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火炮反后坐装置设计 RMpdf

归档日期:06-20       文本归类:反后坐装置      文章编辑:爱尚语录

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  火炮反后坐装置设计 第一章 概 述 火炮为什么会由刚性炮架发展为弹性炮架? 答:随着火药威力的不断增大,刚性炮架变得越发沉重,使用起来也 很不方便,而弹性炮架的出现使火炮在射击时的受力成十几倍、几十 倍的减少,在保证火炮机动性的同时为火炮威力的大幅度提高创造了 条件 反后坐装置的作用是什么? 答:极大地减小火炮在射击时的受力 将射击时全炮的后坐运动变为炮身沿炮膛轴线的后坐运动,并且 在射击后使其回复到射前位置。 通过合理地设计反后坐装置,可以有效地控制火炮在射击时的 受力和运动规律。 反后坐装置的设计应在火炮研发的哪个阶段进行? 答:在外弹道、内弹道和炮身设计完成以后进行。 4 .炮架技术发展的主要动力:火炮威力与机动性的矛盾 5. 现代火炮对反后坐装置的要求: (1)通过反后坐装置的设计,保证火炮相应的总体性能。 (2)工作可靠,有良好的适应性。 (3)勤务操作方便,能够长期保存。 (4)加工工艺性好,成本低 6. 反后坐装置设计研究的主要内容: (1)反后坐装置的结构分析。 (2 )火炮的受力和运动分析。 (3 )反后坐装置的设计与计算研究。 (4 )反后坐装置的实验研究。 第二章 反后坐装置结构分析 2.1 1.后坐系统分为哪些类型? 答:按射击循环的顺序分类:正常后坐系统、前冲后坐系统 按后坐层次分类:单一后坐系统、双重后坐系统 按后坐运动轨迹分类:直线后坐系统、曲线后坐系统 按控制是否随射角变化分类:定后坐长的后坐系统、变后坐长的后坐 系统 反后坐装置应具有哪些功能? 答:后坐制动:控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律后坐,以 保证射击时火炮的稳定性和静止性。此功能由后坐制动器实现 复进驱动:在后坐过程中储存部分后坐能量,在后坐结束后将后坐部 分推回到待发位置。此功能由复进机实现。 复进节制:控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律复进,以保征 火炮复进时的稳定性和静止性。此功能由复进节制器实现。 按照结构形式分类,反后坐装置有哪些类型? 答:独立式反后坐装置、非独立式反后坐装置. 4. 后坐系统:火炮上与后坐和复进运动相关的部件的总和,包括炮身 (含身管、炮尾、炮闩、炮口装置等)、反后坐装置和导向部分等。 后坐部分:火炮上参与后坐运动的零部件的总和,包括炮身和反后坐 装置中随炮身一同运动的部分。 2.2、2.3 、2.4 杆后坐和筒后坐的液体气压式复进机结构有何区别?为什么? 答:杆后坐:由于复进杆后坐,为保证任何射角下液体都能可靠地密 封液体,通常采用两个筒,一个筒储存高压氮气,称为储气筒;另一 个筒内放置带复进杆的复进活塞,称为工作筒。 筒后坐:为保证任何射角下,液体都能有效地密封气体,一般采用三 个筒套装的结构,在内筒和外筒中间增加一后方开有通孔的中筒,为 使液体尽量少,结构紧凑,一般内筒或中筒相对外筒偏心配置 带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机的工作原理是什么?有何特 点? 答:后坐时活塞挤压工作腔内的液体,使一部分液体进沿节制环于节 制杆形成的流液孔流入非工作腔,另一部分沿驻退机内腔与节制杆的 环形间隙经过调速筒上的斜空向后冲开活瓣,进入并充满节制腔,液 体压力对驻退机活塞的合力构成后坐时液压阻力的主要部分。 动作可靠、用以满足设计者对后座附近过程中力和运动规律的要求, 可实现复进过程的全程制动。 带针式复进节制器的节制杆式制退机的工作原理是什么?有何特 点? 答:后坐时,驻退活塞本体上的游动活塞在液体的推动下将活塞头上 的纵向沟槽关闭,工作腔内一部分液体沿活塞本体上的斜孔经后坐流 液孔流入非工作腔,另一部分沿调速筒的四个缺口进入驻退杆内腔。 复进初期,驻退杆内腔液体由原路返回,非工作腔真空消失后,液体 推动活塞移动一段距离,打开活塞本体上的两条纵向沟槽,并沿沟槽 流回工作腔。这样增大了非工作腔的流液孔面积,减小了复进阻力, 使复进速度获得最大值,有效地减少了复进时间。 在附近局部实施制动,因而提高了平均复进速度,减少了复进时 间,有效地提高射速。 4. 复进机的分类:弹簧式、气压式、火药气体式、液体式。气压式 分为液压气压式与气压式,液压气压式分为筒后坐和杆后坐。 弹簧式复进机工作介质:弹簧储能;安装形式:套在身管外或套在制 退机外;弹簧截面:圆形或矩形;性能特点:结构简单,动作可靠, 不受温度影响,维护简单方便;但重量大,长期使用易疲劳。 液体气压式复进机(54-122L 复进机 56-85J 复进机)工作介质:气体储 能,液体传递压力和密封气体;安装形式:杆后坐和筒后坐结构形式: 二筒和三筒;性能特点:在中、大口径火炮上重量较轻,易于调节复进 速度;但气体的工作特性随温度变化,必须经常检查液量和气压,需 配备专门的工具,勤务复杂。 气压式复进机工作介质:气体储能密封结构:液体增压器性能特点:结 构紧凑,重量轻;但紧塞具结构复杂,密封可靠性较差。一般多应用 于有高压气源的大口径舰炮上,以利于及时对复进机补充气体。 火药气体式复进机工作介质:火药气体;性能特点:结构简单,重量轻; 但以火药气体作为工作介质,进气孔的烧蚀、活塞的磨损和身管的温 升都比较严重,紧塞元件寿命低,维护擦拭困难。此外,平时不具有 能支撑炮身的复进机力,需要设计专门机构。适用于航炮。 5.制退机的分类:沟槽式 转阀式 多孔衬筒式、活门式、节制杆式。 节制杆式分为带沟槽式复进节制器的、带针式复进节制器的、混合式 的、变后坐长的 带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机 (60-122J 制退机、56-85J 制 退杆) 工作原理后坐:主流由Ⅰ腔经流液孔到Ⅱ腔,Ⅱ腔有真空;支流由Ⅰ 腔到Ⅲ腔(复进节制腔)。复进:Ⅲ腔液流经复进节制沟槽流回Ⅰ腔; Ⅱ腔真空逐渐消失,液流流回Ⅰ腔。复进全程制动。 结构特点 60-122J 制退杆内径大于节制环孔径,Ⅲ腔容易充满,但拆 装较麻烦。 结构特点 56-85J 制退杆内径略小于节制环孔径,拆装比较方便,但 Ⅲ腔不容易充满,为使Ⅲ腔充满,节制杆尾端中空,有斜孔。 无液量调节器,制退机内保留少量空间,结构简单。 带针式复进节制器的节制杆式制退机 (59-57G 制退机) 工作原理后坐:同前。 复进:Ⅲ腔液流流回Ⅰ腔; Ⅱ腔真空逐渐消失,液流流回Ⅰ腔。 接近复进到位时,节制杆末端的针杆插入制退杆末端的尾杆内,产生 较大的液压阻力。 复进局部行程制动。 结构特点 59-57G 制退活塞上有纵向沟槽,外面套有游动活塞,复进 时打开沟槽,减小液压阻力,提高复进速度。 混合式的节制杆式制退机 (54-122L 制退机) 结构特点 54-122L 制退机的复进节制沟槽开在制退筒内壁,制退活 塞外套有游动活塞,制退杆内腔通过节制杆内孔与Ⅱ腔相通。 工作原理 后坐:Ⅰ腔液流推动游动活塞,打开制退活塞上的斜孔, 同时从斜孔和沟槽进入Ⅱ腔,Ⅲ腔不充满。 复进:Ⅱ腔真空消失前复进基本无制动。真空消失后液流推动游动活 塞关闭斜孔,从沟槽流回Ⅰ腔。 复进局部行程制动。 变后坐长的节制杆式制退机 (59-130J 制退机) 结构特点 59-130J 制退机的节制杆上有4 条长后坐沟槽,节制环上有 4 个对应的窗口,节制杆可随射角相对于制退筒转动,打开或关闭长 后坐沟槽。短后坐沟槽开在制退筒内壁上。 工作原理小射角:长后坐沟槽打开,Ⅰ腔液流同时从长、短后坐沟槽 进入Ⅱ腔,并从内筒外的通道进入Ⅲ腔。 大射角:长后坐沟槽关闭,Ⅰ腔液流只能从短后坐沟槽进入Ⅱ腔,并 从内筒外的通道进入Ⅲ腔。 短节制杆式制退复进机 (美M2A1-105L 制退复进机) 结构特点美M2A1-105L 制退复进机分制退筒和储气筒,制退筒中有 制退杆和制退活塞,储气筒中有游动活塞和短节制杆。 工作原理制退筒中液体流入储气筒,经流液孔推动游动活塞压缩气 体,游动活塞带动短节制杆。 活门式制退复进机 (59-100G 制退复进机) 结构特点 59-100G 制退复进机由外筒、内筒、制退杆、游动活塞和 活门等组成。 工作原理制退活塞推动液体,压开弹簧控制的活门,流入外筒,推动 游动活塞压缩气体。 性能特点活门的开度取决于弹簧力和活门两侧的压力差,由于具有自 动调节的适应性,故后坐阻力较平缓。 6.对火炮制退液的要求: 凝固点要低,沸点要高; 热容量要大,汽化热要高; 密度和粘度较大, 且随温度变化要小; 化学稳定性要好; 来源丰富生产简便,价格便宜, 并保证战时能大量及时的供应; 无毒无害。 7. 目前常用的制退液 甘油基制退液:斯切奥尔液和斯切奥尔-M 液, 以甘油为基础,配以阻化 剂和稳定剂,加入蒸馏水。斯切奥尔-M 液还含有一定量的酒精。 优点:比热和密度大,对密封元件不浸润溶胀,低温粘性小。 缺点:成本高,沸点低,换液期短,高压下易被氧化变酸,对铜质零 件腐蚀严重。 石油基制退液:10 号航空液压油等。 优点:来源丰富,价格便宜。 缺点:比重较小,粘性随温度变化较大。 第三章 后坐运动分析 炮膛合力 火炮发射时作用在火炮上的主动力。由火药气体和弹丸弹 带对炮身共同作用而产生。 火炮驻退后坐分为三个时期:弹丸膛内运动时期,后效期,惯性运动 时期。最大的后座速度出现在后效期。当炮膛合力等于后坐阻力时出 现最大后坐速度。 膛内时期的炮膛合力由哪几部分组成? 答:Ft — 火药气体作用在膛底的力; FzM — 火药气体作用在药室锥面上的轴向分力; Fdz — 弹丸对膛线作用的轴向分力。 Fpt=Ft-Fzm-Fdz 什么是自由后坐?写出自由后坐运动微分方程。 答:自由后坐:炮身仅在炮膛合力的作用下向后的加速后坐运动,不 2 d L dW 受任何阻力作用。 mh 2 mh Fpt dt dt 什么是制退后坐?写出制退后坐运动微分方程。 答:后坐部分的主动力与约束力共同作用的后坐运动。 2 d X dV m m F F h dt2 h dt pt R 什么是后坐阻力? 答:F F F F F m g sin R h f T h F h :驻退机后坐时的液压阻力。 F f :复进机力。 F F T :摩擦力。 m g sin h :后坐部分重力分量。 火药气体作用系数β 的物理意义是什么? 答:β 的物理意义 后效期结束时火药气体的平均速度与弹丸初速的   pj  比值。 0 m W mv 通常使用自由后坐实验法测定: h max 0 v 0 什么是炮口制退器的能量特征量和冲量特征量? 答:能量特征量:由于采用炮口制退器而造成的后坐部分自由后坐动 W2 能的相对减少量,也称炮口制退器效率,即: 1 KT T 2 W max 冲量特征量:有炮口制退器时后效期炮膛合力全冲量与无炮口制退器 I 时后效期炮膛合力全冲量的比值 ,即: hT I h 7.制退机后坐运动分析:主动力:作用在炮膛轴线上的炮膛合力、作 用在后坐部分质心上的后坐部分重力、膛线导转侧的力矩(由定向栓 约束) 约束力:制退机力、复进机力、密封装置的摩擦力、摇架导轨的法向 2 d X dV 反力和相应的摩擦力m m F F F F F m g sin h dt2 h dt pt h f T h 后坐阻力:F F F F F m g sin R h f T h 取全炮为研究对象。主动力:炮膛合力、弹丸回转力矩(由定向栓约 束)、全炮重力。 约束力:前支点的法向反力、驻锄支点的法向反力和相应的摩擦力。 1.后坐时全炮所受的主动力可以简化成什么? 答:等效于通过后坐部分质心G 方向向后的合力FR 和动力偶矩FptLe 的作用。 2.火炮后坐的静止性如何保证? 答:火炮在水平方向保持静止,驻锄提供的水平反力必须能抵消 FR   的水平分力。水平射击时,FR 的水平分力最大,因此应取:FT FR max 3.提高火炮后坐稳定性的措施有哪些? 答:提高火炮后坐稳定性的基本思想是增大稳定力矩、减小颠覆力矩。 方法有: 1)、增大火炮战斗全重。 2 )、增大全炮重心到驻锄支点B 的距离。 3 )、减小动力偶矩,尽量减小Le 。 4 )、增大后坐长度。 5 )、增加后坐部分质量。 6 )、采用炮口制退器。 7 )、采用前冲后坐系统。 8 )、减小后坐阻力对驻锄支点B 的力臂h 。 4.什么是后坐稳定极限角? 答:当φ 减小时,力臂h 则增大,使颠覆力矩增大,火炮的稳定性减 弱。当射角减小至某一角度时,火炮在理论上处于稳定与不稳定之间 的临界状态,称为稳定极限状态。火炮保持后坐稳定性的最小射角称 为稳定极限角φj 。 5.野炮的后坐制动图是什么样的? 答:膛内时期后坐阻力随时间线性上升,后效期随时间线性下降,惯 性期随位移线性下降。 分 为 三 类 : 6.什么是火炮后坐的正面问题和反面问题?其数学模型各是什么? 答:正面设计问题 在给定内弹道参数条件下(常温、正装药),根 据火炮总体设计的要求,拟定后坐制动图,据此计算制退后坐运动诸 元,然后设计反后坐装置的结构尺寸和流液孔尺寸。 2 d X dV m m F F h dt2 h dt pt R 1  1  1 Ap 0 t t   Fpt  t t 2 m  g g   b F e t t t  g g k 1  1  F   Ap g  1  g   2 m  F F (t) 或 F (X ) R R R 反面计算问题 在各种射击条件下,已知反后坐装置的结构尺寸和流 液孔尺寸,求解实际的后坐阻力和制退后坐运动诸元,以检验反后坐 装置的工作性能是否满足要求。 2 d X dV m m F F h dt2 h dt pt R 1  1  1 Ap 0 t t   Fpt  t t 2 m  g g   b F e t t t  g g k 1  1  F   Ap g  1  g   2 m  F F F F F m g sin R h f T h   2 F f a V h x   F F X f f 7.全炮运动平衡方程: X 0 FR cosFTB 0 Y 0 F F m g F sin 0 NA NB z R M 0 F L F h F L m gL 0 B pt e R NA z  第四章 复进机设计 1.弹簧式复进机力的方程为何? 答: F F CX F f f 0 f 0 其中 为复进机初力,C 是弹簧刚度。 如何确定弹簧式复进机的主要参数? 答:复进机的主要任务之一就是在整个射角范围内均能保持后坐部分 处于待发位置,并且当后坐部分有微小位移时,仍能克服各种摩擦力, 将后坐部分推回到原位。因此复进机的初力由下式确定,   F m g sin f cos  m g f 0 h max max h 确定复进机初力的原则: 确定复进机压缩比的原则:确定弹簧式复进机压缩比应以弹簧重量最 小为原则。弹簧的重量取决于弹簧全部压缩功的大小。在确定复进机 初力和后坐长度的条件下,弹簧的压缩功越小,重量就越轻。可以证 明,当压缩比等于2 时弹簧的压缩功最小。因此,一般取CM=2. 弹簧结构尺寸的确定:为了减少纵向尺寸使结构紧凑,复进簧通常采 用矩形截面的圆柱螺旋弹簧,弹簧截面的长边与弹簧轴线相互垂直 液体气压式复进机力的方程为何? 答:  V n  V n F A p  0  F  0  f f f 0 V A X  f 0 V A X   0 f   0 f  如何确定液体气压式复进机的主要参数? 答 : 确 定 复 进 机 初 力 和 初 压 的 原 则 :   F m g sin f cos  m g f 0 h max max h 复进机气体初压根据注气方式选定 确定复进机压缩比的原则:首先是尽量减小结构尺寸。对于液体气压 式复进机,当活塞工作面积和后坐长确定时,压缩比越大,气体的初 容积就越小,结构尺寸就越紧凑。但是过小的气体初容积会造成后坐 时温度过高,压力过大,对于制退液的安定性和密封均不利。另外, 当压缩比增加到一定程度时,继续增大对减小气体初容积的效果并不 明显。在确定压缩比时,除了考虑使结构紧凑、重量轻及后坐过程储 存足够的能量之外,还应考虑后坐制动图的约束,使复进机的末力满 F C F F (F F m g sin) 足 f  m f 0 R T h 确定压缩比时还要考虑火炮总体设计的限制,如火炮对复进机的某些 特殊要求和对复进机结构尺寸的要求等。 确定液体气压式复进机结构尺寸:确定复进杆直径:满足拉伸强度要 F I d  2 f  f 求的复进杆最小直径为 f [] 确定内筒的内径和外径:内筒内径:内筒内径就是复进活塞的直径, 2 4 D d  A f f f 由活塞工作面积和复进杆直径确定。  内筒外径:内筒外径由强度确定。在后坐终了时,筒内无压力,筒外 [ ] D D y f f [ ] 2p 作用最大的工作压力 y f  外筒内径:外筒内径的确定原则是准确保证气体的初容积,并保证液 H D  h 面盖住内筒与端盖的搭接处。液面高为 f 外筒外径: 外筒外径由强度确定。外筒可视为有底的受内压的厚壁  [] 0.4p f  D D b b 圆筒。 [] 1.3p f  确定液体气压式复进机的结构尺寸应遵循什么原则?如何确定? 答:满足主要参数和性能要求; 满足强度刚度要求; 保证气体密封可靠,接缝和通孔始终浸入液体中; 保证各筒之间的液体流动畅通。 6.复进机的任务: 、在整个射角范围内保证后坐部分处于待发位置; 2 )、在后坐时储存足够的后坐能量,在后坐结束后释放,使后坐部分 以一定的速度复进到位,在规定的时间内完成后坐和复进循环,以满 足发射速度的要求; 3 )、在复进过程中给其他机构、半自动机或自动机等提供足够的能量。 7. 液量检查表的制作原理:为了保证所设计的复进机力的规律,必 须保证初压和液体体积。在射击前必须检查复进机的气压和液量,并 调整到正常范围内。 检查和调整的顺序:先检查和调整液量,再调整气压。 检查液量的方法:人工后坐,在一定后坐行程l 上测量两点的气压值, 查液量检查表判断是否符合标准,并根据液量的偏差注入或排出一定 的液体。 节制杆式制退机设计 推导制退机液压阻力公式的步骤有哪些? 答:1.液流速度的计算 2.液体压力的计算 3.液压阻力计算 试建立筒后坐的节制杆式制退机的液压阻力公式。  3 3  K  A0 Ap  K Afj 2 F 1  2 V h  2 2  2 a K A 答:  x 1 1  制退机液压阻力系数有何含义? 答:形式上:液流的能量损失。 实际上:修正了液体的三维流动、液体流经小孔的收缩现象、液体的 可压缩性、以及流动的非定常性等因素的影响。 因此,液压阻力系数是一个包含了理论模型所未考虑的各种因素综合 影响的修正系数,是一个理论与实际的符合系数。 液压阻力系数实际上并非常数,它不但与制退机的结构有关,而且在 整个后坐过程中也是变化的。 设计制退机时如何确定液压阻力系数? 答:正面设计时液压阻力系数的确定原则。通常作为常数,参考现有 火炮同类型制退机。遵循如下原则:两制退机的制退液粘度必须一致; 两制退机结构形式应尽量接近; 两制退机液体压力计算公式应相同; 两制退机的后坐速度尽量相近。 如何试验测定制退机液压阻力系数? 答:在已知制退机结构尺寸、节制杆尺寸和制退液密度的条件下,进 行 射 击 实 验 , 测 出 p1 、 p3 和 V , 根 据 下 式 。 2 2 K 2 ax p 1 K 2 A1 p 1 p 3 1 2 2 2 2 2  A0 Ap  V  Afj V 可以采用算术平均、积分平均或最小二乘法等方法将K1 和K2 处理 成常数,处理时应略去两端误差较大的值。也可以将K 处理为随X 、 V 等参数变化的函数 制退机的主要结构尺寸有哪些?如何确定? 答:制退机的主要尺寸:工作长度、制退筒内外径、制退杆内外径、 节制环直径及节制杆外形尺寸等 L  l 2e 制退机工作长度: max 制退活塞工作面积:确定制退活塞工作面积的主要依据:制退机工作 腔最大压力、制退机液体温升 制退筒内径及制退杆外径:活塞工作面积确定后,同时确定DT 和dT 。 D T y d 引进经验系数y, T y 值约在 1.7~2.3 之间。当A0 一定时,取较大的y 值可得到较小的 DT 和dT,制退机结构紧凑,但内腔直径较小,可能引起节制杆刚度 不足 制退杆内腔直径:制退杆内腔直径根据其拉伸强度确定 节制环直径:节制环直径主要决定于制退机内腔结构,特别是制退杆 与节制杆调速筒的装配关系 节制杆外形尺寸:节制杆直径的设计按照前述方法确定 2 []  p 1max  3 D D T T 4 []  p 1max 制退筒外径 :制退筒外径由强度确定 3 为什么要对节制杆的理论外形进行初调整? 答:正面设计的节制杆理论外形在实际应用时存在以下问题:对火炮 实际射击条件的适应性差。节制杆的理论外形是在正常射击条件下设 计出来的,在正常后坐的两端 ax=0 。在实际射击时,后坐长可能增 加,在后坐接近终了时出现“液力闭锁”。零件轴向加工误差会使节 制杆与节制环的相对位置出现一定的偏差,可能造成“液力闭锁”现 象。理论外形加工工艺性差。理论设计的曲线在弹丸出炮口点附近变 化很大,不便于加工。 如何对节制杆的理论外形进行初调整? 答:起始段调整原则:将 ax 增大,并向外延伸,以避免起始段的液 力闭锁。 终了段调整原则:增大ax,并延伸到极限后坐长λ jx 。 中间段的调整原则:使外形工艺性良好,并尽量接近理论外形。一般 调整为若干个锥度。为加工和测量方便,折点与定位基准的距离应取 整数mm,折点处节制杆直径的尾数应按0.1mm 选取 何时需要计算后坐反面问题? 答:节制杆初调整之后,以检验调整是否合适; 计算各种极限工作条件下的火炮的受力和运动规律,为火炮的大型试 验作准备,同时也为炮架的强度、刚度校核提供受力的依据; 改变装药(包括装药量、装药结构、采用新火药等),改变弹丸质量 (包括采用新弹种等),改变后坐部分质量、制退液的密度、射角等。 总之,反面问题计算作为对火炮受力和运动规律的预测手段被 广泛应用着。对于不同的时机,计算反面问题的已知条件和所要计算 的参数也不同。 5. 结构设计中应注意的问题: ①关于液流通道1 为了使理论计算与实际设计有较好的符合,液流通 道表面应足够光滑。轮廓应尽量接近流线 主流通道除流液孔 外的所有通道截面均应大于ax;支流通道除A1 处之外的所有截面积 应大于A1 。3 节制环应有一定宽度,一般取5~10mm,以保证ax 的 准确性;但也不宜过宽,以免影响 ax 的变化规律。4 为了减少经制 退活塞间隙漏过的液体,一般将活塞套车出数条环形槽,以增大漏液 的局部损失,阻滞液体漏过。 ②关于加工工艺 1 必须控制轴向装配误差,以保证ax 的起始位置。 误差一般不应超过 5~10mm。若制退杆与炮尾或摇架的联接采用可 调整方式,有利于保证 ax 的起始位置。2 制退筒内表面及制退杆的 外表面与密封元件往复摩擦,要求有良好的防腐性和耐磨性,需作表 面乳白镀铬处理。3 制退筒及密封装置应按高压容器的要求进行密封 试验和强度试验。强度试验时,试验压力比其最大工作压力大20%~ 50%,保持8~15min。密封试验时,试验压力略大于最大工作压力, 保持8~15min。 ③关于勤务使用:1 制退机的设计应考虑使部队操作、检查与维修简 单方便。2 为了射前检查液量及换液方便,注液孔的位置应暴露和便 于排气及放液;3 为便于分解、结合和调换密封元件,制退机应易于 装拆。 第六章 复进及复进节制器设计 复进时对反后坐装置的要求 后坐部分平稳、无冲击地复进到位; 保证复进时的全炮稳定性和静止性; 切实保证利用复进能量的自动机或半自动能够可靠工作。 1.写出复进运动微分方程。 答 : 2 dU d    m m F F F  F F m g  h dt h dt2 r f f T h F f 为复进机力 F f 为反后坐装置附近液压阻力。 F F m g sin T h 为复进静阻力。 对火炮在复进加速时期进行全炮受力分析,并说明为何复进加速时期 无稳定性和静止性问题。 答:主动力:惯性力,作用在后坐部分质心上,方向向后,大小等于 复进合力、全炮重力。 约束力:前支点支反力、驻锄法向力、驻锄水平力。 通过受力分析知:全炮在复进加速时期的受力状态与后坐时期完全相 同,只是主动力由后坐阻力变为复进合力。比较后坐阻力和复进合力 F F F F F m g sin Rh f h T h F F F F F m g sin r f f T h 显然复进合力小于后坐阻力。在解决火炮后坐问题时,已经保证了火 炮的稳定性和静止性,因而复进加速时期火炮的稳定性和静止性是完 全有保证的。 3.复进减速时期全炮受力分析 主动力:惯性力,作用在后坐部分质心上,方向向前,大小等于复进 合力;、全炮重力。 约束力:前支点垂直支反力、前支点水平支反力、驻锄垂直支反力、 驻锄水平支反力。 复进制动图的拟定原则 (1)为了保证复进到位无冲击,应使复进剩余能量全部被液压阻 力在复进全程上所做的功所抵消。 (2 )为了确保后坐部分能可靠地复进到位,野炮复进到位速度一 般取0.1~0.15m/s 。 (3 )应在最小射角拟定复进制动图,并设计复进节制器。对最大 射角进行复进校核,以确保平稳地复进到位。 (4 )复进合力的变化不应太剧烈,以保证复进的平稳性,尤其不 要反复多次出现加速和减速的交替。 3.为什么火炮射击时必须刹住车轮? 答: 车轮与地面的摩擦系数在有刹车时认为μ=1,无刹车时认为 μ=0。驻锄板与地面的摩擦系数可取为为 f=0.3~0.4 。通常情况下: F  F  F r 1 rj r 0 ,因此为保证火炮射击稳定性应刹住车轮。 复进时制退机Ⅱ腔真空消失点如何计算? 答:真空消失点的复进位移可按下式计算 d 2 L T   D 2 d 2 T p 什么是复进的正面设计问题和反面计算问题?其诸元结算的数学模 型各是什么? 答:正面设计问题 在后坐问题设计计算的基础上,根据火炮总体设 计的要求,拟定复进制动图,据此计算复进运动诸元,然后设计复进 节制器的结构尺寸和流液孔尺寸。 数学模型 2 d  dU m m F F F h dt2 h dt sh f r   F F m g f cossin sh f h   Fr Fr  反面计算问题 已知复进节制器的结构尺寸和流液孔尺寸,在各种射 击条件下,求解实际的复进合力和复进运动诸元,以检验复进运动的 性能是否满足要求。 数学模型 2 d  dU m m F F F h dt2 h dt sh f r   F F  F F m g sin sh f T h F F F F f of ff kf   2 F f a U of f x   2 F f a U ff f f   2 F f a U kf f k 如何建立制退机的复进液压阻力方程、复进节制器的液压阻力方程和 复进节制活瓣的液压阻力方程? K  A3 F 1f 0f U2 f (a )U2 of 2 a2 f x 答:制退机的复进液压阻力方程 x K 2f  Afj af 2 2 2 F A  U f (a )U ff 2 fj  a  f f 复进节制器的液压阻力方程  f  K  A3 F k f U2 f (a )U2 kf 2 a2 f k 复进节制活瓣的液压阻力方程: k 3.沟槽式复进节制器的沟槽为何通常设计为部分长度为常数?常数 流液孔的面积如何确定? 答:这样既可改善沟槽加工工艺性,又能保证理想的复进运动规律。 常数流液孔面积应根据真空消失点的复进稳定性限制来确定。可采取 试探法,先选取一个值,然后计算复进反面问题,检验真空消失点的 复进稳定性,修改,检验„,直到满足要求。 复进节制活瓣有何作用? 答:可以在复进的全程上提供一个复进制动的外加液压阻力,分担复 进节制器的负荷。其主要优点如下: 可以增加复进节制器流液孔面积,降低了复进制动规律对沟槽加工误 差的敏感程度。 复进剩余能量的一部分可以转化为复进机液体的热能,相对地降低了 制退机液体的温升。 可使复进节制活瓣流液孔面积随射角而变化,使不同射角上获得较为 一致的复进制动规律 第七章 后效期及炮口制退器 1.如何用后效期理论公式计算后效期炮膛合力和炮口制退器的特征 量? 答:。。。 炮口制退器有哪些结构类型?其工作原理各是什么? 答:冲击式或开腔式炮口制退器:工作原理 火药气体进入炮口制退 器的腔室后,沿轴向膨胀加速,然后大部分火药气体冲击反射挡板后 流动方向偏转,经侧孔排出 反作用式炮口制退器:工作原理 火药气体进入炮口制退器的腔室 后,膨胀不大,仍保持较高压力。一部分气体继续向前,从中央弹孔 流出;另一部分气体经侧孔二次膨胀后排出。 冲击-反作用式炮口制退器:工作原理 火药气体进入炮口制退器的 腔室后进行第一次膨胀加速,但由于不存在大面积腔室,气流不能直 接膨胀至极低的压力,因而侧孔仍起到第二次膨胀加速和分配流量的 作用。 什么是初始冲击波? 答:弹丸在膛内加速运动时,推动前方的空气及少量火炮气体的漏气, 从而在弹丸前方形成 1~2 道激波。此激波在膛内逐渐加强,出炮口 后膨胀为一个球形冲击波,称为初始冲击波 炮口冲击波有什么特点? 答:炮口冲击波由火药气体连续但有限地补充能量; 炮口冲击波近似为一个球形冲击波,球心是运动的; 炮口冲击波具有明显的方向性,是一个各向异性的非均匀冲击波; 炮口冲击波前方嵌以另一个冠状冲击波,组成了复杂的相交波系。 炮口焰有哪些分区?各有什么特点? 答:初次焰 紧靠炮口处的低亮度区,是炮膛内高温火药气体在口部 的继续辐射。 中间焰 火药气体通过正激波(马赫盘)后再次点燃形成的化学燃烧。 这个亚音速区被切向间断包围,不能与外界空气混合,因此不受外界 环境的影响。中间焰的范围比较小。 二次焰 火药气体与外界空气在射流边界区紊流混合后点燃形成的 大范围的明亮火焰。

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