自行火炮行進間發(fā)射動力學研究

劉飛飛 芮筱亭 于海龍 張建書

摘要：

對自行火炮行進間射擊發(fā)射動力學進行了深入研究，建立了彈炮耦合的自行火炮系統(tǒng)發(fā)射動力學模型。應用多體系統(tǒng)傳遞矩陣法和總傳遞方程自動推導定理，推導了自行火炮行進間射擊動力學方程；推導了彈丸發(fā)射動力學方程，編制了自行火炮發(fā)射動力學仿真程序，仿真獲得了自行火炮行進間射擊彈丸膛內運動規(guī)律、彈丸起始擾動、自行火炮系統(tǒng)動力學和密集度等，部分仿真結果得到試驗驗證，研究結果為提高自行火炮行進間射擊精度提供了理論基礎與仿真手段。

關鍵詞：

發(fā)射動力學； 多體系統(tǒng)； 行進間射擊； 射擊精度； 起始擾動

中圖分類號：TJ818； O313.7

文獻標志碼： A

文章編號： 1004-4523（2016）03-0380-06

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2016.03.002

引言

作為現(xiàn)代炮兵的重要組成部分和機動作戰(zhàn)的火力骨干[1]，自行火炮得到世界各國廣泛重視和大量裝備。發(fā)射過程對自行火炮動態(tài)性能特別是對行進間射擊精度影響很大。理論與試驗研究表明[2-4]，彈丸起始擾動是影響自行火炮行進間射擊精度的主要因素，路面激勵、振動、穩(wěn)定精度等對自行火炮行進間射擊精度的影響也是通過彈丸起始擾動來體現(xiàn)。自行火炮行進間射擊精度很大程度上取決于其發(fā)射動力學行為。發(fā)射動力學是研究武器系統(tǒng)在發(fā)射過程中的受力及運動規(guī)律，進而為武器系統(tǒng)動態(tài)性能總體設計與試驗提供控制其受力與運動的理論與技術的一門新興學科[5]。經過多年發(fā)展，發(fā)射動力學已進入到工程實用化階段，芮筱亭等[6-11]建立了多體系統(tǒng)傳遞矩陣法，并成功應用于多管火箭、自行火炮等武器。很多學者利用多體系統(tǒng)動力學理論，對坦克、自行火炮等武器行進間發(fā)射動力學進行了研究[12-14]，但是因為計算速度所限，建立的武器系統(tǒng)動力學模型較為簡單，未見有完善的行進間射擊彈丸膛內運動方程，難以精細討論提高自行火炮行進間射擊精度的方法。針對上述問題，本文對自行火炮行進間射擊發(fā)射動力學進行了深入研究，為提高自行火炮行進間射擊精度提供了理論基礎與仿真手段。

5結論

本文建立了自行火炮發(fā)射動力學模型，推導了自行火炮行進間射擊的發(fā)射動力學方程，建立了自行火炮發(fā)射動力學仿真系統(tǒng)；通過自行火炮發(fā)射動力學仿真程序計算得到了某自行火炮的最大膛底壓力、彈丸炮口速度、起始擾動和密集度等。

仿真結果與試驗結果對比表明：（1） 本文建立的自行火炮發(fā)射動力學模型正確可行；（2） 自行火炮整車的行進速度會影響彈丸的炮口速度；（3） 行進間射擊時彈炮碰撞力與彈丸鉛垂擺動角速度和靜止射擊時相比，變化明顯；（4） 行進間射擊的射擊密集度比靜止射擊的射擊密集度差。

本文的研究可為提高自行火炮行進間的射擊精度提供理論和技術參考。

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