绝大部分冲击过载,只有少部分能量传递至内部,且径向导轨限制了惯性测量单元的径向运动,使其保持竖直状态。采用落锤冲击实验对抗过载防护方法及系统进行验证,实验结果表明,在25 000 g的过载冲击下惯性测量单元及存储电路仍能正常工作,且系统吸能效果可达65%,对弹载电子设备的抗高过载防护有着重大意义。
随着现代战争的发展,无控火箭弹的使用亟需减小弹丸散布,提高火箭弹的命中精度。针对火箭弹落点散布大的问题,提出了一种基于DBSCAN-MLP的火箭弹命中精度控制方法,对火箭弹进行落点修正。通过对火箭弹外弹道飞行轨迹进行仿真,用蒙特卡洛散点对火箭弹进行无控射击仿真获得弹丸散布数据,之后通过DBSCAN聚类算法对落点数据进行聚类处理并用于MLP模型的训练,利用得到的命中精度控制模型对火箭弹弹道轨迹进行修正以减小火箭弹落点散布。仿真结果表明,使用文中提出的DBSCAN-MLP的火箭弹命中精度控制方法得到的弹丸落点散布圆概率误差(CEP)小于50 m,提高了弹箭的打击精度。