2 40mm 三连发自动炮的总体设计

2.1 40mm 三连发自动炮

本设计 40 毫米三连发火炮是在原有火炮的基础上大胆创新，对各个零部件加以改进，实 现一次装填三发射击，在射速和手法命中等方面都有了很大提高。

在常规自动火炮设计中，射速和首发命中率一直是重要的考虑指标，针对此问题，提出 本次 40mm 三连发自动炮的设计。常规火炮一次装填，一次射击，然后通过抽筒，装填，关 闩等一系列动作实现下一发弹药的设计。本设计通过特殊的炮闩设计，一次装填三发炮弹， 在一次后坐过程中射击三次，然后将炮闩的装填位置置于炮尾外，炮闩与炮尾此时还有一段 配合，由供输弹机构一次装填三发炮弹，最后关闩，再次横向移动，进行下一次射击。

相比于常规火炮，一次射击后坐三发射击的设计对射速，首发命中率和火炮的威力都有 较大提高。常规自动炮炮闩后置，在炮尾后部进行弹药装填然后关闩，本设计中的三连发自 动炮采用横动式炮栓，射击时通过炮闩的移动完成设计，缩短了开关闩的时间。

本课题主要对炮身，开关闩机构，击发机构以及供输弹机构进行设计。本篇设计则主要 对此三连发自动炮的炮身进行设计。

2.2 炮身设计

本课题的炮身设计主要对身管，炮尾以及连接方式计算校核。 身管的设计采用普通厚壁身管，利用材料的比例极限对身管的外径进行计算，最后校核

该结果是否符合安全系数要求。在设计过程中采用平均压力曲线，选取材料后计算理论强度 极限，最后确定外径，根据各方面因素确定实际外径尺寸。

在选取材料时，根据火炮的性能，工艺条件等提出以下要求：来!自~751论-文|网www.751com.cn

（1）具备足够的强度，在火药燃气压力的作用下身管内表面不产生塑性变形；

（2）具备足够的硬度，在装填炮弹和弹丸沿炮膛运动时候，不至于因为摩擦而使身管收 到损坏，在高温时具有一定的硬度，防止烧蚀和磨损；

（3）具备良好的韧性，可承受火药燃气压力的动力作用，并在火药燃气压力的反复作用 下不会脆断；

（4）材料的比例极限和强度极限的差值应该尽可能的大一些，当产生突发原因时，身管 不会破裂；

（5）材料稳定性要好，能抵抗腐蚀和高温作用；

（6）材料具备良好的工艺性；

（7）材料适合我国的资源情况。 考虑到小口径高射速等问题，身管与炮尾的连接处采用连接筒连接，方便身管的组装和

更换。在身管上设计一个凸缘，连接筒外表面设计外螺纹与炮尾配合，利于连接筒与凸缘的 接触实现身管的轴向定位。考虑到身管的转动惯量，在凸缘与炮尾的基础面上设计一个平键， 防止射击时身管的转动。最后利用应力的计算对连接筒，螺纹，凸缘的尺寸进行校核，通过 材料的许用应力计算实际安全系数，验证设计是否合适。

炮尾设计时利用材料的许用应力和发射时的受力分析先对炮尾的尺寸间关系进行计算， 然后根据约束条件和机构间的尺寸关系选取炮尾的尺寸，最后校核过程中再对所选择的尺寸 进行应力计算，得出安全系数，验证是否符合设计要求。