自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计方法研究

动作可靠性是机构设计中必须考虑的重要因素,也是衡量系统质量好坏的关键指标。为研究自动步枪抛壳机构的动作可靠性,确立了影响抛壳动作可靠性的主要影响参数,建立了一套自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计流程。构建了刚性抛壳动作可靠性简化虚拟样机模型,通过仿真表明抛壳挺位置、抛壳窗后挡板位置和抛壳速度是影响抛壳动作可靠性的主导因素;自动机速度足够大时,重力对抛壳动作可靠性的影响较小;给出了抛壳挺位置确定方法,确立了抛壳窗定位尺寸的取值方程,为自动步枪结构设计提供了参考和依据。还设计了一套可调节抛壳窗后挡板位置的装置并进行射击实验,实验结果与动作可靠性仿真结果一致,表明该方法有效性和适用性较好,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

读者信箱

问:弹壳是怎么抛出枪外的?为什么抛得那么远? 浙江 诸暨 朱洪淼 答:将弹壳(或枪弹)从弹膛中抽出并抛出枪外是通过退壳机构完成的。退壳机构又分为抽壳机构和抛壳机构。将弹膛中的弹壳(或枪弹)抽出是由抽壳机构完成的;抛出机匣之外是由抛壳机构完成的。抛壳机构主要分为顶壳式、挤壳式、碰壳式和打壳式4种。应用最广泛的是顶壳式,如56式7.62mm冲锋枪所采用的就是顶壳式抛壳方式,其抛壳过程是:抽壳钩将弹壳(或枪弹)从弹膛中抽出一段距离后,抛壳挺撞击弹壳底缘的一侧形成力偶,使弹壳(或枪弹)抛出枪外。     

名词解释

不抛壳(failure to eject) 弹壳从弹膛内抽出后,没有被抛出,仍被夹持在枪机上的现象。一般是由于枪机未后坐到抛壳位置;抛壳挺变形或损坏使抛壳挺撞不上弹壳;对于弹性抛壳挺是由于簧力不足和抛壳挺运动受阻等原因造成的。卡壳(jamming case) 弹壳从弹膛内抽出后,没有被抛出,而被卡住的现象。一般是由于抽壳过程中抱壳不稳;抛壳力太小;抛壳不稳;撞壳位置不正确引起弹壳反跳等原因造成的。     

某高速自动机不同工作模式条件下断裂底火运动轨迹分析

针对高速自动机抛壳过程中断裂底火与弹壳分离造成火炮停射的现象,对断裂底火运动轨迹进行分析.根据实际火炮抽壳过程工作原理,利用虚拟样机技术,对抛壳过程动力学方程进行分析,构建抛壳机构模型,计算接触发生时刻的各参数指标,并通过虚拟样机对抛壳过程进行仿真.仿真结果表明:炮闩速度大于17.6 m/s时,断裂底火与箱体、下抱弹钩、挡板撞击过程发生分离将造成底火入膛导致火炮停射.     

读者信箱

您来信问枪械一般是怎么抛壳的?什么是枪管偏移式闭锁机构?弹匣供弹的枪械一般都是靠枪机前端面推弹入膛的?有无凸出底缘枪弹的弹匣结构是否相同。 现回答你提出的几个问题。 1.枪械的抛壳机构一般分为顶壳式、挤壳式、拨壳式和打壳式四种,大都采用顶壳式。顶壳式抛壳过程是:枪机带动拉壳钩从弹膛内抽出弹壳一定距离后,退壳挺顶弹底缘的一边,形成一力偶,使弹壳从抛壳窗抛出。     

某自动武器弹性抛壳过程仿真分析

为研究某自动武器弹性抛壳机构的工作可靠性,通过建立其虚拟样机模型,借助于多体动力学分析软件ADAMS,对抛壳过程进行了动力学仿真分析,得到了不同抛壳挺簧力、不同自动机后坐速度对弹壳运动状况的影响规律,对结果进行了比较分析,选出了最佳方案,为该机构的结构设计提供了理论依据.结果表明,在满足武器功能的前提下,适当减小自动机的后坐速度,增加抛壳挺簧力,可以有效提高弹性抛壳机构的工作可靠性.     

读者之声

浙江丽水读者赵华问: 自动手枪与冲锋枪是怎样抛壳的? 弹壳从弹膛内被抛出去必须经过抽壳与抛壳两个动作,完成这两个动作的机构分别叫抽壳机构与抛壳机构,总称为退壳机构。退壳机构的结构因枪而异,它与闭锁机构和供弹机构相关。若枪机是纵向运动,枪机带动拉壳钩从膛内抽出弹壳,后退一定距离后,退壳挺(又叫抛壳挺)顶     

美国Kel-Tec公司RDB步枪

<正>RDB步枪是Kel-Tec公司继RFB步枪之后推出的又一款无托式步枪,尽管二者外形有些相似,但是结构却差别很大。RFB步枪采用的是前抛壳方式,结构相对复杂,RDB步枪采用的则是下抛壳方式,结构相对简单,两者均适合左右手操作。RDB步枪名称中的D即表示下抛壳,其抛壳窗位于弹匣后方,枪机运动到弹匣后方才进行抛壳,枪机行程变长,全枪长度也相对增加。这种抛壳方式对于立姿射击基本没有影响,面对于卧姿射击来说,会很容易烫伤手臂,这种情况下加装弹壳收集袋会比较安全。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

舰炮抽壳机构抽壳过程仿真分析

针对舰炮抽壳机构的结构特点,建立了抽壳机构的有限元动力学仿真模型;得到了抽壳力随时间的变化曲线和药筒速度随时间的变化曲线;分析了抽筒模板位置变化对药筒速度的影响。分析结果表明,随着抽筒模板的下移,药筒速度会逐渐减小,下移幅度小于3mm时,药筒速度减小的幅度不大,不会影响抽壳效果;下移幅度大于3mm时,药筒速度大幅度减小,严重影响抽壳质量甚至无法抽出药筒;抽筒左右位置的的变化对药筒的速度影响较小,不会影响抽壳质量。     

大口径火炮抽筒故障分析

某大口径火炮的抽筒机构系统完成开关炮闩和抛筒的功能，在工作过程中，该机构系统有时会发生抛筒不顺利的情况，应用机械系统动力学分析软件ADAMS，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，研究了各种条件下的抽筒过程，分析摩擦，间隙和复进速度等参数对抽筒过程的影响，动画再现了抛筒故障的发生，提出克服故障的技术措施。     

某外能源自动机迟发火故障损伤分析

为分析迟发火故障对于外能源自动机造成的危害,建立该自动机闭锁击发时的3 维模型。针对不同开闩 时机,基于接触有限元理论建立某自动机炮闩机构的非线性结构动力学模型,采用显式时间积分方法仿真模拟击发 过程,分析自动机迟发火状态下主要部件的应力和失效情况,获得膛压作用下危险截面的应力变化和弹壳破坏情况。 研究结果表明：闭锁齿齿根处与接触面发生破坏,弹壳底部发生断裂,不同延迟时间下自动机损伤程度不同,迟发 火故障损伤分析与试验结果一致,可为迟发火保险机构设计提供依据。     

柔性拦截网空中开网动力学建模与仿真

针对柔性拦截网空中投送展开的动力学过程,提出采用滞空时间、最大开网面积、有效拦截面积作为柔性拦截网开网效果的衡量指标,分析了影响柔性拦截网开网效果的主要因素。为了分析柔性拦截网开网过程,建立了柔性绳索非线性动力学模型,采用有限元求解方法求解控制方程,并进行了数值仿真。结果表明,牵引头在展开方向的动能大小是影响柔性网滞空时间的主要因素; 牵引头质量、弹射角度及弹射速度与柔性网滞空时间呈负相关关系; 牵引头弹射角度和弹射速度与柔性网最大展开面积呈正相关关系。仿真结果可为柔性拦截网空中开网参数的工程设计提供参考。     

潜射导弹出筒速度影响因素相关性分析

针对潜射导弹出筒速度影响因素的问题,建立精确的潜射导弹出筒速度解析模型。利用简单相关法、偏 相关分析法,根据实测数据,对发射深度、潜艇对流航速、海流对地速度、海流流向和海情(有效波高)等因素进行 相关性分析,找到与出筒速度显著相关的因素。该研究结果对潜射导弹的可靠发射具有指导作用。     

某型小口径自动火炮抛壳动力学仿真分析

针对某火炮抽壳机构的结构特点,建立预抽壳完成后抛壳机构的动力学仿真模型,通过采用向后差分法 和相对坐标系运动方程进行动力学分析,讨论射频和射角改变时抛壳轨迹线的变化,得到了在射角固定、射频改变 时药筒的运动轨迹,以及射频固定、射角改变时药筒的运动轨迹。结果表明：在同一射角下,随着射频的增加,药 筒进入抛壳导槽的速度增加;在同一射频下随着射角的增大,抓壳臂给药筒在重力方向的分力越大,药筒到达抛壳 导槽的时间越短。     

回冲装置传动机构优化设计

针对连杆驱动的回冲装置无法满足多品种弹壳制造的问题,设计一种新型回冲装置传动机构。根据弹壳 回冲工艺要求,深入分析回冲滑块的运动机理,构建共轭凸轮驱动机构的数学模型,给出新型回冲装置的设计实例, 并对该新型装置的回冲滑块构件进行运动分析。分析结果表明：该装置能更好地满足回冲工艺要求,有效地降低回 冲力对弹壳底部的冲击作用,满足单机设备生产多型号弹壳的需求。     

基于CCAE的药筒抽壳性能的影响因素分析研究

为了解决大口径火炮药筒在射击时存在卡壳或者抽壳困难的问题,采用药筒划分不同区域的办法,对不同钢材、不同温度以及同一钢材不同材料参数这3种工况进行有限元仿真计算。结果表明药筒口部和药筒斜肩部抽壳力的占比较多;不同钢材对药筒抽壳力有一定的影响,其中30#钢相比20#钢、45#钢而言更容易抽壳;依据实验要求更换钢材材料参数,计算得出的抽壳力相比修改参数之前下降约50%左右,效果十分显著;温度升高对应的抽壳力也就越大,温度对抽壳的影响不可忽视。因此,在设计中应合理地在不同分区采用不同材料,确保更换材料参数可以降低药筒口部和药筒斜肩部的抽壳力,同时降低药筒温度,从而顺利抽壳。     

火炮开闩过程动力学分析

为了解决某火炮抽筒速度过大的问题，运用多刚体动力学理论和第一类拉格朗日方程，建立了某火炮抽筒过程的动力学模型，借助多体动力学分析软件ADAMS，对抽筒过程进行了动力学仿真计算，得到了不同工况下该机械的运动规律并对结果进行比较，从中选出了最佳方案，为该机构的设计和优化提供了理论依据．