兵器创新设计类

实验中心教学科研团队开发了多个兵器设计仿真软件系统,支持学生进行创新设计,由于是专业的设计软件,只在本中心实验室安装使用。

该类实验有6个自主知识产权的设计软件,支持自动武器设计、火炮设计、弹药设计等5门课程的虚拟设计实验,支持学生的毕业设计使用。实验中心教学科研团队基于国家的科研项目及企业合作开发的兵器设计仿真软件系统,具有实用性,学生可进行创新设计,激发学生的学习热情,开拓创新能力。

1)轻武器动态优化仿真设计系统

【实验功能】

曹红松、李强及杨臻教授与兵器208所、南京理工大学合作开发的轻武器动态优化仿真设计软件可以实现轻武器的设计及仿真计算实验。通过将复杂自动机结构采用参数化的方法建立通用多刚体计算模型,从而计算运动参量,支持本科生《自动武器设计》课程实验。

图 1 轻武器动态优化仿真设计软件

2)火炮虚拟样机数字化设计系统

【实验功能】

曹红松、高跃飞教授与兵器497厂合作开发的火炮虚拟样机数字化设计平台支持火炮的设计计算及仿真实验,学生可以对火炮进行参数化创新设计、动力学计算、有限元校核计算,培养系统总体的设计能力,支持本科生《火炮设计》课程实验。

图 2 火炮虚拟样机数字化设计平台

3)转管武器动力学仿真系统

【实验功能】

李强教授与开发的转管武器动力学仿真软件可以实现参数修改,动力学及可靠性计算实验,修改参数进行自动机的系统参数设计,支持本科生《自动武器设计》课程实验。

图 3 转管武器动力学仿真软件

4)弹药毁伤目标的视景仿真实验

【实验功能】

王志军教授开发的弹药毁伤目标的视景仿真软件可以进行弹目交汇、弹药作用的仿真计算实验,针对不同目标、不同的弹药,通过修改参数模式进行虚拟弹目交汇、攻击毁伤的仿真,培养设计能力,支持弹药专业本科生课程设计实验。

图 4 预览F16战斗机      图 5 导弹与F16-C交会前瞬间

图 6   F16毁伤后坠落效果

5)智能弹药作战使用仿真系统

【实验功能】

曹红松教授开发的智能弹药作战使用仿真软件,以三维视景方式真实仿真弹药的布撒、目标的探测及毁伤的过程。通过修改参数进行作战场所、攻击弹药的选择,仿真作战效果,从而培养设计能力。支持弹药专业本科生课程设计实验。

图 7 智能弹药作战使用仿真软件

6)弹药设计仿真系统

【实验功能】

陈国光、魏志芳教授等开发的弹药设计仿真系统可以支持榴弹的设计及相关仿真计算,通过修改参数模式进行新型榴弹设计、弹道预测、毁伤攻击效果仿真,培养学生设计能力。支持弹药专业本科生《弹丸设计》课程实验。

图 8 弹药设计仿真系统

【实验效果】

(1)培养了高素质的虚拟现实技术人员

虚拟现实技术实验平台是一个功能完整、设备先进、具有明显特色的虚拟交互平台,具备良好的科研环境和人才培养的实验环境。借助该平台,学生既能学习立体显示技术和沉浸环境下的交互技术,还能在其硬件平台上实现一些三维编程,为本科生的课程实践、课程验证等提供优质实验操作平台,提高他们的实践和创新能力。

(2)激发了学生创作的热情,提高了学生实验创新能力

实验平台具备良好的重用性和可扩充性,学生可以在平台中定制自己的实验过程,也可以加入自己编写的算法,大大激发了学生的创作热情,提升了设计与创新能力。