枪械(九)

枪口装置 枪口装置,又称膛口装置。安装在枪口,利用弹头出枪口后喷出的火药燃气对枪械产生某种作用的装置。根据功能的不同枪口装置可分为枪口消声器、枪口防跳器、枪口助退器、枪口消焰器、膛口引射器、空包弹助退器等。 枪口消声器 又称膛口消声器,是减小气流噪声的装置。枪械射击时的噪声源主要来自两个方面:弹     

某大口径轻武器射流噪声的小波分析与数值模拟

针对某带膛口制退器的大口径轻武器射流噪声问题,在实验研究和数据分析基础上,对膛口噪声的气动特性进行探究。利用小波分析方法对实验测得的噪声数据进行分析,将膛口冲击波与膛口脉冲噪声的波形加以区分;采用计算流体力学与计算气动声学耦合算法对膛口噪声进行数值模拟,并将测点位置的噪声数值模拟结果与实验结果进行对比分析,验证该计算方法的可行性;分析了膛口制退器内的激波分布及带膛口装置的膛口噪声场指向性分布。研究结果表明：膛口噪声成分复杂,频带宽且声能较高,膛口制退器引起膛口周围流场的侧向分流,从而影响膛口噪声的指向性分布。     

枪口压力对水下发射膛口流场特性的影响

为了研究机枪水下发射枪口燃气喷射压力对膛口流场分布特性的影响,基于流体计算软件FLUENT,采用结构化网格并结合动网格技术,建立了水下枪膛口流场二维轴对称仿真模型,针对14.5 mm水下枪,分别采用30 MPa、45 MPa和60 MPa燃气喷射压力对水下密封式发射膛口流场进行了数值模拟。计算结果表明:3种枪口喷射压力条件下,火药燃气喷出膛口后都迅速形成射流膨胀区,膛口轴向压力急剧衰减,燃气扩展过程中受到水和弹丸的较大阻力,在弹后空间聚集,使得压力有不同程度的升高; 燃气喷射压力在30～60 MPa范围内,膛口马赫盘初步形成的时间略有不同,约在145～152 μs之间,压力越小时,马赫盘形成越早且弹丸越早脱离火药燃气的包围; 3种压力条件下马赫盘距离膛口中心位置随时间的变化都呈指数分布规律。     

水下枪械膛口速度的统计试验及其结果分析

为研究水下枪械弹丸出枪口的运动速度变化规律,提出了一种膛口速度测试的新方法:在距枪口3 m内,采用一对标准线圈靶,在多个位置点对弹丸进行多次重复测量,并以各位置点的平均速度进行拟合,再反推到枪口,得到枪口速度及弹丸在距枪口3 m内的速度变化规律.该方法避免了常规多个线圈靶同时测量时由于各线圈靶的动态特性不一致而造成的测...     

枪管结构对固有频率的影响

为了研究枪管结构对枪管固有频率的影响,针对枪管尤其是狙击枪管设计中约束长度、枪管外形、膛口装置以及膛线等不同结构,建立了相应的三维模型。采用以六面体为主的网格对枪管进行了网格划分,采用有限元方法对枪管进行了模态分析。计算获得了不同结构枪管的固有频率; 通过比较,得到了不同枪管结构对固有频率的影响。分析结果表明:枪管尾部螺纹长度越长,枪口振动幅度越低; 相同质量枪管,锥形外形枪管刚度最好; 加装膛口装置对枪管刚度和振动特性有不利影响。     

神枪手

正2018年5月10日,在斯洛文尼亚举办的军事演习中,美军士兵正在进行狙击训练。画面近处的士兵使用的M2010狙击步枪重5.5千克,长1180毫米,发射.300温彻斯特-马格努姆弹,有效射程1200米,枪口安装有Tian-QD消声器,可有效减少枪口焰及后坐力,降低膛口噪声。远处的狙击手使用的是M110狙击步枪。     

超大口径平衡炮膛口流场数值仿真与流动特性分析

基于有限体积法,采用二维轴对称标准k-ε湍流模型并结合动网格分层技术,以某大口径、高射速、大质量的平衡炮为例建立了膛口流场模型,利用二维轴对称气体动力学模型来计算弹前气体及膛口流场。模拟了膛口直径为480 mm平衡炮,在900 m/s发射速度下的膛口流场特性,仿真结果与试验中高速录像所拍摄到的燃气比较,结果符合相对良好。分析了膛口形成的马赫盘、冲击波等发展过程;并尝试了不含初始流场时情况与其作对比,发现初始流场对大质量、高射速的火炮膛口流场具有很大的影响,不可忽略。     

粉末冶金在枪械消声器上的应用初探

1.概述 膛口消声器是抑制膛口激波能量、降低膛口噪声的装置。它可以防止强脉冲噪声对战士带来的危害,也可作为一种特殊兵器使用。     

膛口冲击波物理模型数值分析

为分析膛口冲击波的物理特性,分别对点爆炸和膛口初始流场进行了数值模拟.采用Roe/HLL混合计算方法,消除了二阶Roe格式引起的激波不稳定现象,初始流场数值结果与实验照片吻合较好.获取了点爆炸冲击波和初始冲击波的波阵面及其超压峰值等值线,在此基础上分析了二者在时间上的分布特征及衰减规律.结果表明,膛口冲击波是球心作减速运动的变能量球形冲击波.     

几种消焰器的消焰原理分析

本文介绍了三种结构消焰器在12.7毫米机枪上作射击试验时,用间接阴影照相得到的膛口流场和膛口焰的实验结果。分析了消焰器结构形式、参数对膛口流场和膛口焰的影响。较深入地研究了消焰器的消焰机理和提高消焰效果的技术途径。试验中还发现带圆锥膨胀段的消焰器,有时在距膛口较远处会产生现有炮口焰形成机理不能很好解释的强烈的二次焰,本报告对这类二次焰的点燃机理作了初步分析。     

低压环境下膛口冲击波实验研究

为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明：低压环境下冲击波场在膛口的分布规律与常压环境下一致;膛口冲击波强度随环境压力的降低近似呈线性减小,10 km高空的膛口冲击波强度仅为地面膛口冲击波强度的一半。研究结果对高空环境下膛口流场控制具有参考意义。     

弹道枪水下全淹没式发射膛口流场演化特性的数值模拟研究

为了解弹道枪水下全淹没式发射膛口流场的演化特性,搭建水下射击实验平台,运用直接摄影法捕捉其膛口流场演变的全过程。实验发现：在弹头出膛前,弹前水柱已经在膛口空化产生水蒸汽;弹头出膛后,膛内燃气流出并与水蒸汽掺混,将弹头包裹;弹头远离膛口后,燃气射流继续膨胀,头部呈锥形;弹头表面不断空化产生水蒸汽,形成超空泡,同时在弹头尾部会留下细长的气柱。在实验基础上建立二维多相流模型,采用流体体积函数多相流模型和标准k-ε湍流模型,结合动网格及用户自定义函数技术,对实验工况进行数值模拟。结果表明：弹道枪水下全淹没式发射时,高度欠膨胀的火药燃气出膛口后,形成了包含两个瓶状激波的复杂波系结构;弹头出膛后,在膛口流场区域内不断加速,随着弹头远离膛口流场区域,弹头速度不断衰减。     

几种消焰器的消焰原理分析

本文介绍了三种结构消焰器在12.7毫米机枪上作射击试验时,用间接阴影照相得到的膛口流场和膛口焰的实验结果.分析了消焰器结构形式、参数对膛口流场和膛口焰的影响,较深入地研究了消焰器的消焰机理和提高消焰效果的技术途径.试验中还发现带圆锥膨胀段的消焰器,有时在距膛口较远处会产生现有炮口焰形成机理不能很好解释的强烈的二次焰,本报告对这类二次焰的点燃机理作了初步分析.     

AK系列枪械膛口装置发展进化史

膛口装置类型 枪械射击时膛口处的火药燃气除了向前推动弹头做功外,还会产生诸多不利影响,如:高速喷出的火药燃气的反作用将增大枪械的后坐力,影响枪械射击精度和稳定性;膛口冲击波扬起的尘土和火光不仅会影响射手瞄准,还会暴露射手位置;弹头出膛口瞬间,高压火药燃气急速膨胀并冲击大气,产生的气动噪声会对射手产生伤害等.     

枪械设计中的膛口噪声预测计算方法

利用数学分析方法，在大量实验研究基础上给出了计算枪械膛口噪声的经验公式。     

形形色色的膛口装置

<正>枪械分类在枪械基础知识中,是最为人所熟知的部分。一个初学者也能较好的区分出手枪和步枪。而枪械的膛口装置,则是枪械上的一个小部件,看起来十分不显眼,专门介绍膛口装置的科普刊物也非常少,而且不全面,甚至有一些错误。笔者以兵器工业出版社的《自动机结构设计》一书为基准,尽量用通俗的语言介绍膛口装置。膛口装置,大致可以分为制退器、助退器、防跳器、消焰器、消声器五类。它们都是通过控制后效期火药燃气流量、气流方向和气流速度,来达到某种目的的能量转换装置。通俗地讲,就是通过改变枪管末端(枪口)的燃气的流量、方向和速度,完成减小后坐、增加后坐、减小上跳等一系列目的的装置。     

水下发射对机枪膛口温度场影响的数值分析

为了解不同发射环境下机枪的膛口温度场分布特性,对12.7 mm机枪在空气和水中射击所形成的膛口温度场进行了数值模拟和对比分析。数值计算借助Fluent软件,并利用User Defined Function(UDF)和动网格技术。计算结果表明,机枪水下密封式发射时,弹丸出枪口就开始减速,火药燃气在弹后减速、聚集而温度升高,使得燃气初始喷射温度达到2653 K,比空气中发射时(2236 K)高417 K。受弹丸运动和气液界面的共同影响,在弹丸出膛70μs时形成马赫盘,而空气中发射时弹丸出膛200μs才初步形成马赫盘。与空气中发射相比,水下发射时形成的激波核心区较小,但核心区温度更高;其中压缩波中最高温度接近3200 K,比空气中发射时相应区域约高1500 K。通过拟合水下密封式发射时膛口形成的马赫盘位置随时间变化曲线,发现其位置与时间在弹丸出膛200μs内满足指数变化规律。     

含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性

采用数值计算与试验研究相结合方法,分析某9 mm手枪膛口射流噪声场特性。基于计算流体力学与计算气动声学两步法,结合动网格技术,对含有运动弹头的手枪膛口燃气流场进行数值计算,即先采用大涡模拟方法计算膛口流场,得到声源积分面上的流体信息,再通过求解Ffowcs Williams和Hawkings声波动方程得到声源信息以及各个声监测点的声压信号,最终得到瞬态声场。为验证数值模型的可行性,将手枪试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明：数值模型考虑弹头运动可以使计算结果更具准确性;数值计算所得各测点值与试验结果之间的误差均小于5%,证明了数值模型的正确性与可用性;研究结果对装有消声器的膛口噪声预测及膛口消声器的设计具有较好的参考价值。     

枪口噪声测试及噪声谱分析方法研究

本文分析了武器噪声的特点及产生的机理.借助于微机辅助测试系统对现有的几种制式枪进行了枪口噪声测试.介绍了一种行之有效的抗混频滤波方法以及作噪声信号频谱分析时的参数选择.结合测试结果阐述了枪口噪声谱的分布规律.指出了测试枪口噪声及作频谱分析时的几点注意事项。     

读者信箱

问:枪口动能、膛压、导程等这些数据是怎样得到的? 江苏仪征 刘思源 答:枪口动能指弹头出枪口时的动能,其等于弹头质量与出膛速度平方乘积的一半,一般通过公式E=1/2MV2计算行到,式中E代表动能,M代表弹头质量,V代表弹头刚一出枪口时的速度,即枪口初速或称弹头初速.