身管后坐式链式机枪缓冲装置动力学仿真研究

针对身管后坐式链式机枪的弹簧-液压缓冲装置,以某中口径链式机枪为研究对象,在满足设计要求的前提下,设计合理的缓冲装置参数,运用ADAMS软件建立其动态仿真模型进行仿真验证。结果表明,弹簧-液压缓冲装置可提供较大的阻尼力,能够让身管在缓冲器上的振动在下一发弹射击前衰减完毕,该仿真验证方法对身管后坐式弹簧-液压缓冲装置的设计能够起到一定的作用。     

新型枪械/火炮膛口制退器

随着大口径反器材步枪的出现,减小后坐已成为一个严峻的问题摆在设计人员面前。我设计了一种新型高效膛口制退器,以解决这个问题。该制退器还兼具消声、消焰功能,其结构如图。     

弹簧液压式延迟后坐枪机的动力学仿真

提出了一种新型的由机头、机体、液体和弹簧等多个构件组成的弹簧液压式延迟后坐枪机，建立了自动机的动力学模型，并进行了仿真计算。结果表明：新原理、新结构的延迟后坐枪机是可行的；小质量的机头减小了机头复进到位和后坐到位对机匣的撞击；机头后坐开始阶段受到较大的液压阻力的制动；在液压阻力的作用下机体后坐到位时与机匣之间没有撞击。     

转管炮弹簧-金属橡胶缓冲器后坐特性研究

转管武器由于射速高、后坐特性复杂,所以减小后坐阻力、提高射击精度成为提高转管武器系统性能的重要研究课题。设计了一种采用新型材料金属橡胶作为主要阻尼材料,具有高效缓冲性能的环形弹簧作为主要弹性元件的转管炮缓冲器,建立了转管炮后坐运动微分方程,利用MATLAB对缓冲器金属橡胶在不同形状因子情况下对后坐的影响进行仿真分析,得到金属橡胶形状因子与其刚度系数成反比。仿真结果表明:加载金属橡胶的缓冲器能更好地减小转管炮后坐阻力,金属橡胶对于提高转管炮射击精度和稳定性具有一定意义。     

某航炮缓冲器优化设计

为解决航炮因口径增大导致炮架承受过高冲击力的问题,对航炮缓冲器进行优化设计。将航炮缓冲器的 环簧结构改为环簧-液压结构,对缓冲器的结构及工作原理进行说明,构建后坐前冲阶段动力学模型,对后坐阻力的 变化规律进行分析,对改进后的结构进行参数优化,并对其进行仿真分析。结果表明：使用改进后的缓冲器可以有 效地降低航炮射击过程中的后坐、前冲力及后坐、前冲位移,并且能达到浮动射击的效果。     

某航炮缓冲器性能结构优化研究

通过对某航炮自动机缓冲器结构中影响后坐力的弹簧刚度、弹簧预压量、液压阻尼系数等主要参数进行优化分析,基于Matlab编程,解算分析了某航炮自动机的后坐复进运动,求得了最大后坐位移约束条件下的最大后坐力优化解。结果表明:自动机最大后坐位移与最大后坐力是相互制约的两个因素,仅仅通过结构参数优化难于达到预期目标;在最大后坐力满足要求时,使得后坐位移增大超出预期。研究结果为缓冲器结构设计参数选取提供了参考。     

加拿大MDI防御公司GILBOA APR短突击步枪

正GILBOA APR短突击步枪是加拿大MDI防御公司推出的GILBOA系列步枪中最为短小的一款自动步枪,枪管长仅178mm,发射5.56×45mm口径弹药,使用标准的M4步枪弹匣供弹,可单手或双手握持射击,主要用于近距离作战。该枪采用活塞导气式自动原理,机匣的外形及设置与M4系步枪相同,但采用了专利的后坐缓冲系统替代原位于枪托内的缓冲器,使得枪托的设计更加灵活,简易的L形折叠式枪托大大减小了武器的质量并缩短了全枪的长度,携行更加方便。上下机匣均采用铝合金材料制     

迫击炮发射载荷缓冲技术研究

随着对武器威力与机动性需求的提高,迫击炮也在向着轻量化发展。近年来,通过采用轻型合金材料和复合材料已经可以有效地减小迫击炮炮身和座钣的质量。然而,进一步降低迫击炮质量则受制于迫击炮发射时的冲击载荷。故从减小作用到座钣的发射载荷出发,设计了一种适用于迫击炮的小行程弹性胶泥缓冲器,并建立迫击炮发射动力学模型,基于 Matlab对后坐运动进行了分析计算,对缓冲器的流液孔面积、后坐长度、后坐力等进行了分析,确定了缓冲器的结构参数。计算结果表明,笔者设计的缓冲器在不显著增加迫击炮结构尺寸的情况下能够有效降低迫击炮的后坐力。     

遥控武器站黏弹性胶体缓冲器试验研究

针对遥控武器站弹簧缓冲器刚度较大、阻尼较小导致射击密集度低及可靠性差的问题,研发了一种适用于遥控武器站的黏弹性胶体缓冲器。通过与现有的黏弹性胶体材料对比,配制了一种适用于遥控武器站、黏温特性较好的黏弹性胶体材料;按照遥控武器站原弹簧缓冲器性能及结构参数,设计了黏弹性胶体缓冲器样机,通过静压试验和落锤试验,分析对比黏弹性胶体缓冲器和弹簧缓冲器的力学特性;为满足减小后坐行程的要求,在不改变外部尺寸结构的基础下设计了新黏弹性胶体缓冲器,通过静压试验和射击频率模拟试验分析了新黏弹性胶体缓冲器的力学特性及射击频率适应性。试验结果表明：配制的黏弹性胶体材料黏温特性良好;黏弹性胶体缓冲器样机能量吸收率是原弹簧缓冲器的1.47倍,且无二次冲击效应;新黏弹性胶体缓冲器能量吸收率为77.28%,最大行程为7 mm,具有良好的射击频率适应性。因此,黏弹性胶体缓冲器具有较高的能量吸收率,能有效降低后坐行程,可适应遥控武器站不同射击频率工况,起到提高遥控武器站射击密集度和可靠性的目的。     

读者信箱

问：小口径、装药少的步枪弹为何比装药多、初速低的步枪弹膛压高?江苏吴江王志超答：如果是同样口径、同样类型的发射药,装药少的步枪弹肯定比装药多的膛压低；但如果同样口径,装药多的步枪弹反而比装药少的膛压低,那么肯定装的是不同类型的发射药。在弹药设计时,一般尽量使最大膛压平缓分布,不把峰     

火炮反后坐多级独立式磁流变缓冲器可控性分析

针对火炮反后坐缓冲应用场合,设计了多级可独立加载电流式磁流变缓冲器。依据45°射角下理想后坐阻力变化,分析该缓冲器在3种不同工作模式,即统一加载、组合控制及开环级联下的动态响应特性。冲击实验结果表明：在非可控区域内,单出杆式磁流变缓冲器动态过程存在气体压缩阶段,导致后坐阻力与速度存在明显的滞后现象;而在可控区域内,以2 A总电流输入为前提,组合线圈（线圈级数大于或等于2）工作模式下所产生的最大库伦阻尼力显著优于等值加载情况;开环级联控制模式能有效地降低后坐峰值阻力和延后其出现时刻,逼近理想缓冲效果,同时也对缓冲器最大有效行程提出了更高的要求。通过分析比较得出,基于时间和空间二维电流加载次序,该缓冲器可实现灵活多变阻尼特性输出,在较大射角的火炮反后坐缓冲系统中具有一定的可控性。     

多级液压缸建模及级间缓冲研究

大型起竖装置普遍采用多级液压缸驱动,在缸体初始长度相同的情况下,多级缸较单级缸行程更长,但是其结构也更复杂。为得到多级缸的特性,基于容腔节点法建立了多级缸的运动模型,考虑润滑油膜的信息改进了LuGre摩擦力模型,采用迟滞因子的等效阻尼模型改进了接触力模型,完成了多级缸驱动起竖过程的仿真。多级缸换级时作用面积突变,导致压力和速度突变,产生过大的冲击,为减小换级冲击,在缸筒上布置多个缓冲小孔。仿真结果表明：采用缓冲结构后,换级时缸筒同步运动,将压力突变转化为缓变,提前将压力增大至下一级缸筒工作压力,大幅度减小了换级时的速度和加速度波动。     

身管与衬瓦接触的动力学数值分析

基于多体系统动力学理论,利用多体系统动力学软件ADAMS建立了某型火炮发射时身管与衬瓦的多体动力学模型,在考虑身管与衬瓦间隙因素的情况下,对该火炮发射时身管与衬瓦接触的动力学问题进行了研究。建模时采用Hertzian模型模拟衬瓦和身管之间的接触碰撞,考虑了影响碰撞的刚度和阻尼因素。结合相关参数使用Fortran语言编程,建立了身管后坐运动的多刚体动力学模型。通过数值计算得到了火炮后坐时身管与衬瓦间的接触力,与经典方法获得的接触力进行了比较分析。     

某小口径火炮多功能膛口装置流场数值仿真

针对小口径火炮身管长度和后坐力与无人作战平台不匹配、传统膛口装置功能单一等问题,设计集制退、 消声、消焰为一体的多功能膛口装置,提出一种适用于该膛口装置的超压分布模型。采用截短型火炮身管,利用Fluent 软件建立2 维轴对称气体动力学模型来计算膛口流场;采用大涡模拟模型,使用Ffowcs Williams and Hawkings 方法 计算噪声变化情况,结果显示,该膛口装置的制退效率为70%,消音率为17.8%,制退效率与实验误差为14%,消 音率与实验误差为11%。数值仿真结果表明：该膛口装置能有效降低火炮后坐力,并且在射击时有良好的隐蔽性, 满足现代战争的需要。     

三种缓冲装置减小后坐力的分析和比较

阐述了高射频自动机全炮缓冲情况下,弹簧液压式浮动机、环簧高性能缓冲器和内源式FORC装置的结构原理.运用键合图理论建立了全炮缓冲运动的动力学模型.编制了计算机程序对运动过程进行模拟仿真,对其动态特性进行分析.得到了缓冲过程主要性能的曲线和数据.浮动机可以将后坐力减到20 kN,环簧缓冲装置可以将后坐力减到30 kN,内源式FORC缓冲器可以将后坐力减至14 kN左右,对3种缓冲的模拟结果进行比较,得到内源式FORC缓冲器为减小后坐力的最佳途径.     

基于ADAMS的某转管武器缓冲装置的参数化设计

针对速转管武器射速的增加引起后坐力增大的问题,设计一种基于 ADAMS 的某转管武器缓冲装置。以某小口径自动武器缓冲装置为研究对象,在Solidworks中建立三维模型,以ADAMS为分析平台,对缓冲装置的关键设计参数进行优化分析,得到最优的参数组合。仿真结果表明：采用参数化分析结果匹配设计的缓冲装置,能够满足后坐阻力和后坐位移的要求,对武器其他结构参数的优化设计有一定的参考价值。     

某炮身长后坐式自动炮后坐力研究

炮身长后坐式自动炮的后坐力大小直接影响摇架和托架的可靠性设计。通过内弹道计算,分析了低温、常温、高温情况下内弹道特性,建立了自动炮虚拟样机。应用Adams软件对自动炮进行射击运动循环的动力学分析,比较了不同环境温度、不同射角的后坐特性,分析了后坐质量对自动炮循环及后坐阻力的影响,降低了自动炮的最大后坐力。     

火炮身管阳线损伤机理分析

某大口径火炮实弹射击中,身管阳线起始段出现双侧棱边断裂损伤,为揭示阳线损伤故障原因,进而采取措施避免损伤复发,基于动态非线性有限元方法,建立了弹丸身管耦合系统非线性有限元分析模型,综合考虑了弹丸装填不到位、初始装填角、非均匀摩擦、弹炮间隙多因素对弹丸身管耦合系统动力响应的影响。在此基础上,研究了弹丸装填不到位造成的冲击加载对身管材料动态性能的效应。结果表明,弹丸挤进过程在阳线起始段引起的等效应力已接近身管材料动态屈服极限,同时,弹丸装填不到位使弹带与身管撞击力提高约3.7倍、身管材料动态断裂韧性降低35.6%,最终导致阳线起始段局部双侧棱边的断裂损伤。验证试验复现了阳线损伤现象,确认了阳线损伤机理理论分析的正确性。     

喷管提升机枪射击密集度技术研究

针对某大口径机枪在连发射击中枪口跳动剧烈导致射击密集度下降的问题,采用喷管反后坐相类似的方法来减小大口径机枪枪口振动。通过对该机枪进行运动学仿真模拟,分析安装喷管前后内弹道变化,枪口振动变化,以及对三脚架振动的影响。结果表明:利用安装喷管的方式可以有效减小枪口和三脚架振动,提高了稳定性。