高膛压火炮火炮单筒身管设计
高膛压火炮火炮身管设计
1.任务要求
根据下列参数开展单筒身管设计：
口径d：105mm
炮膛截面积S: 88.2cm2
药室容积W0 : 2507cm
身管长度：37d
弹丸行程打:3510mm
弹重：14.97kg
初速：616m/s
常温(21C)最大平均膛压(铜拄)：320MPa
最大(-51 C?60C)单发膛压(铜拄)：393MPa
2.设计过程
(1)绘制咼低温压力曲线
各种温度t下的测压器最大压力公式
卩鳥⑴=(1 0.00505 ：t) P m(t) (1) 各种温度t下的内弹道最大压力公式
t 1.065「t . t
P m —P m(T) — 1.055P m(T) ( 2)
1乜巴
q
火炮在作战条件下使用时，装药温度受气温影响很大，为了保证安全，身管设计压力曲线就要考虑装药温度的变化。这里采用的温度范围是：常温21C,高温63 C，低温-40 C。在高温63C和低温-40 C的情况下，最大压力的可能变化范围可由上述公式(1)计算得到。利用式(1)和(2)可以计算出这两个温度的最大膛底压力p t；3和p t：°的值。并将内弹道计算得出的平均压力的高低温曲线p -l换算成弹底压力曲线
p d -L o根据计算得出的数据，绘制出常温、高温、低温下的压力曲线，从外往内分别为膛底压力曲线、平均压力曲线、弹底压力曲
图1常温（21 C ）时的压力曲线
图2高温（63 C ）时的压力曲线
线:
350 300 250 .a H M b — 200 - 150 - 100 50
L(cm)
)3P M . b
L(cm) 图3低温（-40C ）时的压力曲线
再根据已经得出的常温、高温、低温下的弹底压力曲线，绘制出身管的高低
温压力曲线，如下图所示：
图4高低温压力曲线
50 100 150 200 250 300 350 400 250 00 2 50 ^1 00
^1 50 Mb
—
上图中曲线即为求出的高低温压力曲线。从上图可以看出，当温度t=63 C 时，燃烧结束点靠近药室底部；当温度t=-40 °C时，燃烧结束点靠近炮口；并可得出高低温压力曲线变化规律：
(1)由L = 0到L= L m631.5d的压力曲线变化规律是线性的，用p t：3到p d m3的直线表示。
⑵由L = L m631.5d到L = L k63的压力曲线变化规律是线性的，用P d；3到P dk53
的直线表示。
(3)由L = L k63到L = L k40的压力曲线变化规律用曲线p dk - L 表示。
⑷由L二L k40到L二L g的压力曲线变化规律用曲线p；0- L表示。
(2)绘制身管理论强度曲线
身管弹性强度极限是身管强度设计的基本依据。在设计时，根据设计压力和选取的安全系数所求出的身管可能承受的最大内压即为身管的理论弹性强度极限。由于身管各横截面的设计压力和身管各部要求的安全系数不尽相同，因此各横截面的理论弹性强度极限也不相同。绘出身管理论强度极限曲线，如下图所示，其中，曲线2即为身管理论强度极限，曲线1为高低温压力曲线
500
2
400 -
\lapMbl 30
200 -
100 -
0■~~r" | " 1 " 1 1
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
L(mm)
炮弹设计理论
1 绘制弹体零件图和半备弹丸图 据任务书所提供的弹体结构简图和尺寸，运用AutoCAD绘制杀爆弹弹体零件图和半备弹丸图（附图1），标出相关尺寸，以便于识图和计算。 (1)根据弹体结构简图，进行页面的布局设置； (2)利用图层管理器创建图层，设定线型、线宽和颜色，如粗实线、细实线、中心线、剖面线、尺寸线等，并设定好不同的颜色以及不同的线型和线宽； (3)利用标注样式管理器，创建尺寸标注样式。根据需要，创建标准标注、带尺寸公差标注、圆柱标注等。 2.在绘制过程中应注意几点： (1) 应设置几处不同的图层，各图层设置的颜色和线型应不同，绘图时在同一类型的图形放在同一图层中，便于修改。 (2) 由于是用A4图纸打印,小于弹体实际尺寸,因此应加大字体和线宽，否则有可能显示不出来，或看不清图纸，给分析带来不便。 (3) 在标注过程中应该注意其字高的一致。（文字高度为7）
2 弹体发射强度计算与分析 2.1 膛内发射过程分析 弹丸在膛内运动时，受各种载荷的作用。由于这些载荷的作用，弹丸各零件都会发生不同程度的变形，当变形超过一定允许程度，就可能影响弹丸沿炮膛的正确运动，严重时会使弹丸在膛内受阻，或弹丸零件发生破裂，或炸药被引爆发生膛炸事故。 弹丸在膛内运动中，除了必须保证安全性外，还必须保证运动正确性，即有良好的运动姿态，这对弹丸的射击精度有重要意义。 2.2 弹体载荷分析与计算 发射时所受的载荷 (1)火药气体压力 (2)惯性力 (3)装填物压力 (4)弹带压力（弹带挤入膛线时引起的力） (5)不均衡力（弹丸运动过程中由不均衡因素引起的力） (6)导转侧力 (7)摩擦力 这些载荷，有的对发射强度起直接影响，有的主要影响膛内运动的正确性。其中火药气体压力为基本载荷。在火药气体压力作用下，弹丸在膛内产生运动，获得一定的加速度，并由此引起其他载荷。 2.2.1火药气体压力 火药气体压力是指炮弹发射中，发射药被点燃后，形成大量的气体。在炮膛内形成的气体压力称为“膛压”。 2.2.2惯性力 弹丸在膛内做加速运动时，整个弹丸各零件上均作用有轴向惯性力、径向惯性力与切向惯性力。
2013年军事理论试卷参考题
军事理论试卷参考题 一、填空题 1、我国倡导的新安全观的核心是互信、______、平等、______。 2、根据我国兵役法，公民履行兵役义务主要有服现役、服预备役和_________三种形式。 3、《孙子兵法》“五事七计”中的“五事”是指道、天、地、_______________、法。 4、军事高技术是建立在现代科学技术成就基础上，处于当代科学技术前沿，对______________起巨大推动作用，以________为核心的那部分高技术的总称。 5、我军的三大民主包括：政治民主、_______________和军事民主。 6、毛泽东军事思想的主要内容包括无产阶级的战争观和方法论、人民军队、_______________、人民战争的战略战术、国防建设等部分。 7、孙子在《孙子兵法》中指出“不知彼不知己，_______________”。 8、信息化战争的作战速度快，是指_______、部队机动快和打击速度快。 9、1935年1月我党召开的_______________确立了毛泽东在红军和中共中央的领导地位。 10、战争胜负的决定因素是_______________而不是武器。 11、江泽民同志提出加强军队建设的“五句话”总要求是：_______________、军事过硬、作风优良、纪律严明、保障有力。 12、毛泽东军事思想的主要内容包括无产阶级的战争观和方法论、_______________、人民战争、人民战争的战略战术、国防建设等部分。 13、《孙子兵法》“五事七计”中的“五事”是指_______________天、地、将、法。 14、地缘关系，是指以地理位置、______________和距离等地缘要素为基础所产生的国家之间的地缘政治、地缘经济、______________等关系。 15、信息化战争作战要素一体化主要体现在_______、作战行动一体化、作战指挥一体化、综合保障一体化。 16、在国防信息人才培养的渠道上，一是要依托地方加强信息化人才的双向培养；二是_______。 17、战略相对的稳定性是指战略的指导对象、______________、基本内容是相对稳定的。 18、国际战略格局的特点是：国际战略力量的______________、国际战略力量关系的______________、国际战略格局变化的过渡性、单极与多极斗争的激烈性。 19、目前，一般将国际格局分为______________、两极格局和______________三种。 20、信息化战争的基本特征是武器装备信息化、战场空间多维化、作战要素一体化_______、作战样式多样化、战场行动快速化。 21、中央军事委员会主席由________选举。 22、军事思想是关于_______________、军队和国防的基本问题的理性认识。 23、我国倡导的新安全观的核心是互信、______、平等、______。 24、毛泽东指出：“战争是从有私有财产和有阶级以来就开始了的，用以解决阶级和阶级、民族和民族、国家和国家、_______________，在一定发展阶段上的矛盾的一种最高斗争形式。” 25、______________以国际机制为纽带，国际机制是国际秩序的核心。 26、战略环境与战略是______________和主观指导的关系。 27、我国于_______成立了国防动员委员会。 28、弹道导弹根据射程可以分为近程、中程、远程以及洲际导弹，近程导弹的射程小于________千米，洲际导弹的射程大于________千米。 29、寻的制导的工作方式有主动式、被动式和____________三种。
高膛压火炮火炮单筒身管设计
高膛压火炮火炮身管设计 1. 任务要求 根据下列参数开展单筒身管设计： 口径d ：105mm 炮膛截面积S ：88.2cm 2 药室容积0W ：2507cm 3 身管长度：37d 弹丸行程g l ：3510mm 弹重：14.97kg 初速：616m/s 常温（21℃）最大平均膛压(铜拄) ：320MPa 最大（-51℃～60℃)单发膛压(铜拄) ：393MPa 2. 设计过程 （1）绘制高低温压力曲线 各种温度t 下的测压器最大压力公式 )()()00505 .01(t m t t m p t p ??+= （1） 各种温度t 下的内弹道最大压力公式 t T m t T m t m p p q p )()(1 055.11065.1=+= ω λ? （2） 火炮在作战条件下使用时，装药温度受气温影响很大，为了保证安全，身管设计压力曲线就要考虑装药温度的变化。这里采用的温度范围是：常温21℃，高温63℃，低温-40℃。在高温63℃和低温-40℃的情况下，最大压力的可能变化范围可由上述公式（1）计算得到。利用式（1）和（2）可以计算出这两个温 度的最大膛底压力63+tm p 和40 -tm p 的值。并将内弹道计算得出的平均压力的高低温曲 线l p -换算成弹底压力曲线L p d -。根据计算得出的数据，绘制出常温、高温、低温下的压力曲线，从外往内分别为膛底压力曲线、平均压力曲线、弹底压力曲
线： 050 100 150 200 250 300 350 P (M P a ) L(cm) 图1 常温（21℃）时的压力曲线 0100 200 300 400 500 P (M P a ) L(cm) 图2 高温（63℃）时的压力曲线
火炮设计理论课程考试标准答案01
课程名称： 火炮设计理论 学分： 4.5 教学大纲编号：01023202 试卷编号：010******* 考试方式：闭卷 满分分值： 100 考试时间： 120 分钟 二、试推导图所示简单筒后坐驻退机液压阻力计算式，并说明所用符号的意义。图中V 为筒后坐速度。（共15分） 解：1）连续方程： wa VA =，即V a A w =； （5分） 2）能量方程：()2 22222212221222V a A K w K w w w V p ?? ? ??==+=+=+ξξρ， 即22 22222122V a KA V a a KA p ρρ≈-= （5分） 3）液压阻力：2 2 3102V a A K A p ρ≈=Φ （5分） 三、试写出图所示简单机构在非理想约束条件下的运动微分方程，并说明所用符号和各项的意义。图中F 、F 2和α为给定力和作用方向。（共15分） （解：1）运动微分方程（5分） ()22222222111 1222 2 1121 0sin cos F K f F x dx dK m K dx dK J K x m K J K m ηααηηηη+-=???? ??++???? ??++??? 2）方程中各项的意义（5分） 22 2 2 11 2 10m K J K m ηη+ + 为0号构件的相当质量， 一、回答下列问题：(每题5分，共60分) 炮身的主要作用是什么？（承受火药气体压力和引导弹丸运动。）主要包括哪几个部件？（身管、炮尾、炮闩。） 2．线膛炮的身管内膛包括哪几部分？（炮口部、膛线部和药室部。）考虑身管各部在使用中的特殊性，应如何取其安全系数？（炮口部的安全系数应大于膛线部的安全系数，膛线部的安全系数应大于药室部的安全系数。） 3. 采用自紧身管提高身管强度的原理是什么？(自紧身管在制造时对其内膛施以高压，使内壁部分或全部产生塑性变形；内压消除以后，由于管壁各层塑性变形不一致，在各层之间形成相互作用，使内层产生压 应力而外层产生拉应力；由于内壁产生与发射时方向相反的预应力，因此使发射时身管壁内应力趋于均匀一致，从而提高身管强度。) 4．反后坐装置一般由哪几部分组成？（驻退机、复进机、复进节制器。）按结构组成形式反后坐装置可分 为哪几种？（独立式、联合式。）驻退机有哪几种典型结构？（节制杆式、沟槽式、混合式、活门式等。）复进机有哪几种典型结构？（弹簧式、气压式、火药气体式等。） 5．火药气体作用系数β的物理意义是什么？（后效期结束时，火药气体的平均速度与弹丸初速之比。）实际使用中，主要采用什么方法，如何得到火药气体作用系数β？（自由后坐实验测量方法，0 max 0v mv W m ?β-=。） 6．发射时火炮驻退后坐运动分为哪几个时期？（弹丸膛内运动时期、后效期、惯性运动时期。）最大后坐速度m ax V 出现在哪一时期？（后效期。）如何判断m ax V 出现时机？（炮膛合力等于后坐阻力时。） 7．什么是构件的替换质量？（用集中于若干点的质点代替原有构件时，替换点的质量称为构件的替换质 量。）进行构件质量替换时，应注意什么？（替换点的运动特性尽可能接近原有构件时运动特性。） 8．什么是机构的逆传动？（在构件传动过程中，各零件的运动方向不变，而能量传递方向发生变化，由工作构件带动基础构件运动的阶段称为机构的逆传动。） 9．供输弹过程中，弹丸必须严格定位的三大位置指的是什么？（进弹口、输弹出发位置、药室。）三大阶段指的又是什么？（拨弹、压弹、输弹。） 10．在火炮总体方案设计时，先决定哪些主要质量（全炮质量、后坐部分质量、炮身质量、炮架质量等。）和哪些基本尺寸？（火线高、全炮质心位置、耳轴中心位置、后坐长、耳轴中心到炮尾后端面的距离、车撤距、极限尺寸等。） 11．火炮系统分析中，什么是效费比？（以基本装备为基准，经过规范化的，火炮系统的相对战斗效能与相对寿命周期费用之比。）什么是效费比分析？（对能满足既定要求的每一火炮系统方案的战斗效能和寿命周期费用进行定量分析，给出评价准则，估计方案的相对价值。） 12．火炮机动能力主要指哪两个性能？（火力机动性和运动性）它们又是如何定义的？（火力机动性是火炮快速、准确地捕捉和跟踪目标的能力。运动性是火炮快速运动，进入阵地和转换阵地的能力。） 第 1 页 共 2 页
法国M1927式85毫米野战炮
法国M1927式85毫米野战炮 团级压制火炮可以选择法国85榴弹炮 适合民-国-的交通状况和国-防-军运输条件、国-防-军-团级压制火炮最好选择3英寸级别的，建议全套引进并取得授权生产法国M1927式85毫米野战炮。 M1927式85毫米榴弹炮是法国施耐德公司在1925年研制成功的榴弹炮，1927年希腊购买了此炮，命名为M1927式85毫米榴弹炮，她也是第二次世界大战中希腊陆军最先进的一款火炮。 M1915/27式85毫米榴弹炮是法国施耐德公司吸取了第一次世界大战的经验教训而研发出来的新式火炮，她采用了当时世界上最先进的火炮制.造技术——火炮身管自紧技术（现在掌握这项技术的国家也没几个），极大的减轻了火炮的重量。 第一次世界大战的榴弹炮多采用的单脚式炮架，射击的角度很窄，而M1925/27式榴弹炮采用了开脚式炮架，使得方向射界高达54度。此炮还使用了炮口制退器，缩短炮身制退系统所需行程，减轻了炮架的重量。 法国施耐德式M1927式85毫米榴弹炮 口径：85毫米 最大射程：15.15千米 初速:670米/秒 弹丸重量：10千克 高低射界:-6度—65度 方向射界：54度 身管长：2.96米34.8倍口径 战斗全重：1985千克 性能十分优异，完爆德军同口径级别的产品，性能参数比德国105mm口径的榴弹炮差不了多少，重量却轻了一倍半，毛子20年后的D-44以及兔子30多年后山寨毛子的D-44的56式85毫米加农炮仅仅比M1927式榴弹炮射程多了500米，可见这款炮的优秀。 此炮的技术比前代火炮有了质的飞跃主要有自紧式炮身制作技术，使炮身重量减轻开脚式炮架以及驻锄，由于开脚式炮架使得炮身制退行程可以加长，因此可使用更高威力装药以及大仰角设计气压式制退机构的实用化炮口制退器，缩短炮身制退系统所需行程，特别是自紧式炮身制作技术，鬼子在一战后陆军炮兵主力仍然是日俄战争时期向德国购买授权生产的三八式野炮。由于鬼子国内技术落后且研发进度缓慢不得已向国外买进最新技术来改良日本现有的制炮工艺。 日本陆军本来以法为师，普法战争高卢鸡败了，立马以德为师，一战德国输了个底朝天，本着向最强者看齐，又由德粉变法粉，因此大量从法国购买装备引进技术，鬼子二战中火炮原型大部分来自法国，如开脚式驻锄，火炮自紧法、内镗自由交换法、炮口制退机等。
国内牵引火炮型号及识别
国内牵引火炮型号及识别 我军压制兵器中牵引火炮的发展，走过了一条仿制、改进到自主研发的路子。在这一过程中，各型牵引火炮类别繁杂。这些火炮，有用于装备我军炮兵部队的，有专用于外贸出口的，使同一型火炮会有不同的定型代号。关于我军炮兵装备，在上个世纪的1987年，根据形势的需要，总参谋部颁布了《全军武器装备命名规定》，一些80年代仍现役的火炮装备取消了建国初期沿用的年式型号命名办法，采用了新的命名方式。另外，一直以来各型外贸出口炮兵武器的命名也和国内装备差异很大。如何在众多火炮型号中对号入座或了解相互之间的联系呢？只要掌握其各自的特征，从外形差异即可辨别。外形识别，一般从火炮的炮口制退器、炮闩类型、反后坐装臵布臵形式、炮架等结构以及加工工艺几点入手。 榴弹炮 1954年式122mm榴弹炮 该炮仿自前苏联M－30式122mm榴弹炮，于1954年定型，后由1954年－1式122mm 榴弹炮取代。炮尾采用手动断隔螺式炮闩，身管外有被筒，没有炮口制退器。反后坐装臵上下布臵，制退机在身管下方，复进机在身管上方。采用箱形构件铆接起来的大架。防盾从中部开始向后倾斜，防盾中央有活动小防盾。高低机安装在炮架右侧，方向机在左侧。夏用驻锄为折叠式。54式榴弹炮的批生产型有改进，将铆接大架改为了
焊接大架。 1956年式152mm榴弹炮 该炮仿自前苏联D-1式152mm榴弹炮，1953年起按照前苏联技术资料试制，于1956年定型。D-1式152mm榴弹炮是前苏联M-10式榴弹炮的减重改进型，也就是使用较轻一些的M-30榴弹炮的炮架改进M-10榴弹炮而成。因此，56式榴弹炮的炮架和54式榴弹炮炮架完全相同，除炮身和反后坐装臵略有不同外，两者最大的区别就是56式榴弹炮为减小后座动能在炮口采用了双室冲击式炮口制退器。 PL54A式122mm榴弹炮(原名为1954年-1式122mm榴弹炮) 该炮是在1954年式122mm 榴弹炮基础上的改进型，1966年设计定型，1981年生产定型。该炮结构与1954年式122mm榴弹炮相同，改进外形部分主要是：大架由箱形构件铆接工艺改为焊接，取消折叠式夏用驻锄，冬夏用驻锄合并为单一驻锄，牵引环改为牵引杆。方向机增加轴承，采用组合式螺筒。增加气刹车装臵，将架尾滚轮改为包胶折叠式滚轮。
火炮设计理论试题39
（教师组卷、存档用) 档案编号：课程教学大纲编号：01023202 课程名称：火炮设计理论学分： 4 试卷编号：010******* 考试方式：闭卷考试时间：120分钟满分分值：100 组卷年月：2004.12.8 组卷教师：张相炎审定教师：郑建国二、试对牵引火炮在后坐时全炮的受力进行分析，并对全炮所受的主动 力进行简化。（15分） 三、自动机构结构简图如图所示。试求 1）机构的传速比表达式； 2）传动效率的表达式。(15分) 四、设有一内外径分别为 1 r和2r，无限长厚壁圆筒，其材料屈服极限为s σ，试用第二强度理论推导其弹性强度极限。（10%） （提示： 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 3 2 2 3 2 r r r r r r p r r r r r r p E r- - - - - - = ε 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 3 2 2 3 2 r r r r r r p r r r r r r p E t- + - - + = ε） 一、回答下列问题：(60分) 1．供输弹过程中，弹丸必须严格定位的三大位置指的是什么？三大阶段指的又是什么？ 2．什么是浮动原理？ 3．两构件斜撞击时，恢复系数b是如何定义的？实际计算两构件撞击时，恢复系数b如何选取？ 4．炮身的主要作用是什么？主要包括哪几个部件？ 5．采用两段坡膛的目的是什么？其锥度各为多少？膛线的起点在哪一段？ 6．什么是身管设计压力曲线？什么是身管理论强度曲线？ 7．反后坐装置的作用是什么？ 8．火药气体作用系数β的物理意义是什么？实际使用中，主要采用什么方法，如何得到火药气体作用系数β？ 9．后坐稳定极限角 j φ的物理意义是什么？ 10．什么是不平衡力矩？ 11．何谓火炮辅助推进装置？ 12．对火炮运动体有哪些主要要求？ 1
二战中的美国海军舰炮[二战舰炮系列1
?相册 ?广场 ?游戏 ?登录 ? ?注册 关注此空间 帝国海军司令部 帝国兴废，在此一战，各员一层，奋勉努力 2010-06-03 17:48 二战中的美国海军舰炮[二战舰炮系列] 战列舰主炮 vj I EQNH^ ?*t~ / |d# 在二战中，随着航空母舰的崛起，战列舰在海上作战的龙头
地位被推翻了。但是战列舰在水面舰艇作战中还是起到了举足轻重的作用，他的主炮就是他的灵魂；同时他是支援两栖登陆作战的利器。 ' ){nX >b 二战中美军共有10级26艘战列舰和战列巡洋舰在役，他们装备了406mm，356mm，和305mm三种口径的主炮。 @ EEOk " l !m< !}r~ Mark 7型406mm/50，装备于依阿华级战列舰。 BU$C4** 这可能是所有在海军服役的最好的战列舰主炮。最初设计为发射较轻的1016公斤的Mark 5型穿甲弹，但在依阿华号开始建造前，他的装弹系统被重新设计以发射1225公斤的Mark 5型“特重”穿甲弹。这种穿甲弹的穿甲能力接近于日本大和级战列舰装备的460mm主炮，但是它的重量不到460mm炮弹的3/4。 b^ %AL v" Mark 7型406mm炮所发射的穿甲弹能穿透9m的水泥，而它的高爆弹能制造一个15m宽6m深的弹坑。 ':xU}{ dlv Mark 7型406mm炮由膛管，身管，外管，和3层套管组成，采用了2道套管环，膛管身管环，炮尾环，和闩锁膛组成。部分组件采用了液压自紧技术制成，炮管镀铬以延长炮管寿命。使用了下启式Welin式断隔螺式炮闩。 7I[(/PibSM 炮管组件示意图
建造中的衣阿华号（BB-61)前炮塔
火炮单筒身管设计
单筒身管设计教师：徐亚栋 孙天云 0901510425 2012年5月19日星期六
（1）口径：121.92d m m = （2）炮弹断面积：21.192S dm = （3）弹丸行程长：lg 35.21dm = （4）药室容积：307.5W dm = （5）药室长： 4.74l dm =ys （6）弹丸重：21.76q kg = （7）装药重： 4.75kg ω= （8）铜柱测压：()280M P m p T = （9）膛压与时间表：
一． 高低温压力曲线： 1.考虑弹丸旋转和摩擦力的次要功系数：1 1.02?= 3002 7.5dm 2= =6.29195dm 1.192dm W l S = ．药室自由容积缩颈长： 0 6.29195dm = =1.327424.74dm ys l l χ= 3.药室扩大系数： 3 3 4.75kg kg = =0.63333 dm 7.5dm W ω ?= 4.装填密度： 35.21dm = =5.596046.29195dm g g l l Λ= 5.弹丸相对行程长： () 1 1 5.59604 1.32742 6.0.48130 2(1 5.59604) 21g g χ λΛ+ + = = =++Λ1系数： () 1 1 5.59604 1.327427.0.32087 3(1 5.59604) 31g g χ λΛ+ + = = =++Λ2系数： 8. 4.7435.2139.9539.952632.7740 121.921.05 sg ys g sg a l l l dm dm dm l dm d m m a =+=+=< = =<=系数： 则： 2 4.759 1.050.32087 1.12004 21.76kg a q kg ω?λ=+=+? =：次要功系数：
火炮的物理原理
火炮的物理原理 一、简介 火炮是口径在20毫米以上，用火药的爆发力发射弹丸的重火器的通称。火炮用于歼灭敌有生力量和压制敌方火器，破坏敌防御工事，完成陆地、海洋和空中的其它打击任务。 13至14世纪时，中国的火药和火器制造技术传入信仰伊斯兰教的国家和欧洲，欧洲的火炮开始发展。19世纪开始，随工业和科学技术的发展，火炮迅速发展起来，出现了发射长形弹的线膛炮，并安装有弹性炮架。 火炮发展至今，已经是儿孙满堂，不仅家族支系众多，而且家族成员的外貌也差别甚大，出现了有善于对付各种目标的专门火炮： 按安装发射的平台不同可分为地面炮、舰炮和航炮； 按运动方式可分为固定火炮、机械牵引炮和自行火炮； 按作战用途又可分为地面压制火炮、海岸炮、高射炮、坦克炮、特种炮等； 按口径大小可分为：大口径炮（高炮在100毫米、地炮在152毫米、舰炮130毫米以 上）；中口径炮（高炮在61～100毫米、地炮在76～152毫米、舰 炮在76～130毫米左右）；小口径炮（高炮在20～60毫米、地炮在 20～75毫米、舰炮在20～57毫米之间）。 按炮膛结构可分为线膛炮和滑膛炮； 按弹道特性可分为加农炮（弹道低伸）、榴弹炮（弹道较弯曲）和迫击炮（弹道最弯曲）按装填方式可分为前装式火炮和后装式火炮。 二、基本构造 现代火炮的基本组成部分有：炮身、炮尾、炮闩和炮架等。其作用原理是将发射药在膛内燃烧的能量转换为弹丸的炮口动能以抛射弹丸，同时产生声、光、热等效应。火炮的主要战术技术性能是初速、射程、精度、射速和机动性等。火炮的主要任务是用于对地面、空中和水上目标射击，毁伤和压制敌有生力量及技术兵器，以及完成其它任务。 火炮的结构身管火炮的外观及其组成部件视炮种及其用途而异。尽管有这些差别，然而身管火炮都是按照几乎相同的方法制造的。身管火炮有两个或两组主要部件，就是炮身部分和炮架部分。炮架部分用于支承炮身和保持火炮射击时的稳定性。炮架部分包括瞄准装置，在某些情况下它还可作为运送炮身部分的手段。炮身部分为发射药燃烧产生的压力提供容器；它使发射药燃烧产生的能量安全地按预定方式传送到弹丸上；它还具有赋予弹丸方向和稳定
火炮设计理论 学习指南
《火炮设计理论》 课程简介 火炮设计理论是武器系统与工程（火炮）专业的主要专业课，是一门综合应用基础理论和专业 基础理论的工程设计课程。通过本课程学习，使学生掌握火炮设计基本理论和方法，为今后的工作 打下专业基础。火炮设计理论，是火炮工程研究的理论依据，是火炮科研人员必须掌握的基本理论。 火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及 其设计理论。 火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法，包括火炮设计理论的 主要内容和发展，火炮主要零部件（包括炮身、反后坐装置、自动机及炮架等）的设计理论和方法。 教学组织以课堂教学为主，辅助自学、网络教学和实验教学。 教学方式以多媒体课件为主，结合板书、交流互动等多种形式。 课程的教学目标与基本要求 1. 教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握火炮及其主要零部件设计的基本理论和方法，提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识及解决实际工程技术问题的能力。 2. 基本要求：了解火炮设计理论及其发展，熟悉火炮设计理论的基本方法和思路，掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架等火炮主要零部件设计的基本理论和方法。 学时数： 总 64 学时，其中：授课56学时，实验8学时 教材： 张相炎主编，火炮设计理论，北京理工大学出版社，2005年 参考书目： ①谈乐斌等编，火炮概论，北京理工大学出版社，2005年 ②伊玲益编，炮身设计，国防工业出版社，1977年 ③高树滋等编，火炮反后坐装置设计，兵器工业出版社，1995年 ④张相炎编著，火炮自动机设计，北京理工大学出版社，2010年 ⑤韩魁英等编，火炮自动机设计，国防工业出版社，1988年 ⑥孙远孝等编，炮架及总体设计，兵器工业出版社，1995年
反后坐装置
反后坐装置：在炮身与炮架之间安装的，用来耗散和储存火炮射击时的后座能量并使炮身复位的结构部件。作用：1减小火炮架体在射击时的受力（①减小炮架质量，提高火炮机动性，②稳定性提高，有利于提高射击精度，③火炮质量不变的情况下，可使火炮口径增大或跑口动能增加，提高火炮威力）2把射击时的全炮后坐运动变为可控的炮身后坐运动（①火炮重复射击时的操作简化，有利于提高射速，②炮身后坐运动为自动装填提供动力，③控制炮身的后坐运动可获得要求的后坐参数或结构参数） 后坐微分方程m h d2x/dt2=F pt-F R其中F R=FΦh+F f+F+F T-m h g sinφ 火药燃气作用过程分为：1启动期(特点:1膛压低2后坐运动距离短3后坐速度低），2弹丸在堂内运动时期（炮膛合力计算：F pt=F t-F zm-F dx)，3火药气体后效时期（炮膛合力计算F pt=F g*e?（-t/b),有炮口制退器F pt=χF g e?(-t/b) ) 火炮的稳定性：是指火炮射击时不跳离地面的特性。 火炮的静止性：是指火炮在射击时沿水平方向不移动的特性， 后坐静止条件F Rmax≤[F T] (驻锄所能提供的最大水平反力） 后坐稳定条件F NA=(m z g L xφ-F pt L e-F R h)/L D≥0 后坐稳定力矩：m z g L xφ；翻转力矩：FptLe+FRh 后坐稳定极限角φj：射角φ减小到一定程度时，火炮处于稳定与不稳定之间的临界状态，此时的状态称为后坐稳定极限状态，此时的射角为φj 提高火炮射击稳定性途径：1减小动力偶距F pt L e,2减小后坐阻力F R (增大后座长度lλ, 增大后坐部分质量m h，采用双重后坐系统，采用炮口制退器，采用前冲后坐系统，采用膨胀波火炮发射技术）3减小力臂h 从动量表达式看:反后做装置是一个缓冲器，它将一个幅值很大，作用时间短变化剧烈的 炮膛合力F pt转化为一个幅值较小，作用时间长变化较平缓的后坐阻力F R，传递到炮架上从动能表达式看：反后坐装置是一个能量变换器，将幅值很大，变化剧烈的炮膛合力Fpt 在短距离上做的功转化为一个幅值较小，变化较平缓的后坐阻力FR在较长距离上做的功火药气体作用系数β的物理意义：火药气体平均速度与弹丸初速之比。Β=Vpj/V0, 炮口制退器的特征量：1、炮口制退器效率ηT：它是能量特征量，定义为：炮口制退器使后坐部分自由后坐动能减少量与原动能的百分比。2炮口制退器冲量特征量X：它是有炮口制退器时后效期炮膛合力的全冲量TtT 与无炮口制退器时后效期炮膛合力全冲量It的比值。制退机设计过程①根据给定的设计条件和内弹道数据，按火药气体不同作用时期计算F pt-t 曲线或表格函数②根据火炮总体设计要求拟定或选取后坐阻力制动图，确定FR-t,FR-x的规律③在初始条件t=0,x=0,v=0下求解后坐运动方程m h d2x/dt2=F pt-F R,得到v-t,x-t,v-x曲线④进行复进机设计，给出复进机力Ff的变化规律，并计算F+F T-m h gsinφ,从而得到 Fφh=F R-F f-(F+F T-m h g sinφ)⑤确定制退机的结构形式和主要结构参数⑥进行制退机流 液孔设计由制退机力的公式Fφh=f(a x)v2求制退机流液孔面积的变化规律a x-x⑦进行制退机的其他结构参数计算⑧根据火炮的工作要求和实验数据，进行不同设计条件下的反后坐问题计算，确定制退机的结构方案和结构参数 节制杆外形初调整的必要性①对火炮实际设计条件的适应性差。若以高温，强装药和φ= Φmax的条件射击，后坐长将比正常情况增10％左右，如仍用理论外形的节制杆，必将出现后坐接近终了时v＞0，而a x=0的情形导致制退机内的压力P1将急剧升高，这种现象称为液力闭锁，另外，由于零件轴向加工误差的存在节制杆和节制环的相对位置在装配后可能出现一定的位置偏差，因此对节制杆进行调整是必要的②理论外形加工工艺性差。 一般情况，复进时反后坐装置液压阻力Fφf由三部分组成：1制退机提供的液压阻力2复进节制器提供的液压阻力3复进节制活瓣提供的液压阻力Fφfv 复进静阻力F jf=F+F T+m h g sinφ复进机力F f减去静阻力F jf称为复进剩余力F sh
火炮反后坐装置设计-武器发射工程教学大纲
《火炮反后坐装置设计》课程教学大纲 课程代码：110442004 课程英文名称: The design for recoil mechanism 课程总学时：40 讲课：38 实验:2 上机：0 适用专业：武器发射工程 大纲编写（修订时间）：2017年5月 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 火炮反后坐装置是武器发射工程本科的专业选修课，火炮是人类武器发展历史上出现最早的热兵器，今天在各种高新技术装备中仍然是个军兵种的主要火力手段，火炮设计者坚持不懈地为提高它的威力、机动性、反应能力、生存能力、可靠性而努力。反后坐装置就是人们为解决火炮威力和机动性的矛盾而发展衍生出来的。因此，火炮反后坐装置的设计在武器系统与发射工程专业的学习中具有非常重要的意义。 通过本课程的学习使学生掌握火炮反后坐装置的基本构成、基本原理、各机构的受力分析和运动过程，从而指导其进行反后坐装置的结构设计，为今后其它火炮专业课程的学习和从事该专业的工作打下良好基础。 (二）知识、能力及技能方面的基本要求 在知识上，要求学生掌握火炮反后坐装置的基本结构、工作原理以及设计过程中的要点问题。在能力上，要求学生掌握其任务、环境、功能、结构和性能指标，机构各部件在各种后坐受力环境下的运动原理，各动力学参量的分析和计算。技能上要求学生能根据实际情况，独立完成反后坐装置的设计及初步验算。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路进行讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：多媒体教学，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求 高等数学、理论力学、材料力学、有限元及其应用、火炮概论，枪炮内弹道等。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．习题主要在于巩固所学的基本理论，培养学生运用理论解决实际问题的能力，因此课外习题不应少于15道题。 2．安排大作业，并作为平时成绩的一部分。 （六）课程考核方式 1．考核方式：考试 2．考试目标：考核学生对火炮反后坐装置工作原理理解能力。机构各部件在各种受力环境下的运动原理，各动力学参量的分析和计算。 3．成绩构成：最终理论考试、平时考核（包括中期考试、作业、小测验、提问以及出勤等）、上机环节考核成绩的总和。其中期末笔试成绩占80%，平时考核占20%。 (七）参考书目 《火炮与自动武器动力学》，姚养无编著，兵器工业出版社，2000 《火炮反后坐装置设计》，高树滋等编，兵器工业出版社，1995
特种材料之火炮
特种材料之火炮身管加工 一、概述： 火炮身管最基本的作用就是在一定的速度下将弹丸发射到指定的地点，因此身管是包含有弹丸和发射药的火炮?弹药系统的一部分。 身管内部由膛线部分和药室两部分组成。火炮根据身管有无膛线可分为两种，一种内有膛线，可以使弹丸旋转以稳定弹丸飞行姿势，即线膛炮；另一种没有膛线，即滑膛炮。另外，承受发射时产生的高压的主体构造有以下几种：单纯的单层身管构造、为了增大炮管强度而进行自紧处理的单层身管构造、多层身管构造 二. 炮管材料 早期火炮身管是将细铁棒束成圆筒形，并在外圈套上铁箍而成。经历了青铜、铸铁、黄铜等铸成的单层炮管时代后，随着19世纪后半期转炉炼钢法的发明，火炮开始采用大型铸钢炮身。不久之后，又制造出高强度的合金钢铸造身管，用于代替铸钢身管。此外，在不增加重量的前提下采用高强度的身管材料制造出多层身管、自紧身管。但是，在简单使用高强度材料的时候，射击会使产生的裂缝迅速增大，只发射少数炮弹就能使身管报废，火炮寿命相当短。因为钢铁强度增大的同时，延展性和韧性降低，使火炮身管变脆。为了防止延展性和韧性降低，增大其强度，不但要改进合金成分，还要减少不纯物质和非金属杂质的含量，人们开始采用真空冶炼和电渣重熔技术来改良炼钢法。同时，改进热处理工艺，制造出强度高而且延展性、韧性极佳的身管材料。 现代战争要求火炮具有高初速、高射速，因而要求炮管材料向高强度、高韧性、耐烧蚀、耐磨损方面发展。主要采用自紧、真空处理、重熔精炼等工艺来提高炮管的性能。90年代以来，美国一直在研究应用复合材料和耐热材料来改善炮管的性能。 国外复合材料在火炮上的应用研究 近年来.美、德、英、法、俄罗斯等国家的火炮轻量化研究己列为重l从科研项日.其日标是在确保不降低战技性能的前提下力求使火炮实现轻量化.这也是提高作战部队、尤其是轻型部队和快速反应部队战略战术机动性的主要途径。在这项研究中.高强度纤维及树脂基复合材料发挥了重要作用。其应用部位为火炮身管、炮管热护套、摇架、牵引杆以及其他部件.如仪表备附件、电绝缘件、防盾板、紧塞垫等。这些轻质部件的研制成功.为火炮轻量化研究奠定了良好基础.估计.不久将会有大量轻质火炮供部队使用。 （1）轻质复合炮管． 为了减轻火炮质量.保持火炮的战技性能.延长其使用寿命.将树脂基复合材料、轻质金属材料用」几火炮身管的研究.多以陶瓷材料作内衬。在其研究中.多以先进的石墨/环氧树脂基复合材料、碳纤维、高强度玻纤或高性能有机纤维复合材料为研究重点从.该种炮管质量轻、耐腐蚀、耐烧蚀性好.可满足未来火炮的高技术化要求。在这方而先进国家己做了大量的工作并取得了重大进展。如美国专利介绍的纤维增强复合材料炮管,可用来全部代替或部分代替以前的金属炮管。该种管状结构质量轻、强度好.可经受住炮弹发射系统产生的瞬时管压。加拿大专利介绍了一种可用于炮管制造的玻璃纤维增强剂,该种炮管是用树脂基体和玻纤复
弹丸设计理论——简答题
整理匆忙，不对的地方欢迎指正，红色字体为我和学恩抄的不一样的地方，我也不知道是否正确，请自行辨别。另，欢迎大神把答案附上，手写板就成，电子版我自己弄，谢谢啦！?第1章 ①简述弹丸设计的全过程。（P1） 答：1.战术技术指标论证阶段； 2.弹丸方案及技术设计阶段； 3.试制、试验与鉴定定型阶段。 ②导致早炸的原因。（P8） 答：弹丸（主要是弹体或弹底）的发射强度不足或弹体材料有疵病，使火药气体钻入弹体内部；底螺等部件联接处的密封程度不严；炸药变质或其机械感度大，或在装药时有异物落于炸药内。 第2章 ①如何进行弹种的选择？（P10） 答：1.根据欲摧毁或杀伤的目标性质来选择弹种； 2.根据弹丸的现有技术水平与利用新技术的途径来选择弹种。 ②弹丸质量如何选择？（P14） 答：在设计弹丸时，可能遇到两种情况：即弹丸配用于现有火炮或配用于新火炮。 第一种情况是火炮已定，要求为此炮配用新弹，以满足既定的战术技术要求。在这种情况下，所设计弹丸的内弹道条件（膛压、初速）必须适应该火炮的强度条件。 第二种情况属于设计新炮和新弹。因此，设计弹丸的质量不受火炮强度条件的限制。但是，弹丸质量的大小会直接影响到将来相应的新炮的机动性。在这种情况下，要求选用的弹丸质量，既要满足战术技术要求，又能使火炮具有良好的机动性（最轻便）。 ③选择弹带强制量应考虑什么问题？（P26） 答：1.保证弹丸在膛内运动时，紧塞火药气体，避免火药气体对炮膛的烧蚀； 2.防止弹带与弹体产生相对旋转，使弹丸出炮口后有一定的转速。 强制量δ也不能太大，否则会影响火炮的寿命，尤其是在坡膛处磨损会增大。 ④迫击炮弹的结构特点。（P46） 答：与线膛炮相比，迫击炮具有以下优点： 1）构造简单，操作容易； 2）质量小，轻便灵活； 3）射速大： 4）弹道弯曲，死角与死界均很小，并且容易选择射击阵地。 另外，也存在着以下缺点： 1）不便于进行直瞄射击； 2）初速较小，射程较近。 ⑥计算某一种弹丸的极转动惯量。（P76） 第3章 ①弹丸发射时受哪几种载荷的作用？（P84） 答：1.火药气体压力； 2.惯性力； 3.装填物压力； 4.弹带压力（弹带挤入膛线引起的力） 5.不均衡力（弹丸运动中由不均衡因素引起的力） 6.导转侧力
火炮身管及加工工艺
对于火炮来说最重要的部分莫过于身管的制造，身管是符合弹道设计要求，用于抛射弹丸并能经受内部产生的压力的厚壁圆管。其外形呈圆锥形（该圆锥形部分称炮前身），在炮口部分加厚形成喇叭管，使身管不致于爆炸，在喇叭管后面是身管最狭窄的部分，叫炮筒颈。身管内表面称内膛（炮膛），分为药室、坡膛和线膛。药室装发射药药包或药筒，这部分金属必须加厚些，以便能承受住初始发射弹药时产生的很高的气体压力。线膛段由若干条具有一定宽度、深度和缠度以螺旋形沟槽作膛线，分为等齐、渐速和混合膛线三种。其作用是在火药气体作用下使弹丸产生稳定飞行所需的旋转运动和导向，防止弹丸翻滚。坡膛是药室与膛线部分的过渡区，保证炮弹的弹带能顺利地嵌入膛线中。火炮射击时，炮弹在燃烧生成气体的加速推进之下，以越来越大的速率旋转，由于弹带和膛线的密切啮合，燃烧生成的气体总在炮弹的后面。在设计身管时，应使其能经受内部产生的压力。在制造过程中，应使身管壁获得人为的应力，以提高其强度，但制造工艺较复杂。 身管的加工包括深孔加工、膛线加工、药室加工，加工时必须注意要确保身管的垂直度对锻造身管毛坯件进行的深孔加工，需使用深孔钻等特殊的钻头和钻孔刀具。使用钻孔刀具时可以一次性加工直径60mm以上的孔，然后再对剩余部分继续进行加工，这样可以加快钻孔速度。无论是采用深孔钻还是采用钻孔刀具，都必须将身管表面进行仔细的切削，使身管壁表面光滑，如果加工不好的话，切削碎片会在加工表面形成划痕，炮管也会因此报废。因此在切削条件的设置和切削油的选用上要十分注意。为了确保钻出的孔的尺寸精度和表面光洁度，研削等精细加工是不可缺少的，所以要有适合各种类型炮管的研削工具。膛线的加工是一种独特的加工方式所使用的是钻头和刀具。要使用钻头反复加工数十次，才能达到所规定的膛线深度。使用刀具时用机械调节刀具进刀量，进刀量每增加一次，就对膛线进行一次加工，直到达到所规定的膛线深度。身管的自紧，即身管内表面受到超出材料屈服强度的压力，引起部分截面塑性变形，压力解除后，变形不能恢变原状。此时身管内层有一个压缩预应力，而身管外层有一个拉伸预应力。自紧处理中施加压力的方法包括：水压法、棒压法、气压法。对于口径较大的炮管一般使用水压法。利用超高利用超高利用超高利用超高水压机，甚至可以制成耐一万个标准大气压的超高压身管。箱体的制造工艺包括毛坯铸造、人工时效热处理、涂漆、粗铣、半精铣、半精铣对中面、钻对中面孔、钻、攻顶盖四个螺纹孔、检查各处尺寸及精度。而轴类零件的加工主要分为粗车、半精车、粗精磨各处外圆，各加工阶段一热处理为界。轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后，半精加工前进行。如采用锻件毛坯，必须首先安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处理。
武器发射工程教学大纲-火炮反后坐装置设计
《火炮反后坐装置设计》实验教学大纲 课程名称：火炮反后坐装置设计课程编码：110442004 课程类别：专业课课程性质：必修 适用专业：武器发射工程 适用教学计划版本：2017版 课程总学时：40 实验（上机）计划学时：2 开课单位：装备工程学院 一、大纲编写依据 1.武器发射工程专业专业2017版教学计划； 2.武器发射工程专业《火炮反后坐装置设计》理论教学大纲对实验环节的要求。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1.《火炮反后坐装置设计》是武器发射工程专业的专业基础课程； 2.本实验项目是《火炮反后坐装置设计》课程理论知识联系实际结构的纽带； 3.本实验项目是武器发射工程专业的传统必做实验； 4.本实验为后续的专业课程设计和毕业设计等有指导意义。 三、实验目的、任务和要求 学生通过对复进机和制退机的拆解和结合： 1.了解火炮反后坐装置的基本结构和工作原理； 2.熟悉武器复进机和制退机的工作过程； 3.掌握复进机和制退机基本的分解和结合步骤。 四、教学方法、教学形式、教学手段的特色 课程主要介绍火炮反后坐装置的基本组成，结构特点及设计流程，涉及到液体气压式复进机和节制杆式制退机的详细设计过程。 教学方法：讲授法、讨论法与直观演示法； 教学形式：传递-接受、探究式 教学手段：多媒体 五、实验内容和学时分配
实验一复进机和制退机工作过程演示 1.实验目的： 能够在认识复进机和制退机结构部件的基础上，掌握制退机和复进机的工作过程，重点掌握制退杆和节制杆的相对位置关系。 2.实验要求：观看模型演示动作。 3.实验内容： （1）观看复进机运动过程并记录； （2）观看制退机运动过程并记录。 4.主要仪器设备 （1）复进机模型一台； （2）制退机模型一台。 六、教材（讲义、指导书） 1. 高越飞.火炮反后坐装置设计. 北京：国防工业出版社，2010 七、考核方法和评分标准 1.考核方式：考查。 2.考试目标：考核学生对轻武器模型的拆解熟悉程度。 3.成绩构成：实验评分应包括三个方面： （1）实验预习回答提问占20%： （2）实验操作能力及实验纪律占40%： （3）实验报告40%； 评分等级 评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。 优：90分以上 良：80-89分 中：70-79分 及格：60-69分 不及格：59分以下 具体评定标准如下： 优：实验纪律、预习、操作技能均好，实验报告书写工整无原则错误，小错误在两个以下； 良：实验中纪律预习、操作技能较好，实报中原则错误不超过一个； 中：实验中纪律预习、操作技能较好，实报中原则错误不超过两个； 及格：实验中纪律预习、操作技能较好，实报中原则错误不超过三个； 不及格：实验中严重违章违纪，预习考查、实验技能均较差如抄袭报告，不参加实验就写报告，报告中数据、表格均有错误者。