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摘要反后坐装置被称为火炮的心脏,它用于耗散和储存火炮射击时的后座能量并使炮身复位，是火炮的关键部分之一。本课题是团队课题“反后坐装置落锤试验台”的子课题。本课题为反后坐装置的相关设计，通过吊起重锤自由下落碰撞模拟炮膛合力，按照相应数据自行设计反后坐装置（包括驻退机，复进机等），以完成模拟的后坐运动。整个后坐采用落锤垂直碰撞模拟炮膛合力，本说明书设计了杆后坐节制杆式驻退机和液体气压式复进机来完成模拟后坐。主要工作有参考相关文献和课堂知识，进行主要部件的尺寸设计和强度校核，并绘制图纸。由于模拟实验条件与真实火炮发射条件不完全相同，设计时将改变一部分初始条件，如后坐阻力的估算。30802
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关键词 火炮 反后坐装置 液体气压式复进机 节制杆式制退机
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The design of a recoil system's drop test bench ——Design of recoil system
Abstract
Recoil system is known as 'the heart of a cannon'. It is used for storing and dissipating the energy of recoil force. It also help to reset the position of the cannon when firing. It is a key part of the cannon.This topic is the sub-project of team subject--'Drop Test Laboratory bench of Recoil System'. This topic is about the design of recoil system.A free falling of lifted weights is used to simulate the forces of gun bore, and then the simulation data will be used into the design of the recoil system to finish the simulation of recoil. In this topic, a liquid pneumatic recuperator and a throttling bar recoil brake is designed. The main work is the design of the size of main parts, the strength check and the adjustment. Since the simulation conditions is different from the real gun firing condition, some of the begining data will be changed during the design, such as recoil resistance force.
Keywords cannon recoil system liquid pneumatic recuperator throttling bar recoil brake
目 次
1 引言 1
1.1 反后坐装置的研制进展 2
1.2 用落锤装置研究反后坐装置 2
2 复进机的设计 4
2.1 弹簧式复进机的设计 5
2.2 液体气压式复进机的设计 6
2.2.1 液体气压式复进机的主要参数确定 6
2.2.2 液体气压式复进机的尺寸确定 8
3 制退机的设计 12
3.1 节制杆式制退机中的液体压力关系 12
3.2 节制杆式制退机的主要结构尺寸确定 16
4 设计结果的检测 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
附录A 26
1 引言
火炮武器系统是各个国家军队装备数量最多，使用也是最频繁的武器，它具有毁伤威力大、持续作战能力强、抗干扰能力较强、目标特征较小、兼备攻防能力、反应快速、使用和文修护理简便、可靠性高、经济性较好、可使用炮弹种类繁多等特点，在现代和未来战争中具有任何其他武器不可替代的作用。火炮包括身管、炮闩、反后坐装置和摇架等部分，其中，反后坐装置作为火炮关键部分之一，它的性能对火炮性能的影响举足轻重，对火炮的正常工作有着决定性的作用。
19世纪末以前，火炮的炮架都为刚性炮架。这些刚性炮架直接把炮身固定在架座上或通过耳轴固定在架座上，结构十分笨重，并且必须由人力使火炮复位，不能保证射击的静止性和稳定性。反后坐装置被称为火炮的心脏[1]。火炮反后坐装置的出现，使的火炮由刚性炮架转变成了弹性炮架，是火炮技术的一个里程碑的标志[2]。反后坐装置通常包括制退机、复进机和复进节制器。制退机用来在火炮射击时产生液压阻力，消耗部分后坐能量，并控制后坐部分的运动规律。复进机用来在平时将炮身保持在待击发位置，而在射击时储存部分后坐能量并使后坐部分在后坐终止时复进到原来的位置。复进节制器主要用于复进过程中产生液压阻力，消耗部分复进剩余能量，保证后坐部分平稳复进到位[3]。反后坐装置主要用以在射击时消耗和储存后坐能量，控制后坐部分的运动和作用力，保证火炮发射炮弹后的复位。通过反后坐装置可以将射击时作用于火炮上的时间短、变化极大的炮膛合力转化为作用时间较长、变化较平缓的后坐阻力，从而使炮架受力减小，全炮质量减小，全炮跳动减弱[3]。此外，还可以提高火炮的机动性、射击稳定性，有利于提高火炮的威力、射速和射击精度。同时，把射击时的全炮后坐运动变为可控的炮身后坐运动，并能自动复位，为自动装填创造了条件[2]。火炮装载反后坐装置后，其炮身与炮架之间经由反后坐装置弹性连接，火药气体冲击炮身，炮膛合力在反后坐装置的作用下得到缓冲，使得炮架受到的力大大减小。经过实验可知，采用反后坐装置可以让炮架在发射时受力缩减至炮膛合力最大值的几十分之一［4］。这大大改善了火炮设计时的主要矛盾，即威力与机动性之间的矛盾。如果反后坐装置在射击时发生功能障碍，将严重影响火炮的射击性能，甚至使其不能正常运作。所以，预估在实际实践的各类条件下的反后坐装置的运作能力，对于减少故障发生、确保火炮正常发挥战力等方面具有重大的军事意义。由于反后坐装置的工作环境往往相当恶劣，所以必须严密关注其运作状态：射击循环的时间非常短，这也意着后坐时间极其短暂（约 0.1-0.3s），而火炮复位所用的时间也不过 1-3s，其间装置受力和受压变动十分剧烈。