现代火炮理论与技术进展

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1. 车载炮驾驶室表面炮口冲击波超压特性

魏胜程, 钱林方, 徐亚栋, 尹强

兵工学报 2024, 45 (11): 3792-3805. DOI: 10.12382/bgxb.2023.0687

摘要（328）

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PDF （10435KB）（410）

火炮射击时作用在驾驶室表面的冲击波超压是研究车载炮驾驶室炮口冲击波防护性能的载荷边界条件。为探索车载炮驾驶室表面的炮口冲击波超压特性,以某型装备为对象设计系统的射击试验方案开展研究。试验兼顾车载炮的主、辅助射界,获取7种射角工况下驾驶室上不同位置的冲击波超压数据,得到炮口与驾驶室不同空间位置下驾驶室表面冲击波超压的衰减规律。采用非定常无黏三维欧拉方程建立炮口冲击波流场计算模型,对极限工况下驾驶室表面的冲击波超压进行仿真模拟,数值仿真与试验结果的冲击波超压变化趋势一致,炮口气流速度吻合时最大超压峰值误差小于4%。研究结果表明:炮口冲击波在地面、驾驶室结构影响下,在车载炮驾驶室表面形成了具有显著峰值的二次超压分布;炮口制退器制退孔朝向、驾驶室上凸起结构等使得驾驶室表面的冲击波超压更加恶劣。

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2. 基于改进拟连续算法的回转弹仓位置控制

陈冬, 钱林方, 陈志群, 陈龙淼, 邹权, 陈军华

兵工学报 2024, 45 (5): 1436-1448. DOI: 10.12382/bgxb.2023.0064

摘要（227）

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PDF （5031KB）（158）

为提高大口径火炮自动装填过程中回转弹仓工作的精确性和鲁棒性,在分析现有拟连续算法相关研究内容的基础上,设计一种全新的改进拟连续控制器对回转弹仓进行位置控制。通过与滑模扰动观测器相结合,新控制器增益不依赖于系统扰动的不确定性边界,且不需引入额外的控制器参数,降低了控制器的设计和调试难度。通过Lyapunov方程验证控制器本身及闭环系统的稳定性。仿真和试验结果表明:新设计的控制器相对于已有拟连续算法具有优越性,在受到不确定时变负载和不确定参数扰动的情况下,新设计的改进控制器在应用于回转弹仓时,在趋近段可以获得更快的收敛速度,减小到位超调量,并在滑动段有效减弱抖振。

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3. 基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究

李延泽, 钱林方, 付佳维, 陈龙淼

兵工学报 2024, 45 (5): 1426-1435. DOI: 10.12382/bgxb.2022.0949

摘要（730）

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PDF （2242KB）（595）

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。

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4. 基于数字图像相关原理的埋头弹程序燃烧特性试验研究

师军飞, 钱林方, 陈光宋, 尹强, 刘道坤, 李仲刚

兵工学报 2024, 45 (4): 1047-1059. DOI: 10.12382/bgxb.2023.1174

摘要（296）

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PDF （15545KB）（174）

为分析埋头弹的装药程序燃烧特性和上膛挤进运动特性,对埋头弹两级点火发射过程进行试验研究。设计并建立程序燃烧特性试验系统,采用高速摄像系统获得各组弹丸的运动图像序列。基于数字图像相关原理,对各组图像序列进行定性和定量分析,对回收的弹带刻槽形貌分析测量,获得一级点火的弹丸运动特性,两级点火的程序燃烧特性以及弹带刻槽形貌特性。研究结果表明:速燃点火药的质量直接影响一级点火弹丸上膛性能,质量增加时弹丸上膛时间显著缩短,上膛速度大幅提高;可燃导向筒过早的破碎会导致上膛速度大幅增加,使弹带刻槽形貌非常恶劣,不能可靠密封弹后火药燃气和可靠导转弹丸运动,影响内弹道性能和弹丸的膛内运动姿态;需要对速燃点火药与可燃导向筒进行合理的匹配设计,保证可燃导向筒的破碎时机处于可控范围,从而实现理想的两级点火和程序燃烧设计目标。

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5. 基于迁移学习的供药装置故障诊断方法

黄文宽, 钱林方, 尹强, 刘太素

兵工学报 2023, 44 (10): 2964-2974. DOI: 10.12382/bgxb.2022.0767

摘要（262）

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PDF （5886KB）（217）

针对多工况下的模块发射药供药装置故障诊断问题,提出一种基于迁移学习和奇异值分解的故障诊断方法。通过奇异值分解对模块药的位移速度数据进行降维和降噪预处理,并提取特征;采用基于TrAdaBoost算法框架的迁移学习方法,综合有限的试验数据和大量的仿真数据,提取有效故障信息,构建多个基故障分类器,并最终集成一个高质量故障分类器。研究结果表明,该方法对多样工况下的故障数据有很好的适应性,在试验数据量较少的情况下,相对于传统机器学习方法可以获得更好的故障识别准确率。

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6. 火炮自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性与灵敏度

翟文宇, 钱林方, 陈光宋

兵工学报 2023, 44 (4): 1062-1070. DOI: 10.12382/bgxb.2021.0868

摘要（366）

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PDF （1907KB）（357）

为高效准确地分析某自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性,并分析其尺寸参数的可靠性灵敏度,构建摆动机构运动学模型。考虑摆动机构尺寸误差以及铰接间隙的影响,利用稀疏网格数值积分方法获得运动学响应变量的前4阶统计矩,通过鞍点估计方法得到运动学响应变量的概率密度函数,获得某自动装填系统摆动机构运动精度可靠度,并以此为条件通过计算得到尺寸参数的可靠性灵敏度分析结果。研究结果表明:新方法的计算结果能够较好地吻合蒙特卡洛方法获得的结果,且所需样本点较少,验证了方法的有效性,同时计算所得的摆动机构运动精度的失效概率较小,运动精度可靠性较高;主动臂长度对运动可靠性影响较大,其余参数影响较小,为摆动机构基于可靠性的设计提供了参考。

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7. 埋头弹高速冲击挤进入膛特性研究

师军飞, 钱林方, 陈红彬, 付佳维

兵工学报 2023, 44 (3): 656-669. DOI: 10.2382/bgxb.2022.0834

摘要（576）

HTML （50）

PDF （12407KB）（416）

为研究埋头弹高速冲击挤进入膛过程的力学机理和运动规律，将某40 mm口径埋头弹火炮作为对象，分析建立其内弹道过程的数理模型，并通过实弹射击试验验证内弹道模型的准确性。考虑界面间的摩擦和接触特性，采用FEM-SPH耦合算法建立了高速冲击挤进模型，将内弹道数值解作为边界条件，通过数值计算得到弹带变形、弹丸运动、弹丸姿态和挤进阻力等变化规律。研究结果表明：所建立的弹道模型准确合理，弹丸的初始上膛速度为78.2 m/s；整个挤进过程分为减速挤进和加速挤进阶段，两阶段之间弹丸处于准静止状态，减速挤进过程中弹丸姿态发生周期性的变化，摆动角幅值不断下降，加速挤进过程，摆动角迅速增大，随着挤进完成摆动角呈现出减小的趋势，完成挤进用时2.65 ms，完成挤进时弹丸速度为73.92 m/s；挤进过程弹带表面温度接近材料熔点；动态挤进阻力呈现两次“上升-下降”过程，最大挤进阻力为95.288 kN，完全挤进时阻力降低并稳定到10 kN。

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8. 车载炮底盘载荷分离设计技术

钱林方，陈光宋，林通，刘太素

兵工学报 2022, 43 (11): 2773-2784. DOI: 10.12382/bgxb.2022.0098

摘要（417）

PDF （3765KB）（250）

发射载荷的传递控制是车载炮轻量化高机动设计的关键，一直是火炮研究领域的热点问题。为了控制发射载荷的传递，依据车载炮的构型特点，提出了发射载荷作用下底盘的载荷分离设计技术，构建了发射载荷分离满足的约束条件；基于车载炮的拓扑结构，建立了车载炮发射的动力学模型，给出了边界条件、放列协调条件和约束条件；通过对比车载炮发射过程关键部件的受力和响应的计算结果和试验测试结果，验证了所建立模型的正确性；不同支撑结构条件下轮胎受力以及射击稳定性分析结果表明：车载炮的载荷分离设计不仅可免除车载炮发射载荷对底盘轮桥系统的影响，为车载炮具有与底盘相同的可靠性提供了保障；此外，载荷分离设计对车载炮性能提升也有很好的作用，由此验证了载荷分离分析原理的有效性，可实现车与炮功能上的一体化、性能上的解耦设计。车载炮载荷分离设计实现了轻质底盘承受发射强冲击载荷的功能，是远程火炮高机动发射的理想方法。

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9. 无位置传感器电机控制在火炮装填应用的关键技术研究

钱林方，孙乐，陈光宋，佟明昊，邹权

兵工学报 2022, 43 (10): 2417-2428. DOI: 10.12382/bgxb.2022.0330

摘要（499）

PDF （9591KB）（287）

现代大口径火炮电动装填系统涉及多个电机协同控制，无位置传感器控制技术的应用可以显著提高驱动系统可靠性。而表贴式永磁同步电机在零/低速下的转子位置辨识恰是该技术的难点。针对该问题，提出采用基于机械运动模型的Kalman滤波器辅助转子位置估计方法；辅以观测器抗扰技术以消除模型参数不确定等扰动对转子位置辨识的影响，实现零/低速重载下可靠的起动/急停控制。新算法突破了常规的基于电气模型转子位置估计方法的局限性，进而大幅度提高了无位置传感器技术在零/低速下的负载能力，实现了可以媲美有位置传感器伺服的驱动控制功能。以该榴弹炮模块药装填和输弹过程作为算例，通过仿真验证了该技术。该无位置传感器电机控制技术已应用于155 mm榴弹炮装填系统。

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10. 基于概率密度演化方法的火炮输弹过程不确定性分析

王明明，钱林方，陈光宋，刘太素

兵工学报 2022, 43 (6): 1215-1224. DOI: 10.12382/bgxb.2021.0298

摘要（427）

PDF （3039KB）（421）

为分析火炮输弹过程不确定性参数对输弹一致性的影响，提出基于概率密度演化理论的输弹过程不确定性分析方法。建立某火炮输弹机的ADAMS动力学模型，根据概率密度守恒原理推导输弹过程的广义概率密度演化方程，以弹丸状态变量和输弹过程随机参数的联合概率密度函数建立状态空间与概率空间之间的联系。根据物理状态的演变引出概率密度的演化，并基于Lax-Wendroff格式的有限差分法求解输弹响应的概率密度函数。与文献［20］试验结果对比，输弹ADAMS 动力学模型的仿真位移曲线与试验数据基本吻合，验证了模型的准确性；分析了不同工况下参数不确定性对弹丸响应的影响，得到了响应均方差。结果表明：与蒙特卡洛（MC）方法的结果对比，该方法计算的响应概率密度函数在形式与精度上都比较准确，验证了该方法的适用性；随着输弹角的增大，响应的波动范围扩大。

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11. 火炮后效期火药气体流空过程的近似计算方法

缪伟, 尹强, 钱林方

兵工学报 2021, 42 (7): 1381-1391. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.07.005

摘要（481）

PDF （2990KB）（576）

火炮后效期内炮膛合力的变化规律对火炮运动计算有着十分重要意义。针对经典后效期理论假设的火药燃气状态参数空间分布与数值解不能严格符合的问题，基于相似性假设从膛内气体的控制方程中分离出描述气体参数分布的微分积分方程组，并提出求解的数值计算方法。根据求得的气体参数分布，导出气体状态参数和炮膛合力在后效期内随时间变化规律的计算公式，计算后效作用系数。以37 mm高射炮和122 mm榴弹炮两种火炮为例进行计算，将导出公式及经典理论的计算结果与数值仿真结果进行对比。结果表明：气体参数分布与数值仿真结果吻合；炮膛合力的变化规律与数值仿真结果很好地符合；后效作用系数与数值仿真结果的相对误差为0.38%～1.80%.

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12. 基于干扰观测器的弹丸协调器电液伺服系统自适应滑模控制

聂守成，钱林方，陈志群，卫俞凯，尹强

兵工学报 2020, 41 (9): 1745-1751. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.09.006

摘要（422）

PDF （2363KB）（195）

针对弹丸协调器电液伺服系统中存在非匹配不确定性和参数不确定性问题，提出一种基于干扰观测器的自适应滑模控制策略。采用干扰观测器估计系统中的非匹配不确定性，通过Lyapunov稳定性理论证明干扰观测器的稳定性，并将其引入新型积分滑模切换函数的设计中，使控制器能够对非匹配不确定性提供有效补偿，提高控制精度。为了降低系统参数不确定性的影响，在滑模控制器设计中引入自适应律以保证控制器的动态性能，并对控制器的全局稳定性进行了证明。实验结果表明：采用的干扰观测器和自适应律能够准确描述系统特性；基于干扰观测器的自适应滑模控制器能够满足期望轨迹的跟踪要求，使设计的控制器在不同工况下均具有较好的动态跟踪特性和稳态精度，并具有较强的鲁棒性。

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13. 火炮高平机参数辨识与灵敏度

林通，钱林方，付佳维，王明明

兵工学报 2020, 41 (9): 1736-1744. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.09.005

摘要（499）

PDF （3817KB）（227）

为准确模拟高平机在火炮发射状态下的动态响应，基于含气油液压缩模型和油缸膨胀刚度，结合高平机结构构型，建立火炮发射状态下的某高平机动力学模型。采用多体动力学仿真软件ADAMS完成高平机参数化模型建模，确立高平机模型中的待辨识参数。根据某车载炮射击试验数据和火炮发射动力学模型，引入粒子群优化算法对高平机参数进行辨识，获得高平机模型参数值。辨识后模型输出结果与试验数据吻合良好，验证了模型精度及参数辨识结果的有效性。对影响火炮俯仰运动的高平机参数进行灵敏度分析，分析结果表明，高平机油液含气量、油缸初压等若干参数对火炮起落部分俯仰运动的影响较大。

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14. 火炮输药机构小射角输药到位一致性稳健优化设计

刘太素，钱林方，陈光宋

兵工学报 2020, 41 (8): 1473-1482. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.08.001

摘要（420）

PDF （3700KB）（225）

针对火炮输药机构在小射角非满装药输药过程中到位一致性差的问题，提出基于稀疏混沌多项式展开的输药过程稳健优化设计方法。建立输药机构的动力学模型，并通过试验验证模型的正确性和有效性；基于稀疏混沌多项式展开求取不确定性输入参数对输药到位的代理模型；以模块药到位以及到位标准差最小为目标，建立输药过程的稳健优化设计模型，采用NSGA-Ⅱ优化算法对优化模型进行求解。计算结果表明：输药到位一致性得到了提高，且到位均方差较初始减小了26.74%，验证了该方法的有效性。

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15. 弹丸在炮口的状态参数对地面密集度影响研究

钱林方, 陈光宋，王明明

兵工学报 2020, 41 (5): 833-841. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.05.001

摘要（591）

PDF （2136KB）（712）

为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响，基于6自由度刚体外弹道方程，考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素，利用稀疏网格数值积分（SGNI）方法求解弹丸落点散布的统计特性参数，并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散布的概率密度函数。测试算例表明，该方法的计算结果与蒙特卡洛方法获得的结果相吻合，验证了SGNI方法和最大熵估计方法的有效性；在此基础上分析了某155 mm加榴炮弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响，并分别建立了弹丸在炮口的单参数误差、多参数误差与地面密集度之间的映射模型，可为火炮射击密集度总体设计提供参考。

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16. 火炮后效期内弹底压力预估理论模型研究

周梦笛，曹从咏，钱林方

兵工学报 2019, 40 (6): 1304-1309. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.06.022

摘要（568）

PDF （1504KB）（417）

火炮后效期内弹丸在膛口高压火药燃气的作用下发生扰动，进而影响其外弹道特性。为提高射表的精准性并优化弹丸设计，开展了后效期内弹底压力的研究。针对传统计算流体力学（CFD）仿真耗时过长的不足，基于普朗特-迈耶膨胀波关系及等熵流动，建立后效期内弹底压力预估理论模型，并提出压力边界估计的修正模型。以某射击试验中测得的膛口数据为例进行仿真分析，将该模型与CFD三维模型仿真结果进行对比。结果表明：所提模型仿真结果与CFD模型仿真结果相差很小，但计算耗时显著减小，由约1.5 h减小为不到1 s；研究成果为火控系统所需外弹道参数可提供一种快速计算方法，为射表编制和弹丸合理设计可提供理论参考依据。

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17. 面向输弹一致性的某输弹机稳健优化设计研究

林通，钱林方，陈光宋，刘太素

兵工学报 2019, 40 (2): 243-250. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.02.003

摘要（721）

PDF （1902KB）（398）

为了提高弹丸卡膛一致性，以减小弹丸卡膛起始点运动参数波动即提高输弹一致性，根据输弹机工作原理和输弹实验，归纳了输弹系统中的随机参数。基于ADAMS软件建立了考虑参数随机性的某输弹机输弹过程动力学模型。以弹丸卡膛起始点运动参数标准差最小为目标，以卡膛速度下界达到3 m/s为约束，建立了面向输弹一致性的输弹机稳健优化模型。采用全局和梯度组合优化算法以及描述抽样，提高了优化计算效率。数值算例结果表明，优化后输弹机卡膛速度满足要求，输弹机的输弹一致性得到提高，验证了所提方法的有效性。

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18. 基于未知输入观测器的车载炮电液位置伺服系统故障检测

田灵飞，钱林方，陈龙淼，岳才成

兵工学报 2018, 39 (11): 2100-2108. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2018.11.003

摘要（439）

PDF （1994KB）（176）

针对车载炮电液位置伺服系统在运行时存在大惯量、负载非线性、参数不确定性和干扰等特点，提出一种基于非线性未知输入观测器的故障检测方案。在对系统建模后进行观测器设计，借助李雅普诺夫稳定性理论证明观测器稳定性并给出了存在条件，观测器产生用于故障检测的残差信号。在故障检测台上在线检测观测器的观测能力以及对故障的检测能力，设计了基于统计的动态阈值故障决策机制，消除了固定阈值在过渡阶段系统出现的误报警现象。实验结果表明：所提出的故障检测方案有效，可用于电液位置伺服系统在线故障的检测。

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19. 某输弹机开式链传动建模及动力学特性分析

刘太素，钱林方，陈光宋，吉磊

兵工学报 2018, 39 (11): 2109-2117. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2018.11.004

摘要（524）

PDF （3223KB）（335）

为分析某输弹机开式链传动机构在工作过程中的运动学精度和动力学特性，描述了滚轮与链轮齿槽之间的几何关系和接触模式以及链节之间的接触。针对不同的接触位置和接触模式分别建立了法向接触力模型和平面接触力模型，建立了某输弹机开式链传动机构多刚体动力学模型。分析了不同滚轮与链轮齿槽之间的接触特性，讨论了滚轮与链轮齿槽之间间隙变化对系统运动学精度及动力学特性的影响。研究结果表明：滚轮与链轮齿槽之间间隙的存在及大小变化对某输弹机开式链传动机构动力学特性具有很大影响，在工程实际中需要合理控制间隙。

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20. 基于径向基点插值法的大口径火炮身管固有频率特性研究

张弘钧，钱林方，陈光宋，许彬

兵工学报 2017, 38 (12): 2321-2327. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.004

摘要（439）

PDF （1384KB）（272）

考虑炮口制退器和炮尾的影响，建立身管弹性动力学方程，结合有限元法与无网格方法的各自优点，基于径向基点插值法。以积分点所在的单元支持域作为积分点的插值域，提出单元支持域径向基点插值法。建立离散形式的身管弹性动力学方程，计算获得身管固有频率。通过数值算例和实验验证了所提方法求解身管模态的有效性。计算结果表明：在相同网格数的情况下，所提方法能够得到更准确的结果，而且与实验结果相吻合。

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21. 弹带对高速旋转弹丸气动特性影响的数值模拟

孟鹏，陈红彬，钱林方，李仁凤，乐贵高

兵工学报 2017, 38 (12): 2363-2372. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.009

摘要（456）

PDF （4820KB）（358）

为了研究弹带对高速旋转弹丸气动特性的影响，采用2阶Roe差分格式求解三维Navier-Stokes方程，湍流模型为SST k-ω模型。采用滑移网格技术处理弹体旋转引起的运动边界。以文献［6］进行风洞实验的155 mm无弹带弹丸为算例，数值计算结果与风洞实验数据吻合良好。分别对含弹带与无弹带弹丸在不同来流马赫数与攻角条件下的绕流场开展数值模拟，得到二者流场结构图谱及气动特性差异。分析结果表明：两种弹丸计算模型在弹带之前的压力分布基本一致，但弹带将诱导弹丸气动阻力面积增大，阻力系数有一定程度的升高，而且在弹带之后二者的压力分布差异较大；弹带因素对旋转弹丸气动特性的影响不可忽略。

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22. 火炮模块药输送伺服系统自适应模糊滑模控制

岳才成，钱林方，孔建寿，李颖

兵工学报 2017, 38 (10): 1891-1898. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.10.003

摘要（568）

PDF （1327KB）（486）

针对火炮模块药输送伺服系统传动过程中存在参数时变和抖振等问题，设计了一种带有积分滑模函数的自适应模糊滑模控制器。采用自适应方法对系统时变参数进行估计，减小不确定部分对控制系统的影响。引入新型饱和函数代替传统切换函数，保证整个切换过程连续、平滑过渡；采用模糊自适应算法对切换系数在线调整，提高系统的鲁棒性能，进一步抑制切换过程中的抖振。实验结果表明，火炮模块药输送伺服系统在空载、半载和满载3种情况下均具有良好的位置跟踪性能，满足性能指标要求，提出的自适应模糊滑模控制算法能够克服负载变化对系统控制精度的影响。

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23. 某大口径火炮弹带热力耦合挤进动力学数值模拟研究

李淼，钱林方，孙河洋

兵工学报 2016, 37 (10): 1803-1811. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2016.10.006

摘要（498）

PDF （1401KB）（413）

为研究弹带挤进过程机理以及弹丸在挤进过程的运动规律，对大口径火炮挤进过程进行了仿真分析。考虑了火药气体在带锥度药室及坡膛内的分布，得到挤进时期的内弹道学方程，将该方程的解作为力边界条件，同时引入考虑温度的摩擦力模型来模拟身管与弹带间的摩擦，采用显式方法建立大口径火炮弹带挤进过程热力耦合仿真模型；分别对经典内弹道挤进过程和绝热挤进进行计算，验证了耦合计算的必要性；同时考虑不同弹炮间隙、卡膛速度以及初始摆角对挤进过程的影响，得到挤进过程中挤进阻力、弹丸速度、火药气体压力、弹丸摆角的变化规律。计算结果表明，弹炮间隙对挤进阻力和挤进速度有着重要的影响，而弹丸卡膛前摆角对弹丸挤进过程中的摆角有着重要的影响。

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24. 某火炮自动机高速机构的热-结构耦合效应仿真分析

戴涌，钱林方，吴晓金，徐亚栋

兵工学报 2016, 37 (9): 1738-1743. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2016.09.026

摘要（496）

PDF （2051KB）（239）

针对某高射速自动机在样机实弹射击时出现的周期性停射故障，应用热膨胀经典理论和有限元计算方法，对高射速自动机进行了热-结构耦合分析。结果表明：将结构尺寸作适当的调整，不仅能满足现阶段射速的要求，而且有进一步提高射速的空间。结构设计方案改进后的验证样机，经多轮实弹试验测试，没有出现周期性停射现象，故障得到解决。将热-结构耦合方法应用于工程实践，以期在解决类似故障和结构设计的分析方法上有所借鉴。

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25. 空投货台摆荡阶段流体-固体耦合建模分析

汤健华，钱林方，徐亚栋

兵工学报 2016, 37 (1): 141-148. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2016.01.021

摘要（522）

PDF （2629KB）（754）

为获得空投货台摆荡阶段的精确动力学响应，考虑货台大幅度摆荡对空气产生的非定常效应，基于平衡点法构建了空投吊挂系统多体动力学模型，并采用基于ALE格式的有限体积法建立了空气流场模型，在此基础上推导建立了非定常流动作用下的货台-空气流体-固体耦合分析模型。通过数值算例研究：验证了该多体动力学模型的鲁棒性和正确性；明确了层流非定常模型能较好地描述流体对平板的作用力，可用于空投货台摆荡阶段的流场分析；对比指出通过流体-固体耦合分析得到的非定常流动气动力显示出震荡特性，而定常流动假设模型会给货台带来类似粘滞阻尼的特性，其减速效果要比非定常流动模型强烈。

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26. 面向自行火炮变型设计问题的混合案例推理技术研究

羊柳，钱林方，丁晟春，尹强

兵工学报 2015, 36 (11): 2190-2195. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.026

摘要（584）

PDF （1092KB）（229）

自行火炮设计过程中存在大量变型设计问题，为提高自行火炮设计质量和效率，将案例推理技术引入自行火炮变型设计问题求解过程中。针对自行火炮案例特点及变型设计的需求，提出了一种混合案例推理技术。通过研究基于本体的自行火炮案例表示技术，构建了自行火炮设计案例本体，并确定自行火炮案例检索过程中不同情况下的相似度计算方法。在此基础上，采用基于神经网络的参数预测技术，实现了变型设计问题中设计参数的求解。并以复进机设计为例，验证了所提出方法的可行性和有效性。

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27. 基于本体和知识组件的自行火炮设计知识表示技术

羊柳，钱林方，丁晟春，徐亚栋

兵工学报 2015, 36 (7): 1160-1166. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.07.002

摘要（477）

PDF （3389KB）（254）

自行火炮各类设计知识如果未得到有效地组织和表示，会导致设计过程中难以重用已有设计知识。针对该问题，提出了一种基于本体和知识组件的知识表示方法。通过分析自行火炮设计知识的表示需求，研究自行火炮设计本体的组织方式和知识组件的开发策略，构建自行火炮设计本体与知识组件的映射关系，实现自行火炮设计知识的表示。在此基础上，通过开发专用知识检索系统，使设计人员能快速重用已有的设计知识。以中大口径压制自行火炮为例，实现了设计知识的表示和重用，验证了所提出方法的可行性和有效性。

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28. 考虑区间不确定性的某弹丸提升装置参数优化

蒋清山，钱林方，徐亚栋，邹权

兵工学报 2015, 36 (6): 1117-1122. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.06.022

摘要（447）

PDF （1494KB）（251）

针对某自动装填系统弹丸提升装置在使用过程中出现的性能下降问题，提出一种考虑区间不确定性的提升装置参数优化方法。基于动力学分析软件ADAMS建立提升装置的机电液耦合模型，将液压系统参数和摩擦系数作为区间不确定量，利用区间数序关系将构件载荷及其波动区间最小转化为确定性优化目标。采用拉丁超立方抽样(LHS)技术进行抽样仿真，基于径向基函数(RBF)神经网络方法构建了提升装置的近似模型，大大提高了优化求解效率。基于多岛遗传算法和序列二次规划法的双层嵌套优化方法求得系统的鲁棒解，仿真结果与试验结果均验证了该方法在解决自动装填系统等复杂问题中的有效性和适用性。

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29. 链式回转弹仓的自适应鲁棒控制

邹权，钱林方，徐亚栋，蒋清山，刘艳辉

兵工学报 2014, 35 (11): 1922-1927. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.11.026

摘要（418）

PDF （1111KB）（399）

针对链式回转弹仓的精确定位控制问题，提出了一种带有积分型滑模面的自适应鲁棒控制算法。在常规自适应鲁棒控制的基础上引入积分型滑模面，减小了稳态位置误差；采用非线性鲁棒反馈增益代替常规的定常鲁棒反馈增益，改善了系统的动态性能；理论上证明了文中提出的控制算法具有更好的动态性能以及稳态性能。空载、半载和满载3种情况下的仿真结果表明，文中提出的控制算法对系统参数变化和外部扰动不敏感，与常规自适应鲁棒控制相比，具有更高的控制精度以及更好的控制性能。

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30. 弹丸卡膛规律影响因素分析

李淼，钱林方，陈龙淼，徐亚栋

兵工学报 2014, 35 (8): 1152-1157. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.08.003

摘要（749）

PDF （1049KB）（355）

为了研究弹丸卡膛参数对弹丸膛内运动初始条件的影响，对中大口径火炮弹丸卡膛过程进行分析。利用显式动力学有限元数值模拟方法对新型155 mm火炮弹带惯性卡膛过程进行了分析研究，综合考虑不同的卡膛速度、摩擦系数、身管仰角、初始卡膛姿态角、弹炮间隙对卡膛深度、卡膛力以及卡膛姿态的影响，得到了各个因素对卡膛结果的影响规律，其中卡膛速度、摩擦系数对卡膛深度和卡膛力有较大影响，而身管仰角和初始卡膛姿态角对卡膛姿态起到了较大的作用，弹炮间隙则对3个卡膛结果都有明显的影响，这些结论为弹药装填机的设计和揭示弹丸膛内运动规律提供参数依据。

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