火药气体式反后坐与抽气复合装置总体方案设计

论文摘要

现有中大口径火炮反后坐装置结构复杂，体积重量大，以驻退液和密闭高压气体为工质，使用保障技术难度大。火药气体式反后坐装置能够很好地克服上述问题，但是它存在影响弹丸初速、身管强度以及烧蚀等问题，并未得到广泛的实际应用。抽气装置是坦克炮、自行火炮等固定火炮的必备装置。扩展抽气装置的功能，使其具有反后坐功能，就可以利用同一部分火药气体，同一装置，实现反后坐和抽气功能。我们把这一过程称为反后坐与抽气的功能复合。通过功能复合，不仅克服了现有反后坐装置存在的上述问题，还可以提高抽气效果，提高复进速度，改善后坐阻力曲线。本文设计了“复进与抽气复合”、“复进、复进节制与抽气复合”以及“驻退、复进与抽气复合”等三种反后坐与抽气复合方案。根据气体状态方程、气体能量守恒方程、气体动量守恒方程、气体质量守恒方程、气体流量公式、传热原理以及牛顿第二定律，建立了一般气室、火药气体式反后坐(包括上述三种方案)及抽气的数学模型。以100mm坦克炮为主要研究对象，利用经典内弹道、经典反后坐模型以及上述数学模型，进行结构参数设计。根据所设计的结构参数进行仿真，分析各种因素对系统性能的影响，对各种复合方案以及现有装备进行对比分析，综合评价各复合方案，从而论证复合方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 国内外技术现状
• 1.2.1 现有火炮反后坐装置简介
• 1.2.2 火药气体式复进机
• 1.2.3 抽气装置
• 1.3 解决问题的思路
• 1.3.1 复进与抽气复合
• 1.3.2 复进、复进节制与抽气复合
• 1.3.3 驻退、复进与抽气复合
• 1.3.4 火炮定位功能的实现
• 1.3.5 关于烧蚀问题
• 1.4 主要研究内容
• 2 方案设计
• 2.1 总体方案设计
• 2.1.1 气室结构方案
• 2.1.2 气室动力特性分析
• 2.1.3 功能复合方案
• 2.2 结构设计
• 2.2.1 气室结构设计
• 2.2.2 气孔设计
• 2.2.3 各种控制阀设计
• 2.2.4 火炮定位装置设计
• 2.2.5 阻尼器
• 2.3 工作流程关系
• 2.3.1 工作过程与时序关系
• 2.3.2 火药气体流动关系
• 3 数学模型的建立
• 3.1 气室模型
• 3.1.1 气室压力方程
• 3.1.2 气体质量方程
• 3.1.3 热散失计算公式
• 3.1.4 活塞运动方程
• 3.2 反后坐模型
• 3.2.1 复进与抽气复合方案的反后坐模型
• 3.2.2 复进、复进节制与抽气复合方案的后坐模型
• 3.2.3 驻退、复进与抽气复合方案的反后坐模型
• 3.3 抽气模型
• 3.3.1 抽气工作原理
• 3.3.2 开闩前气体方程
• 3.3.3 开闩后气体方程
• 4 结构参数设计
• 4.1 100MM坦克炮相关参数计算
• 4.1.1 100mm坦克炮内弹道计算
• 4.1.2 100mm坦克炮驻退机与复进节制器流液孔计算
• 4.1.3 100mm坦克炮抽气装置计算
• 4.2 结构参数分析
• 4.2.1 气室结构参数
• 4.2.2 气孔参数
• 4.2.3 定位装置工作行程
• 4.3 工作过程计算
• 4.3.1 复进与抽气复合方案的反后坐工作过程计算
• 4.3.2 复进、复进节制与抽气复合方案的反后坐工作过程计算
• 4.3.3 驻退、复进与抽气复合方案的反后坐工作过程计算
• 4.3.4 抽气过程计算
• 4.4 结构参数调整
• 4.4.1 复进与抽气复合方案的结构参数调整内容
• 4.4.2 复进、复进节制与抽气复合方案的结构参数调整内容
• 4.4.3 驻退、复进与抽气复合方案的结构参数调整内容
• 4.4.4 结构参数调整方法、步骤
• 4.4.5 结构参数的修正
• 5 可行性分析
• 5.1 影响性能主要因素分析
• 5.1.1 内弹道条件变化的影响
• 5.1.2 结构参数误差的影响
• 5.1.3 其它因素的影响
• 5.2 性能对比分析
• 5.2.1 抽气性能
• 5.2.2 复进性能
• 5.2.3 驻退性能
• 5.2.4 其它性能
• 5.3 综合评价
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献