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火炮设计理论第二章 炮身设计ppt

归档日期:07-09       文本归类:反后坐装置      文章编辑:爱尚语录

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  火炮设计理论 南京理工大学火炮教研室 第二章 炮身设计 1 炮身 1.1 炮身 1.2 炮身的作用 1.3 炮身的组成 1.6 炮身设计的主要内容 1)结构设计: (1)身管内膛结构设计 (2)身管外部结构设计 (3)炮尾炮闩结构设计 2)强度设计 2 炮身的结构设计 2.1 内膛结构 2 炮身的结构设计 2.1 内膛结构 2.3 炮尾炮闩的结构设计 3 炮身的强度设计 3.1 发射时炮身受力 (1)径向作用力 4 身管寿命 4.1 身管寿命 火炮在按规定射击条件射击,身管在丧失要求的功能、安全性或毁坏之前,所发射的当量全装药炮弹数。 4.2 身管主要失效现象 炸膛; 胀膛; 膛线剥落; 炮膛挂铜。 §2.1 概述 * 主讲:张相炎 教授 联系电线 概述 完成炮弹的装填和发射,并赋予弹丸初速和方向的火炮主要部件。 承受火药气体压力,引导弹丸运动。 身管 炮尾 炮闩 炮口装置 §2.1 概述 1.4 身管的分类 (1)按内膛结构分 线)按身管结构分 单筒身管 活动身管 紧固身管(筒紧、丝紧、自紧、复合材料身管) §2.1 概述 1.5 对炮身的战术技术要求 足够的强度; 足够的刚度; 足够的寿命; 满足总体要求; 满足材料要求。 §2.1 概述 §2.1 概述 §2.1 概述 2.2.1 药室: 发射前容纳/承装发射药(及药筒);击发后提供火药正常燃烧空间的炮膛部分。 药室容积由内弹道设计确定,药室结构形状取决于炮弹结构及装填方式等。 药室分为药筒定装式药室、药筒分装式药室、药包分装式药室。 §2.1 概述 药筒定装式药室: 适用于定装式或半定装式炮弹的药室。 药室结构形状与药筒的外形结构形状基本一致。 药筒定装式药室组成: 药室主体(1/40~1/120) 连接锥体(1/5~1/10) 园柱部(锥度很小) 药室与药筒之间存在一定间隙 间隙的大小取决于药筒的强度 一般药室底部径向间隙为0.35mm~0.37mm 连接锥体径向间隙为0.2mm~0.8mm 园柱部径向间隙为0.2mm~0.5mm 对药室具有严格的尺寸和形状以及公差、表面加工质量要求,加工过程中要严格控制和检查。 §2.1 概述 药筒分装式药室: 适用于药筒分装式炮弹的药室,先装弹丸,再装药筒及发射药。 药室结构形状由药筒的外形结构形状确定。 药筒分装式药筒有两种结构形式: 一种与定装式药筒相同,仅药筒口部较短; 另一种药筒仅有药筒主体。 对应第一种药筒,药室也与定装式药室相同,仅园柱部较短; 对应第二种药筒,药室仅由药室主体(基本锥体)和园柱部组成。 §2.1 概述 药包分装式药室: 药包分装式:先装弹丸,再装发射药包。 药包分装式药室: 紧塞园锥与专用紧塞具想配合,以密闭火药气体; 紧塞园锥的锥角一般为28o~30o; 园柱本体取决于药包的结构、尺寸和装药量; 当药室扩大系数较小时,可以省去前园锥。 紧塞园锥 园柱本体 前园锥 §2.1 概述 药室设计时应注意如下几点: 弹丸装填到位后,必须保证内弹道设计 所确定的药室容积; 弹丸装填到位后,尽可能保证内弹道设 计所确定的药室长; 保证便于装填和容易抽筒; 工艺性要好。 §2.1 概述 2.1.2 坡膛 坡膛 坡膛的作用 坡膛的锥度 两段园锥组成的坡膛 §2.1 概述 2.1.3 导向部(膛线部) 导向部 膛线 右旋膛线 左旋膛线 概述 膛线的结构: 阳线 阳线宽 阴线 阴线宽 根部园角 膛线深 深膛线 浅膛线 渐紧膛线 膛线 概述 缠角 等齐膛线 身管的外部结构设计 首先满足强度要求 在此基础上满足其他要求: 身管与其他零部件可靠,拆装方便; 身管外形要满足炮身后坐复进导向要求; 满足总体对重量和质心的要求; 身管要有足够的刚度; 身管更换要方便; 外形工艺性要好。 §2.1 概述 2.3.1 炮尾 炮尾 炮尾与身管的连接关系: 炮尾与身管制成一体; 炮尾与身管被筒制成一体; 炮尾与身管由螺纹连接; 炮尾与身管通过连接筒连接。 §2.1 概述 炮尾结构外形 圆形结构; 炮尾与炮闩结合情况 楔式(横楔式、立楔式等) 方形结构。 螺式(连续螺纹、断隔螺纹、阶梯断隔螺纹)等。 §2.1 概述 2.3.2 炮闩 炮闩 非自动炮闩; 半自动炮闩; 自动炮闩。 纵动式炮闩; 横动式炮闩; 起落式炮闩; 摆式炮闩等。 楔式(横楔式、立楔式)炮闩; 螺式炮闩(连续螺纹、断隔螺纹、阶梯断隔螺纹)等。 §2.1 概述 (2)轴向作用力 炮膛合力 膛内时期 §2.1 概述 后效期 后效期的炮膛合力 §2.1 概述 §2.1 概述 后坐阻力 惯性力 炮身后坐加速度 惯性力 §2.1 概述 扭矩 切向分力 扭矩 §2.1 概述 3.2 设计压力曲线 设计压力曲线:又称作用压力曲线,是指在发射条件下,身管各截面所承受的最大压力沿炮膛轴线方向所构成的曲线。它是身管强度设计的基本依据。 §2.1 概述 平均压力曲线 平均压力曲线 概述 高低温压力曲线)考虑膛内压力分布; §2.1 概述 2)考虑环境温度影响: 标准温度(常温):+15℃ 高温:+50℃ 低温:-40℃ 温差:Δt=t-15℃ 压力全冲量修正:I’k=Ik(1-mIkΔt) 火药的燃烧速度修正:u’1=u1/I’k 根据修正后的火药的燃烧速度,可以分别计算出常温压力曲线、高温压力曲线、低温压力曲线,取其包络线,即得出高低温压力曲线 概述 高低温压力曲线: 高低温压力曲线 强度设计 应用弹塑性理论和强度理论; 在给定膛压作用力下,确定满足强度要求的最小尺寸的结构; 或在给定尺寸条件下,确定满足强度要求所能承受的最大膛压。 *

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