前冲式反后坐装置设计研究
|
摘要
传统的反后坐装置使得火炮质量重，结构复杂，发射时火炮炮架受力大，已经无法适应时代发展需求，这就迫切需要改进传统后坐装置的新技术，来减小火炮发射时炮架的受力，提高火炮的机动性和威力。采用前冲技术应用于火炮反后坐装置就是其中有效的技术之一，同时减轻火炮质量的公认有效措施之一。
前冲炮是与传统火炮有着很大的不同，就是在它点火前先给它一动能，用以点火后抵消一部分后坐动能，从而减轻火炮发射时炮架的受力。火炮前冲发原理，是指在炮身后坐过程中，利用一些方法来消除炮身后坐动能，从而减少作用于炮架上的力。炮架受力的减少，意味着结构设计尺寸的减少、重量的减轻，这不仅给炮架的结构设计、加工、安装及使用带来方便，而且还节约了大量贵重金属材料主，更为重要的是，将大提高火炮作战性能。
本文对火炮前冲击发原理进行了比较系统的理论分析，并利用前冲原理来设计某122榴弹炮反后坐装置，以达到在保持良好稳定性的情况下，尽可能减小火炮发射的后坐力。
因此本文所提出的前冲式反后坐装置，对有效减小炮架受力，提高火炮机动性和威力提供了思考方法。
The principle of forward rushing of certain 122mm howitzer, refersto that during thebody of ordnance backlashes, some methods are utilzed to consume the recoiling kineticenergy, which thereby can reduce the force acted on the ordnance's frame. The reductionmeans the decrease of size, weight and so on, which can not only bring convenience tostructure design, processing, installation and using, but also economize a great deal ofprecious metal materials. Furthermore, the application of this principle makes it possibleto make ordnance light and improve the campaign ability.
In FOOB mode, the firing sequence is radically different than that for a conventionalweapon. The gun is captured and preloaded in its out-of-battery position prior to firing.This position compares to a conventional system's maximum recoil location. Whenunlatched, forward momentum is imparted to the recoiling parts, which will eventually beopposed by the ballistic force imparted by firing a round. The ballistic impulse imparted tothe gun reverses the momentum and returns the recoiling parts to their latched positionready for the next round.
This paper puts up a relatively systematic and theoretical analysis on the principle offorward rushing, which may also be called the principle of eliminating kick The paper alsopresents the design and calculating methods making use of the principle.
The methods of theoretical analysis and calculating presented here are effective todesign this kind of ordnance They also have important reference value on applicationtechnologies of designing such ordnance in the future
前冲炮是与传统火炮有着很大的不同，就是在它点火前先给它一动能，用以点火后抵消一部分后坐动能，从而减轻火炮发射时炮架的受力。火炮前冲发原理，是指在炮身后坐过程中，利用一些方法来消除炮身后坐动能，从而减少作用于炮架上的力。炮架受力的减少，意味着结构设计尺寸的减少、重量的减轻，这不仅给炮架的结构设计、加工、安装及使用带来方便，而且还节约了大量贵重金属材料主，更为重要的是，将大提高火炮作战性能。
本文对火炮前冲击发原理进行了比较系统的理论分析，并利用前冲原理来设计某122榴弹炮反后坐装置，以达到在保持良好稳定性的情况下，尽可能减小火炮发射的后坐力。
因此本文所提出的前冲式反后坐装置，对有效减小炮架受力，提高火炮机动性和威力提供了思考方法。
The principle of forward rushing of certain 122mm howitzer, refersto that during thebody of ordnance backlashes, some methods are utilzed to consume the recoiling kineticenergy, which thereby can reduce the force acted on the ordnance's frame. The reductionmeans the decrease of size, weight and so on, which can not only bring convenience tostructure design, processing, installation and using, but also economize a great deal ofprecious metal materials. Furthermore, the application of this principle makes it possibleto make ordnance light and improve the campaign ability.
In FOOB mode, the firing sequence is radically different than that for a conventionalweapon. The gun is captured and preloaded in its out-of-battery position prior to firing.This position compares to a conventional system's maximum recoil location. Whenunlatched, forward momentum is imparted to the recoiling parts, which will eventually beopposed by the ballistic force imparted by firing a round. The ballistic impulse imparted tothe gun reverses the momentum and returns the recoiling parts to their latched positionready for the next round.
This paper puts up a relatively systematic and theoretical analysis on the principle offorward rushing, which may also be called the principle of eliminating kick The paper alsopresents the design and calculating methods making use of the principle.
The methods of theoretical analysis and calculating presented here are effective todesign this kind of ordnance They also have important reference value on applicationtechnologies of designing such ordnance in the future
引文
1 高树滋，陈运生，郑建国等．火炮反后坐装置设计．北京：兵器工业出版社，1995
2 谈乐斌，张相炎，管红根等．火炮概论．北京：北京理工大学出版社，2005
3 中国人民解放军炮兵司令部．中国人民解放军陆军地面炮兵兵器与操作教程．北京：中国人民解放军战士出版社．1972
4 一0一教研室．火炮综合诸元手册．南京：华东工程学院101教研室．1975
5 张福三．火炮定型试验中的理论与实践．北京：国防工业出版社．2000
6 张月林等．工程设计手册．南京：华东工程学院．1982
7 高弘康．美国火炮反后坐装置的设计．北京：国防工业出版社．1982
8 高树滋，郑建国。可压缩液体反后坐装置的原理与应用。兵工学报，1993
9 管红根等，可压缩液体汽车减振装置的研究。力学与实践 2001(5)
10 高树滋等，曲线后坐技术研究科学技术报告。南京理工大学，1996
11 曹光中 前冲炮的动力学分析和暂态振动计算 华东工程学院学报，1978Ш
12 张月林 37高炮的前冲原理试验总法
13 张月林 利用前冲原理将大威力反坦克炮装于轮式车辆上的设想 华东工程学院学报1989П
14 中国人民解放军后字四二0部队 前冲击发原理在小高炮中的应用情况 《国外科技资料(枪炮类)》1973
15 中国人民解放军后字四二0部队 美帝M102式105MM榴弹炮的分析内部资料 1973．1
16 罗建国 王刚 大口径机构浮动稳定性分析 华北工学院学报2001年第3期
17 姚养无 自动武器浮动技术 轻武器 1997，(1)20-22
18 王刚 大口径机枪浮动自动机动力学理论分析 华北工学院学报 1998．2
19 张相炎 弹簧液压式浮动自动炮浮动稳定性分析 兵器学报(武器分册)1988．3
20 郝彬林 浮动稳定性讨论 兵器学报(武器分册)1990．1
21 姚养无 火炮与自动武器动力学 兵器工业出版社2000
22 大口径机枪弹簧液压式浮动机优化设计 华北工学院学报 1999．3
23 程广伟 一种新型浮动机——环型弹簧浮动机 火炮发射与控制学报 1996．2
24 梁世瑞 现代火炮自动技术 北京 兵器工业出版社 1995 135-179
25 高树滋 米粮川 火炮后坐系统的现状与新发展 专家论坛 2004．06
26 姚养无 王刚 张小兵 大口径机枪低后坐浮动技术研究 华北工学院学报
27 王梦林 考虑双重后座的前冲式自动武器的运动分析
28 高树滋 郑建国 可压缩液体反后坐装置的原理与应用 兵工学报 1993
29 华东工程学院．火炮原理 1972：21-29页
30 石克礼 提高浮动自动炮浮动稳定性的协调原理 兵工学报武器分册 1989．4
31 谭浩强．C程序设计(第二版)．北京：清华大学出版社．1999
32 王士元，C高级实用程序设计，北京：清华大学出版社．1999
33 美国专利 3566740前冲炮用的速度传感击发机构
34 前冲炮的击发机构 日本《技术研究本部科技》1975
35 华恭，伊玲益编．火炮自动机设计 国防工业出版社，1976：30—44页
36 高树滋 郑建国 可压缩液体反后坐装置的原理与应用 兵工学报 1993
37 孙远孝 潘学文编著 炮架及总体设计 北京 兵器工业出版社 1995．12
38 张荣武 尹茗 火炮的主要发展趋势及概况 四川兵工学报 2000
39 何永编．火炮系统分析及总体设计(讲义)．南京：南京理工大学
40 中国人民解放军后字412部队编二火炮设计手册．中国人民解放军炮兵602厂印刷，1975：351-368
41 谈乐斌，张相炎，管红根等．火炮概论．北京：北京理工大学出版社，2005
42 —0一教研室．火炮综合诸元手册．南京：华东工程学院101教研室．1975
43 张福三．火炮定型试验中的理论与实践．北京：国防工业出版社．2000
44 A.A.TOQOUKOB Teophr liatahobok 1960
45 C.J.Chen.Fluid Mechanics of Recoil Mechanism ,1978
46 C.J.Chen, E.c.Macagno,K.Y.Chang and S.C,lin. A study of Orifice Area and Brifice Discharge Coefficient in Recoil Mechanisms
47 H.Garver, H.Liberman. ARTILLERY SYSTEMS Enginneering Study:concept Team Final Report ,ADA102819,1981
48 R,Yalamanchili. New Concept in Recoil Mechanism ,ADA090453,1980
49 G, Klingenberg. Investigation of Combustion Phenomena Associated With the Flow of Heat Propellent Gases, 1976
50 P.O,Schomer. Acoustic Directivity Patterns for Army Weapons,ADA066223,1979
51 J,Edward Jr,Haug, Optimization in Weapon System, Deverpment and Computer Aided Desogm. 1971
52 Rupert Pengelley.Towed artillery advanees.JIDR,1998(4),35-42
53 Hofgeard B L.Analysis of a compressible fluid soft recoil concept applied to 155mm howitzer. 1979
54 Chen C J. Fluid mechanics in recoil mechanism. 1978
55 Gustavson C. Compressible Fluid investigation. AD A105703. 1981
56 Crochet C. Evaluation of polystyrenc hollow plastic spheres to enhance hydraulic fluicd compressibility .AD A 139135.1984. (2)
57 Development of A Mathematical Model for Designing Functional controls of a soft-Recoil Mechanism,1970 AD713565
58 P.E.Townsend: improved Launch Dynamics Through Reeod Control, rock Island, 1976
59 K．K．格列顿、C．A．普里霍吉科著，火炮设计与制造，第二册(李杏乡译，沈正功校)，第202页，国防工业出版社 1959年
60 B．C．LLyayeb：自动武器动力学原理王新涯译国防工业出版社 1960年
61 Repert Pengell. Towed artillery advances. JIDR 1998(4) 35-42
62 Rupert Pengelley. Towed artillery advanees.JIDR,1998(4)35-42
63 Theory and design of recoil systems and gun carriages ordnance dept document, No.2035,September
64 李守芳 舰炮前冲原理的数学建模及其动画模拟[硕士学位论文]哈尔滨工程大学，1999．
2 谈乐斌，张相炎，管红根等．火炮概论．北京：北京理工大学出版社，2005
3 中国人民解放军炮兵司令部．中国人民解放军陆军地面炮兵兵器与操作教程．北京：中国人民解放军战士出版社．1972
4 一0一教研室．火炮综合诸元手册．南京：华东工程学院101教研室．1975
5 张福三．火炮定型试验中的理论与实践．北京：国防工业出版社．2000
6 张月林等．工程设计手册．南京：华东工程学院．1982
7 高弘康．美国火炮反后坐装置的设计．北京：国防工业出版社．1982
8 高树滋，郑建国。可压缩液体反后坐装置的原理与应用。兵工学报，1993
9 管红根等，可压缩液体汽车减振装置的研究。力学与实践 2001(5)
10 高树滋等，曲线后坐技术研究科学技术报告。南京理工大学，1996
11 曹光中 前冲炮的动力学分析和暂态振动计算 华东工程学院学报，1978Ш
12 张月林 37高炮的前冲原理试验总法
13 张月林 利用前冲原理将大威力反坦克炮装于轮式车辆上的设想 华东工程学院学报1989П
14 中国人民解放军后字四二0部队 前冲击发原理在小高炮中的应用情况 《国外科技资料(枪炮类)》1973
15 中国人民解放军后字四二0部队 美帝M102式105MM榴弹炮的分析内部资料 1973．1
16 罗建国 王刚 大口径机构浮动稳定性分析 华北工学院学报2001年第3期
17 姚养无 自动武器浮动技术 轻武器 1997，(1)20-22
18 王刚 大口径机枪浮动自动机动力学理论分析 华北工学院学报 1998．2
19 张相炎 弹簧液压式浮动自动炮浮动稳定性分析 兵器学报(武器分册)1988．3
20 郝彬林 浮动稳定性讨论 兵器学报(武器分册)1990．1
21 姚养无 火炮与自动武器动力学 兵器工业出版社2000
22 大口径机枪弹簧液压式浮动机优化设计 华北工学院学报 1999．3
23 程广伟 一种新型浮动机——环型弹簧浮动机 火炮发射与控制学报 1996．2
24 梁世瑞 现代火炮自动技术 北京 兵器工业出版社 1995 135-179
25 高树滋 米粮川 火炮后坐系统的现状与新发展 专家论坛 2004．06
26 姚养无 王刚 张小兵 大口径机枪低后坐浮动技术研究 华北工学院学报
27 王梦林 考虑双重后座的前冲式自动武器的运动分析
28 高树滋 郑建国 可压缩液体反后坐装置的原理与应用 兵工学报 1993
29 华东工程学院．火炮原理 1972：21-29页
30 石克礼 提高浮动自动炮浮动稳定性的协调原理 兵工学报武器分册 1989．4
31 谭浩强．C程序设计(第二版)．北京：清华大学出版社．1999
32 王士元，C高级实用程序设计，北京：清华大学出版社．1999
33 美国专利 3566740前冲炮用的速度传感击发机构
34 前冲炮的击发机构 日本《技术研究本部科技》1975
35 华恭，伊玲益编．火炮自动机设计 国防工业出版社，1976：30—44页
36 高树滋 郑建国 可压缩液体反后坐装置的原理与应用 兵工学报 1993
37 孙远孝 潘学文编著 炮架及总体设计 北京 兵器工业出版社 1995．12
38 张荣武 尹茗 火炮的主要发展趋势及概况 四川兵工学报 2000
39 何永编．火炮系统分析及总体设计(讲义)．南京：南京理工大学
40 中国人民解放军后字412部队编二火炮设计手册．中国人民解放军炮兵602厂印刷，1975：351-368
41 谈乐斌，张相炎，管红根等．火炮概论．北京：北京理工大学出版社，2005
42 —0一教研室．火炮综合诸元手册．南京：华东工程学院101教研室．1975
43 张福三．火炮定型试验中的理论与实践．北京：国防工业出版社．2000
44 A.A.TOQOUKOB Teophr liatahobok 1960
45 C.J.Chen.Fluid Mechanics of Recoil Mechanism ,1978
46 C.J.Chen, E.c.Macagno,K.Y.Chang and S.C,lin. A study of Orifice Area and Brifice Discharge Coefficient in Recoil Mechanisms
47 H.Garver, H.Liberman. ARTILLERY SYSTEMS Enginneering Study:concept Team Final Report ,ADA102819,1981
48 R,Yalamanchili. New Concept in Recoil Mechanism ,ADA090453,1980
49 G, Klingenberg. Investigation of Combustion Phenomena Associated With the Flow of Heat Propellent Gases, 1976
50 P.O,Schomer. Acoustic Directivity Patterns for Army Weapons,ADA066223,1979
51 J,Edward Jr,Haug, Optimization in Weapon System, Deverpment and Computer Aided Desogm. 1971
52 Rupert Pengelley.Towed artillery advanees.JIDR,1998(4),35-42
53 Hofgeard B L.Analysis of a compressible fluid soft recoil concept applied to 155mm howitzer. 1979
54 Chen C J. Fluid mechanics in recoil mechanism. 1978
55 Gustavson C. Compressible Fluid investigation. AD A105703. 1981
56 Crochet C. Evaluation of polystyrenc hollow plastic spheres to enhance hydraulic fluicd compressibility .AD A 139135.1984. (2)
57 Development of A Mathematical Model for Designing Functional controls of a soft-Recoil Mechanism,1970 AD713565
58 P.E.Townsend: improved Launch Dynamics Through Reeod Control, rock Island, 1976
59 K．K．格列顿、C．A．普里霍吉科著，火炮设计与制造，第二册(李杏乡译，沈正功校)，第202页，国防工业出版社 1959年
60 B．C．LLyayeb：自动武器动力学原理王新涯译国防工业出版社 1960年
61 Repert Pengell. Towed artillery advances. JIDR 1998(4) 35-42
62 Rupert Pengelley. Towed artillery advanees.JIDR,1998(4)35-42
63 Theory and design of recoil systems and gun carriages ordnance dept document, No.2035,September
64 李守芳 舰炮前冲原理的数学建模及其动画模拟[硕士学位论文]哈尔滨工程大学，1999．