自行火炮行進(jìn)間發(fā)射動力學(xué)研究

劉飛飛 芮筱亭 于海龍 張建書

摘要：

對自行火炮行進(jìn)間射擊發(fā)射動力學(xué)進(jìn)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(xué)模型。應(yīng)用多體系統(tǒng)傳遞矩陣法和總傳遞方程自動推導(dǎo)定理，推導(dǎo)了自行火炮行進(jìn)間射擊動力學(xué)方程；推導(dǎo)了彈丸發(fā)射動力學(xué)方程，編制了自行火炮發(fā)射動力學(xué)仿真程序，仿真獲得了自行火炮行進(jìn)間射擊彈丸膛內(nèi)運(yùn)動規(guī)律、彈丸起始擾動、自行火炮系統(tǒng)動力學(xué)和密集度等，部分仿真結(jié)果得到試驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果為提高自行火炮行進(jìn)間射擊精度提供了理論基礎(chǔ)與仿真手段。

關(guān)鍵詞：

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

中圖分類號：TJ818； O313.7

文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)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(jìn)間射擊精度影響很大。理論與試驗(yàn)研究表明[2-4]，彈丸起始擾動是影響自行火炮行進(jìn)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(jìn)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(jìn)間射擊精度很大程度上取決于其發(fā)射動力學(xué)行為。發(fā)射動力學(xué)是研究武器系統(tǒng)在發(fā)射過程中的受力及運(yùn)動規(guī)律，進(jìn)而為武器系統(tǒng)動態(tài)性能總體設(shè)計(jì)與試驗(yàn)提供控制其受力與運(yùn)動的理論與技術(shù)的一門新興學(xué)科[5]。經(jīng)過多年發(fā)展，發(fā)射動力學(xué)已進(jìn)入到工程實(shí)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(yīng)用于多管火箭、自行火炮等武器。很多學(xué)者利用多體系統(tǒng)動力學(xué)理論，對坦克、自行火炮等武器行進(jìn)間發(fā)射動力學(xué)進(jìn)行了研究[12-14]，但是因?yàn)橛?jì)算速度所限，建立的武器系統(tǒng)動力學(xué)模型較為簡單，未見有完善的行進(jìn)間射擊彈丸膛內(nèi)運(yùn)動方程，難以精細(xì)討論提高自行火炮行進(jìn)間射擊精度的方法。針對上述問題，本文對自行火炮行進(jìn)間射擊發(fā)射動力學(xué)進(jìn)行了深入研究，為提高自行火炮行進(jìn)間射擊精度提供了理論基礎(chǔ)與仿真手段。

5結(jié)論

本文建立了自行火炮發(fā)射動力學(xué)模型，推導(dǎo)了自行火炮行進(jìn)間射擊的發(fā)射動力學(xué)方程，建立了自行火炮發(fā)射動力學(xué)仿真系統(tǒng)；通過自行火炮發(fā)射動力學(xué)仿真程序計(jì)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(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比表明：（1） 本文建立的自行火炮發(fā)射動力學(xué)模型正確可行；（2） 自行火炮整車的行進(jìn)速度會影響彈丸的炮口速度；（3） 行進(jìn)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(jìn)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(jìn)間的射擊精度提供理論和技術(shù)參考。

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