盐雾环境对典型步枪自动机运动影响

盐雾环境对自动步枪战术技术性能和作战效能有着重要影响,但目前对盐雾环境对自动机运动特性和故障的影响机理尚不明确。以某小口径自动步枪为试验对象,设计并进行盐雾全寿命试验,在每次盐雾后通过高速摄影非接触测量自动机运动、高精度天平测量枪机框质量、簧力测试仪测量复进簧参数;对枪机框及导轨表面形貌特征进行拍照,统计全寿命过程中故障情况,获得自动机运动典型故障类型。研究结果表明：随着盐雾时间增长,枪机框质量逐渐增加;复进簧自由长度及预压力逐渐减小,工作压力先减小、后趋于平缓;自动机后坐到位速度先减小、后增大;复进开始及复进到位速度逐渐减小,且二者具有相同变化趋势。盐雾使自动机后座到位速度减小,自动机运动故障次数增多,盐雾环境引起的多参数变化对自动机故障频次影响明显。在试验研究的基础上,构建枪机框质量、复进簧参数、特征点速度随时间变化定量关系公式,为推断盐雾环境自动机运动件参数变化状况和分析其对故障的影响提供参考依据。     

读者信箱

问:在膛内没弹的情况下手扣扳机能完成自动循环吗? 湖北省 大冶市 湖文杰 答:不能。枪械的自动循环一般是利用枪弹击发后的火药燃气能量,完成枪机后坐的一系列动作(如压缩复进簧、抽壳、抛壳、压倒击锤),枪机后坐到位后,复进簧伸张使枪机复进、推弹入膛,使枪处于待发状态。可见枪机后坐的动力是火药燃气,而     

匈牙利杰帕德公司GM6“山猫”12.7mm反器材步枪

GM6"山猫"12.7mm反器材步枪采用浮动式枪管设计,发射后,枪管与枪机系统一同后坐一段距离后停止后坐,开锁并与枪机分离,枪管在枪管缓冲簧的作用下复进到位,与此同时枪机继续后坐完成抛壳动作,继续后坐到位后在复进簧作用下往前复进并推弹入膛,完成装填动作。整个后坐过程,通过枪管缓冲簧与枪机复进簧对后坐能量的吸收和缓慢的释放,达到减小后坐力的效果,再加上枪管上安装的高效枪口制退器,使得该枪的后坐感非常小,射手甚至可以采用立姿射击。该枪的另一特别之处是其枪管可缩入机匣内,以方便携行。但枪管缩入机匣时,枪械不能发射。     

以色列.357in沙漠之鹰手枪

.357in沙漠之鹰手枪(见封面)是以色列军事工业公司的传统产品,多年来,一直作为运动手枪使用,由于性能可靠而引起多方的关注,现已作为军用型手枪。 该枪的独特之处是采用导气式自动方式和枪机回转式闭锁机构。枪管固定在套筒上,导气孔位于弹膛前端,套筒包容枪机。发射时,从导气孔导出的火药燃气通过套筒座上的通道至位于枪口下方的孔流入活塞筒,并推动活塞向后运动,活塞驱动套筒后坐,通过突笋的作用使枪机回转开锁,然后套筒与枪机共同后坐,完成抽壳、抛壳等动作后,在位于枪管下方的复进簧的作用下,套筒与枪机共同复进,枪机推弹入膛并回转闭锁     

某埋头弹机枪自动机结构设计与动力学分析

为提高大口径埋头弹机枪的射击速度,设计一种导气式自动机.以某12.7 mm埋头弹机枪为研究对象,采用升降弹膛实现开闭锁动作,对自动机的结构进行设计,利用ADAMS建立埋头弹机枪的虚拟样机模型,通过仿真获得自动机运动特性参数.仿真结果证明了该自动机结构的可行性,为大口径埋头弹机枪的设计提供一种参考方案.     

大口径机枪枪管寿命趋势分析

为研究某单管高射机枪枪管寿命趋势,进行了枪管综合寿命试验和数据采集,获得了一套完整的性能衰减数据.对采集的数据进行整理,结合历年来生产验收的试验数据,分析了初速下降率、散布精度、枪管烧蚀和膛口尺寸随射弹数的变化规律及产生的原因,获得了关于该大口径机枪枪管寿命变化趋势及其影响枪管寿命因素的新认识,为该大口径机枪的验收、使用与维护规范的修改及改型设计提供了试验依据.     

典型使用条件对大口径机枪枪管寿命影响研究

大口径机枪枪管寿命与使用方式、使用条件密切相关,研究使用条件对大口径机枪枪管寿命的影响问题对于安全、有效地使用该类武器具有重要意义。选择环境温度、冷却周期射弹总量和换弹箱停留间隔时间3个使用条件,采用枪管热-弹耦合有限元模型计算枪管铬钢结合部位瞬态应力,使用局部应力-应变法计算枪管铬钢结合部位寿命,分析使用条件对枪管使用寿命的影响情况。进一步采用实物寿命试验验证使用条件对枪管使用寿命的影响,获得了定量影响规律,建立了环境温度、冷却周期射弹量、换弹箱停留间隔时间与寿命关系近似模型,为科学地使用该类大口径机枪提供了参考依据。     

某机枪枪管內膛损伤特征

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿轴向可分为剥落区、过渡区和磨损区。从剥落区至磨损区,膛线起始损伤从阴线逐渐向阳线转变。剥落区和磨损区的损伤速率均较高,而过渡区的损伤速率相对缓慢。在剥落区,射弹量为全寿命的27%时阴线出现大块Cr层掉落,射弹量为全寿命的55%时Cr层已完全剥落。在磨损区,射弹量为全寿命的7%时阳线导转侧已发生明显磨损,射弹量为全寿命的7%增至14%时内径从12.69 mm升至12.75 mm.     

基于遗传算法的BP神经网络火炮 身管烧蚀磨损量预测

火炮身管的烧蚀磨损是由于发射时弹丸与身管之间热、化学和机械综合作用的结果,内部作用机制复杂,目前,还难以通过准确的数学模型计算火炮身管烧蚀磨损量。针对这种情况,以某型坦克炮为例,测量记录了火炮身管磨损量和不同弹种射弹数目,探究了身管烧蚀磨损的一般规律。以不同弹种射弹数目作为输入,身管磨损量作为输出,引入遗传算法,建立了基于遗传算法的BP神经网络火炮身管烧蚀磨损量预测模型,并结合实测数据对模型进行了检验。结果表明:该模型更能反映火炮身管在全寿命周期内烧蚀磨损的实际状况,可为身管寿命估算和装备维护保障提供参考依据和相关支撑。     

基于动态特性分析的复进簧寿命预测

多股复进簧是自动武器的关键部件,为提高复进簧设计水平,就必须深入研究多股复进簧动态特性与疲劳寿命预测。针对某航空机枪多股复进簧进行研究,采用ABAQUS进行有限元仿真、时域分析和应力谱分析,同时基于动态特性分析进行Miner理论工程计算和n Code数值仿真计算,分别对多股复进簧进行疲劳寿命预测。研究结果表明,后坐阶段复进簧固定端应力在18 ms达到最大值519. 4 MPa,复进阶段复进簧固定端在38 ms达到最大值705. 2 MPa,通过时域分析可知,复进簧固定端最有可能出现疲劳失效; n Code仿真中,复进簧复进后坐一次产生疲劳损伤最大值为5. 074×10-5,其最小循环次数为19 708次,与工程计算中50%可靠度下的预测值接近,符合一般试验情况。此方法对自动武器其他机构的疲劳分析具有指导意义,对其他类弹簧或火炮复进簧寿命研究也具有借鉴意义。     

人-枪系统中不同自动方式对枪械后坐作用影响研究

为了研究枪械在人-枪系统中后坐作用的特性和影响因素,基于不同自动方式下枪械的内弹道特性、后坐机理以及枪机运动,结合刚体动力学和碰撞动力学,分别建立了在立姿射击时,考虑人-枪作用的导气式和自由枪机式两种枪械后坐作用的动力学模型,并对枪械在人-枪作用过程中的后坐作用力、后坐速度、肩部水平位移等特征物理量进行数值分析和实验分析。研究结果表明：两种不同自动方式的枪械后坐作用力、射手的后坐速度和位移随后坐时间的变化规律、最大值出现的次数和时间并不相同。     

基于虚拟样机的机枪自动机结构参数优化

以优化机枪射击频率进而优化机枪频率匹配关系为目标,建立某型机枪枪身系统的虚拟样机模型.选择导气孔直径、活塞的有效横截面积、枪机框质量、枪机质量和枪机框缓冲簧刚度为优化变量.利用该机枪动态响应曲线测试结果及基于散布精度的射频优化理论确定该机枪良好频率匹配关系时的射击频率,最后采用序列二次规划算法对自动机结构参数进行优化.     

某高射机枪射频稳定性理论分析与实验研究

本文在分析影响高射机枪射频稳定性诸因素的基础上,建立了发射过程自动机动力学模型,分析了摩擦系数、复进簧刚度及导气室压力冲量对射频稳定性的影响,针对不同的复进簧刚度、不同的导气室压力冲量进行了实验研究,得到了诸因素对射频的影响规律,提出了改善射频稳定性的技术措施.研究结果为控制枪械射频稳定性提供了依据.     

基于RecurDyn的弹簧－液压式缓冲装置动力学仿真研究

缓冲装置对自动机后坐力、射击稳定性、系统的射击精度的影响至关重要,是现代自动机研究的重要部分。某中口径自动机采用弹簧－液压式缓冲装置,以该自动机为研究对象,基于多刚体动力学理论,运用 RecurDyn软件建立了其动态仿真模型,通过仿真计算,得到自动机8连发后坐部分位移与后坐力曲线,与该样机实测8连发后坐部分位移曲线和后坐力曲线比较,相对误差在5％以内,表明用该方法计算的结果比较符合实际情况。     

模块化双初速自动机动力学实验与数值研究

为降低大口径机枪和自动榴弹发射器研制与装备成本,提出了一种双口径双初速的新型模块化通用自动机技术方案,研制了实验发射系统样机。进行了12.7 mm/25 mm双口径双初速自动机匹配特性实验,证实了原理可行性及技术方案对2种口径、2种初速自动发射的适应性。建立了模块化通用自动机虚拟样机模型,通过仿真计算揭示了2种工作状态自动机运动学和动力学特性,获得了导气孔直径、导气孔位置、复进簧刚度、缓冲器刚度及预压力等参数变化对发射频率的影响规律。该研究为研制模块化班组支援武器族提供了新的技术途经和匹配技术参数。     

一种枪用弹簧液压浮动结构参数的优化设计方法

浮动技术作为减小武器后坐力的一条有效技术途径，其应用的关键是浮动机结构参数与自动机运动参数的合理匹配。本文针对大口径步兵自动武器用弹簧液压式浮动机，提出了一种浮动机结构参数的设计方法，并利用VC编制了优化设计的计算机软件。通过应用该软件对某高射机枪和某榴弹机枪浮动机结构参数的优化设计表明，优化后的浮动机可大幅度降低武器的后坐力。理论和实践证明该方法可行，具有一定的工程应用价值。     

基于改进遗传算法的反后坐装置故障诊断方法

反后坐装置是火炮射击故障率最高的部件之一。驻退机故障主要体现在驻退机内液量不足及节制环、驻退杆活塞套等零件磨损,完整火炮难以直接测量内部零件磨损量,因而驻退机故障诊断困难。通过建立反后坐装置后坐、复进运动数学模型,对射击中出现的驻退机故障及其原因进行了仿真计算,应用改进的遗传算法诊断了其故障原因,并用诊断实例验证了该方法的正确性与有效性。实例证明,该方法在火炮反后坐装置故障诊断方面具有速度快、精度高等优点,为火炮结构优化设计及故障论断提供参考。     

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.     

高射速自动机后坐力控制

如何对高射速自动机后坐力及射击稳定性进行有效控制,对于自动机的适装性及系统的射击精度至关重要,是现代高射速自动机的一个重要研究方向。提出了采用最佳后坐力控制(FORC)理论对高射速自动机后坐力进行控制的思路,并以某高射速小口径自动机为应用对象,建立了其动态仿真模型,对自动机后坐运动特性进行动态仿真,并开展了高射速自动机后坐力控制试验,试验结果表明,该装置能够实现自动机在高射速下稳定浮动,后坐力较原缓冲器降低50%,本文研究结果对现代高射速自动机缓冲装置设计具有重要参考意义。     

某新型自动防暴枪自动机动力学仿真

为了解决某新型自动防暴枪霰弹弹匣供弹难的问题,设计了独特的供弹结构.进行了物理样机试制,开展了实弹试验,验证了结构设计的可行性和工作循环的可靠性.基于SolidWorks三维建模软件和ADAMS/VIEW多体动力学仿真软件,建立了该新型自动防暴枪的虚拟样机模型,进行了自动机工作循环的动力学仿真.对不同枪机框部件质量、导气活塞面积、自动机与机匣摩擦因数和复进簧预压力多种工况下的自动机工作特性进行了研究,为该防暴枪的进一步改进设计提供了依据.