军盲补习 火炮设计理论§2 中

§2.5.1 火炮的可靠性

1.什么是火炮的可靠性

可靠：不出问题，值得信赖

产品可靠：不出或少故障，保持性能的能力

• 广义可靠性包括
  

• 狭义可靠性：故障出现概率

• 维修性：出现故障时故障解除的容易程度
  

• 安全性：出现故障时是否有附带其他安全问题

2.火炮可靠性

定义：火炮在规定时间内，规定条件下，完成规定功能的能力

规定时间：服役期内，发射规定炮弹的数量

规定条件：环境条件，使用条件，存储条件及操作技术等

规定功能：发射弹丸，并达到相关战术技术指标

能力：一些固有属性

可靠性指标：可靠性的定量度量

• 可靠度
  

• 故障率

• ......
  

常用可靠性指标

• 故障频率
  

• 平均无故障工作射数发数

• ......
  

3.火炮的维修性

维修即维护和修理的总和

• 维护：避免故障，维持性能

• 修复：消除故障，恢复性能
  

维修性：保持和恢复性能的能力

火炮维修性：在规定时间内，按规定程序和方法进行维修时，保持或恢复火炮能完成规定功能的能力

• 规定时间：维护时间，修复时间

• 规定程序和方法：维修技术要求

• 规定功能：发射弹丸，并达到相关战术技术指标

维修性指标

• 维修度
  

• 平均维修时间
  

• ......

常用维修性指标

• 预防维修周期
  

• 平均修复时间
  

• ......

4.火炮安全性

定义：火炮在规定时间内，在规定条件下使用时不发生危及人身，火炮及设施安全事故的能力

规定时间：火炮服役期

规定条件：能影响到火炮的一切条件

• 设备安全性
  

• 操作安全性
  

• 保险装置
  

• 安全设施
  

• 应急预案
  

• ......

5.火炮寿命

寿命：保持正常工作的期限

火炮寿命：火炮在较长时间内，保持其性能的能力

保持性能：火炮发射性能下降不超过规定标准

• 炮口初速下降到一定程度
  

• 膛压下降到一定程度

• 射击散步变大到一定程度

• ......
  

常用寿命指标

发射等效正装药的最大炮弹数

等效正装药：将减装药发射数和强装药发射数依照经验公式折算成正装药

§2.6.1 火炮综合性能评价标准

1.火炮综合性能评价标准

火炮综合性能评价：对火炮性能进行综合分析评估的准确性，时效性，经济性以及满意度

火炮综合性能评价指标：各个侧面下的火炮可量化的可比的性能

2.火炮综合性能评价标准体系

火炮主要战术技术指标

• 火炮综合性能指标
  

• 效费比

1. 也称相对价值

2. 是以基本装备为基准，经过规范化的，火炮系统的相对战斗效能与相对寿命周期费用的比

• 威力系数

1. 炮口动能与火炮口径的三次方之比

2. 主要揭示火炮内弹道性能
   

• 金属利用系数

1. 火炮炮口动能与全炮战斗状态质量之比

2. 反应金属材料利用程度，揭示威力与质量的矛盾关系
   

• 冲量系数

1. 火炮火药气体作用在后坐部分的全冲量与全炮战斗状态质量之比

2. 主要反映结构设计合理性
   

• 质量系数

1. 火炮某个部件质量与火炮战斗质量之比

2. 衡量火炮各部件所占比例
   

• 单位体积质量

1. 火炮在战斗状态下全部质量与体积的比值

2. 衡量紧凑性
   

• 最大动载比

1. 火炮最大后坐力与战斗全重的比值

2. 衡量动载荷控制水平
   

• ......
  

§2.7.1 火炮系统分析

1.什么是火炮系统分析

用系统分析方法来分析火炮系统

>寻求最优方案

是使用周密可再现技术

>确定火炮系统各种方案的可比性能

2.什么是火炮系统分析的任务

提供决策依据

提供优化方案

提供改进意见

3.火炮分析的要素

目标

目标明确

方案

多目标选择

模型

量化模型

准则

优劣评判标准

结果

最优备选方案

建议

决策参考意见

4.常见火炮系统分析方法

火炮性能预测

火炮性能评估

§2.8.1 火炮性能预测及方法

1.什么是火炮性能预测

基于对特定火炮的理解，依据所掌握的特定火炮相关信息，依照一定的方法和规律，对特定火炮特性和行为进行预测，以预见火炮可能达到的性能

2.火炮性能预测原理

预测原理

• 相似性
  

• 以模型的行为代替原型
  

火炮性能预测

以火炮模型进行试验，依据火炮模型试验结果推测火炮可能的性能

火炮性能预测过程

以火炮系统建立火炮模型，对模型进行验证后修改并重新建立火炮模型，在验证成功后进行仿真实验，导出预测结果

3.火炮性能预测模型

1.模型

依据特定目的在一定假定条件下再现原型本质特征物质形式或思维模式

• 实体/虚拟模型

• 物理模型

• 实物模型

1. 自然模型

2. 人造模型
   

• 类比模型

• 结构模型

• 数学模型

• 仿真模型

火炮性能预测模型

• 为了预测火炮性能，在一定的假设条件下，可以体现火炮特性性能的火炮的模仿品

• 火炮缩尺模型
  

• 火炮数学模型

• 火炮虚拟样机
  

4.火炮性能预测模型的建立

1.建模

为了特定目的对事物做出简化与抽象，保留原型的某些本质特征形成无歧义的描述

建模要求

• 真实完整
  

• 简明实用

• 适应变化
  

建模过程

准备>假设>构成>验证>修正

火炮性能预测数学模型建立

准备>假设>结构模型>物理规律>数学结构>模型分析与验证>模型修改

火炮性能预测虚拟样机建立

准备>假设>三维实体模型>约束，载荷>虚拟样机>模型分析与验证>模型修改

5.火炮性能仿真

1.仿真

利用模型展现原型的本质过程，通过模型实验结果反映原型特性

• 仿真模型
  

• 仿真工具
  

• 仿真实验
  

仿真过程

准备>建模>实验>验证>修正>应用

火炮性能仿真：利用火炮仿真模型，通过仿真实验预测火炮性能

火炮性能数值仿真：利用火炮数学模型，通过仿真实验预测火炮性能

准备>建立数学模型>编制仿真程序>仿真实验>模型与方法验证>模型修改>火炮性能预测>结果分析与表达

火炮性能虚拟样机实验：利用火炮虚拟样机，通过仿真实验预测火炮性能

准备>建立三维实体模型>编制仿真程序>仿真实验>模型与方法验证>模型修改>火炮性能预测>结果分析与表达