国产转轮火炮的故事—访河北燕兴机械有限公司副总经理杨林文

在国产火炮的研制历程中,我国河北燕兴机械有限公司（137厂）曾研制过一型看似怪异的转轮火炮—82毫米车载转膛无后坐炮。该炮采用4发转膛结构,发射无壳弹,一次装填4发,依次发射。从一定程度来讲,国产82毫米车载转膛无后坐炮开辟了一条新的火炮研制思路,它的研制思想值得肯定。     

某转膛自动机异常发射故障分析

根据某自动机工作原理,分析了可能产生异常射出1发弹故障的原因,建立了故障模式.采用故障树诊断方法,详细剖析了异常射出1发弹故障的原因.经过多方排查验证,最终原因是转膛体衬套与炮箱的轴向间隙预留不足,多次点射引起转膛衬套温度升高而膨胀,导致转膛体、转膛衬套与炮箱的摩擦转动阻力矩增大,造成击发不响、间隔数十秒后又射出1发弹故障.经计算分析和多次试验验证,适当减短转膛衬套,再未出现该异常发射故障.     

国外科技消息

<正> 据“国际防卫评论”1990年第7期报导,1990年英陆军装备展览会上,英皇家兵工厂展示了一种新型的105mm线膛式坦克炮。该炮将用于取代现役的L7/M68型105mm线膛坦克炮,据称其性能和威力将与欧洲现用的120mm滑膛炮相当,但价格只有其一半。该炮采用电渣重熔钢制造,并实行了内膛镀铬。全装药发射烧蚀寿命为450发,目标是达到1000发。该炮配有同心式除烟器和效率为25％的炮口制退器。自闩体至炮口制退器火炮全长6658mm,重量1334kg。膛内工作压力有较大幅度提高,比L7式坦克炮     

水下炮内弹道分析与数值仿真

为提高火炮在水下发射的初速,水下炮炮口设有挡水板,发射时挡水板改变了膛内弹丸的受力状况。通过水下炮发射时弹丸膛内的受力分析,考虑射弹前方压缩空气形成的激波压力,结合经典内弹道理论,建立了水下炮内弹道模型。以某口径水下炮发射为例进行了数值仿真,得到水下炮的膛压和速度曲线,与传统火炮对比,变化趋势基本一致,但膛压略有增大,初速有所减小;仿真还得到水下炮弹前激波压力曲线,仿真结果与实验结果吻合。     

紧凑型双匝电磁轨道炮及多发填弹器的研制

该文介绍了由脉冲补偿电机供能的连发电磁轨道炮,该连发炮由自动填弹控制电源控制的步进电动机驱动“WJ蜗杆凸轮步进机构”,以高定位精度分度驱动转膛式连发机构,将弹丸连续触发,经过渡段进入双匝加强型轨道炮进一步加速后出腔,初速V=250m/s     

衬套径向间隙部位火药气体压力计算

转膛炮依靠转膛体中的衬套前后移动与身管衬套尾端密闭火药气体,因此衬套与转膛体衬套孔之间应有一定径向间隙.该间隙部位的火药气体压力大小直接影响到转膛体的强度较核,从间隙流出的部分火药气体还影响到弹丸的初速.根据某转膛炮转膛体与衬套的实测径向间隙,应用气体动力学方程,分别计算出了衬套各个环形槽部位的火药气体压力,并对该部位的转膛体强度进行了校核,其应变计算值与射击时测试的应变值比较接近,为转膛体结构设计提供了理论依据.     

基于流固耦合的某摆膛炮膛管间隙研究

针对摆膛炮在一定射弹量后卡膛无法正常供弹的问题,为确定某摆膛炮摆膛和身管之间的合理间隙,通过温度场理论计算得到结构模型初始参数; 利用流固耦合和动网格仿真模拟弹丸发射及装弹过程中该发射装置身管、摆膛传热过程; 采用有限元热-应力模块研究该炮在五连发的高温高压下摆膛和身管间隙位置的形变位移。利用该方法,在该火炮连续发射5发的条件下,获得了摆膛和身管关键位置的温度变化情况; 采用热-应力有限元计算得到了膛管形变位移,确定了两者间隙的合理范围。     

电磁轨道炮锡合金镀层U形电枢仿真与试验

为解决电磁轨道炮电枢/轨道间干摩擦阶段摩擦力过大、发射效率低等问题,提出以锡合金作为电枢/轨道间液态导电涂层,对锡合金改善电磁轨道炮发射性能进行了理论分析与数值仿真计算。仿真结果表明:在电流欧姆热等作用下,锡合金能够比普通铝电枢表面更早熔化并形成液态导电涂层,有效减小电枢/轨道间摩擦力。在20 mm×20 mm方膛轨道炮上开展了普通U形铝电枢与锡合金镀层电枢发射对比试验,结果表明:对比5、20、35、50μm 4种厚度的镀层,以35μm厚镀层对电枢炮口速度提升效果最显著,约为22%;对比5、10、15 MA/m 3种线电流密度条件,其中对电枢速度提升贡献最大的是5 MA/m,最小的是15 MA/m;在典型发射条件下,锡合金镀层电枢较普通铝电枢炮口速度,提升幅度约为13%～22%.     

圆膛电磁轨道炮凹轨截面优化及电磁性能分析

圆膛电磁轨道炮能够有效减小弹丸消极质量,并能通过弹丸旋转的方式提高射击精度,但是目前针对圆膛电磁轨道炮结构优化和电磁性能分析研究较少。为进一步提高圆膛电磁轨道炮发射性能,提出一种Z型凹轨截面结构,并通过数值计算的方法对具备该型内轨结构的常规和双轨增强型电磁轨道炮电磁性能进行了计算,并与常规圆膛电磁炮进行了对比。研究结果表明：新型凹轨结构能够在保持电流线密度的同时进一步提高电磁推力,进而提升电磁发射效率;新型凹轨结构能够进一步提升电磁压力最大值并避免电磁压力反向的出现,提升枢轨接触稳定性。     

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。     

一级气体炮发射冲击响应测试分析

为了获得一级气体炮冲击响应分布特征的时变规律,基于动高压理论构建了一级气体炮的内弹道方程,研制了发射口径为50 mm弹丸质量大于1 kg的一级气体炮,并对不同出膛速度和不同质量弹丸发射响应试验测试,分析了冲击响应时域、频域和时频特征规律。试验测试结果分析表明：构建的内弹道方程能准确描述弹丸质量、压力等参数对出膛速度的关系;频谱密度主要分布在400～460 Hz、732～742 Hz、1 015～1 035 Hz和1 083～1 416 Hz四个频段,冲击响应谱线幅值随弹丸出膛速度呈线性增大,频谱区域分布宽度则线性变窄;弹丸出膛速度对频谱能量密度分布高频时变集中特性更加显著。该研究为气动发射在相关领域应用中的设计、冲击评估提供最基本的响应谱线。     

QLZ87式35mm自动榴弹发射器

QLZ87式35mm自动榴弹发射器采用气吹式原理,发射管口装有高效膛口制退器。该榴弹发射器有轻型和重型两种:轻型采用两脚架发射:重型则由轻型加三脚架组成。QLZ87式自动榴弹发射器目前配备有杀伤弹(DFS87-35)和破甲杀伤弹(DFJ87-35)两种,采用高压发射原理。这两种弹的外形尺寸完全一致,弹重、内外弹道也保持一致,从而使两种弹可用同一射表发射。杀伤半径为11m,破甲厚度大于80mm。     

关于国外航炮发展的评估(下)

3. 链式炮系列链式武器是70年代发展起来的新型结构的单管单膛航炮。它突破了传统的导气式、管退式、转管与转膛等结构形式,采用了一般工业上使用的双排滚柱链条。链条在四个链轮形成的轨道上循环运动,其中一个为主动轮,由电机驱动,其余为从动轮。链条循环一周,带动自动机构完成武器的一个循环。由于其结构简单,零件较少以及可靠性好,是一种颇有发展前途的结构形式。     

改进气体流量计算方法的迫榴炮内弹道模型

内弹道计算对炮弹发射有重要意义.文中研究了迫榴炮发射迫弹时的内弹道模型,将膛内气体流出过程类比喷管气体流动过程,针对气体流出量的计算进行了详细的讨论.然后在Matlab软件中运用四阶Runge-Kutta法对某型120 mm自行迫榴炮发射迫击炮弹内弹道过程进行插值求解,并用CFD++软件对发射过程进行仿真.利用该模型计算所得膛压及出炮口速度与实验所测基本一致,火药气体流动状态与仿真结果相符,仿真与实验结果均证明了该模型的正确性、可靠性.     

趣味盎然:微型Loshult炮

<正>出土于瑞典的Loshult炮由于结构简洁古朴,一直吸引着笔者的兴趣。日前,笔者以该炮为基础制作出微型loshult炮,玲珑小巧,妙趣横生——原型炮设计简洁Loshult炮的命名是因其出土于瑞典的Loshult地区。该炮口径36mm,全长300mm,质量9.1kg,青铜铸造。其上没有任何铭文和其他文字记载,根据资料,推断其制造时间约为1340年。Loshult炮现存于瑞典斯德哥尔摩国家历史博物馆。该炮外型十分简洁古朴,但是设计理念在当时而言却十分超前,其膛壁厚度从膛底至膛口逐渐递减,而炮膛内径逐渐增大,采用大容积药室,这与现代发射尾翼稳定脱壳穿甲     

大口径高速平衡炮不同发射药应用探讨

为了保证平衡炮在大药室、长传火距离和大装药量装填条件下的发射安全,讨论了大口径高速平衡炮发射一般发射药的选择原则,用经典内弹道理论对不同发射药作了计算与分析,在建立平衡发射两相流理论模型的基础上对管状药和粒状药的发射作了压力渡强度安全对比分析,结果表明,所设计的装药结构在保证发射初速大于960 m/s的要求下,膛压低于300 MPa,压力波动也在安全范围之内,总体上选用双基管状药优于三基粒状药.     

觅踪帕克尔转膛枪

在中国人民革命军事博物馆(以下简称“军博”)近代馆中,有一架“相貌”独特的兵器孤独地站在那里,介绍牌上仅有“光绪年间中国制造的转轮炮”寥寥12个字。它给参观者的第一印象就是尤如1支架在三脚架上的巨大的转轮手枪。它,就是被人遗忘的帕克尔转膛枪(炮),而最早的转轮手枪还是在帕克尔转膛枪诞生100多年之后才出现的。它与转轮手枪同属于转膛类兵器,但它使用的是散装的黑火药,不过,这种弹药已初现定装枪弹的形态。它是有实物并     

某自动机身管衬套断裂分析

针对某转膛自动机身管衬套定位键断裂的问题,通过分析其工作原理和断裂表现,并考虑到转膛体衬套、身管以及炮箱对身管衬套的影响,给出身管衬套定位键断裂的原因。在对身管衬套进行一定简化与假设的基础上,建立身管衬套的三维模型,采用有限元分析方法计算身管衬套的强度,找出需加强的薄弱部分并对身管衬套的结构进行修改,再进行有限元分析。对比理论分析与试验,结果表明修改后的身管衬套可满足要求。     

高膛压楔式炮闩闭气形式分析

确保高膛压下炮膛可靠密封是火炮发展的一项关键技术。给出了高膛压的一个明确界定。适用于楔式炮闩的闭气方式有4种类型。根据所选择的闭气方式确定相适应的结构方案是闭气机构设计的基本原则、设计方法和闭气可靠性评估方法。高膛压闭气机构的设计原则是避免构件发生期性变形。在确保炮膛闭气可靠的前提下，闭气机构的设计应有利于获得结构紧凑的炮闩系统，有利于提高炮闩系统的综合性能。对于大口径常规火炮，在固体发射药仍占据主导地位的情况下，楔式炮闩、使用无药筒装药发射有利于提高射速。合理增加装药量、大幅度提高膛压是提高初速的基本方法。     

自动迫击炮炮闩浮动及内弹道分析

从分析自动迫击炮射击过程中浮动炮闩运动和内弹道特点入手,给出其内弹道基本假设,在此基础上,建立了自动迫击炮射击过程中浮动炮闩内弹道分析计算模型和计算方法,并对某82mm自动迫击炮进行计算,分析了浮动炮闩的运动规律与膛压变化规律及炮弹初速大小的相互影响。