考虑炮弹质心偏离影响的摆弹机系统振动特性分析

岳鹏飞，王德石，赵洋，刁诗靖

(海军工程大学 兵器工程学院，湖北 武汉 430033)

摆弹机是大口径舰炮实现弹药自动化转运的关键机构，它将炮弹由扬弹系统交接给发射系统，其动作可靠性影响舰炮高发射率的实现。以往研究将摆弹机简化为一个末端带质量的旋转悬臂梁[1-2]，仅考虑摆弹臂弯曲变形[3-4]的影响。实际上炮弹质心偏离摆弹臂轴线，炮弹姿态扰动引起的惯性激励力导致摆弹臂呈现弯扭耦合振动规律[5-7]，使得摆弹臂振动位移不再局限于上摆运动平面内，这对于摆弹机转运弹药的可靠性造成较大影响。因此，研究摆弹机系统弯扭耦合动力学，对于提高其动作可靠性具有重要意义，反映了舰炮自动机设计的迫切需求。

摆弹机需要在较短时间内完成上摆动作，并与转弹机完成弹药交接，针对摆弹机动力学和优化设计等问题成为学者们关注的热点。考虑到摆弹臂弹性变形引起机构运动误差，文献[8]通过动力学误差分析确定了摆弹和转弹接口应满足的误差裕度。文献[9]结合支持向量回归机与蒙特卡洛法，分析了摆弹机构的可靠性灵敏度。针对舰炮传统供弹系统结构复杂的问题，文献[10]根据变胞理论提出了一种新型弹药装填机构，建立了刚柔耦合动力学模型，研究了机构末端运动误差。文献[11-12]综合考虑扬、摆动作，设计了一型两自由度的弹药协调器，基于一种给定的隐式李雅普洛夫函数给出了协调器的位置控制算法。

不同……