MATLAB火炮气动弹射推弹机的设计与分析(2)
Keywords Artillery autoloading Pneumatic catapult push machine Dynamic modeling MATLAB Simulation
目录
1 引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 火炮推弹机的分类 4
1.4 课题的研究任务及内容 4
2 气动弹射推弹机 6
2.1 概述 6
2.2 气动弹射推弹机的技术要求 6
2.3 气动弹射推弹机方案 6
2.4 方案的比较和选定 11
3 气动推弹机设计 12
3.1 推弹机的设计依据 12
3.2 推弹机推弹力的计算与确定 13
3.3 带加速机构的气动弹射推弹机的MATLAB仿真 19
4 推弹机关键零件的设计与分析 26
4.1 气缸的选择 26
4.2 气缸的设计计算与校核 27
5 气动弹射推弹机的气动回路设计 32
5.1 气源压力控制回路 32
5.2 双作用气缸控制回路 33
6.总结 36
致谢 38
参考文献 39
1 引言
火炮射速的高低直接影响着火炮执行任务时的射击效果。在现代战争条件下，各国都很重视火炮的射速问题，尤其是爆发射速。从以往的实际战场情况来看，在战斗开始的十几秒内实施尽可能猛烈的火力打击是极为重要的。据国外有关机构统计，火炮所产生的杀伤85%是在头10s-15s内所造成的。现代电子侦察技术的飞速发展，迫使火炮必须频繁地变换发射阵地，同时战场情况瞬息万变，火炮必须及时地为己方部队提供火力支援。这就要求火炮要在尽可能短的时间内，快速发射大量的炮弹，然后迅速转移，避免被迅速反应的敌人炮火所反击，以实现“打了就跑”的战术。因此提高射速可以缩减火炮完成射击任务的时间，提高火炮的生存能力。提高射速还可以增强火力密度。实现“多发弹同时弹着”使单门火炮达到多门火炮的射击效果。
1.1 课题研究的背景及意义
大口径火炮弹丸的质量非常大，122mm口径的弹丸质量约为20kg，155mm口径的弹丸质量约为45千克。人工装填弹丸不可能保证装填持续的快速性，由于装弹手体力下降，也不能保证每次弹丸装填的一致性。尤其是在火炮在较大射角射击时，装填手只靠手臂的力量要想直接将弹丸送入炮膛是极为困难的，这时装填手就需要先将弹丸放入炮尾，再用推弹杆将弹丸推入炮膛，由于车体内的结构紧凑，空间狭窄，想要进行这样的操作，难度是显而易见的。有时候为了保证装填到位，甚至需要先将火炮身管调平，装弹之后再调回到需要的射角，一旦这种情况发生在战场上，是极为不利的。由此可见，大口径火炮的弹药由人工装填不仅费时而且费力。
一个自行火炮系统从开发研究到生产定型，有着漫长而又复杂的中间环节和过程，对车内任何一个子系统的较小改动都可能影响到整个火炮系统。要开发一套完整的全自动弹丸装填系统，需要投入大量的经费、人员和时间，其复杂的结构不仅会占用大部分的炮塔空间，还需要配套的自动化弹仓和自动化药仓相，因此又需要重新设计和安排弹仓和药仓的结构与布局，这势必影响整车的重量分布和重心位置，需要做大量的配重实验以重新调整好火炮各子系统地空间布局。另外，配齐全自动的弹丸装填系统，会增加整个火炮系统的重量，同时全自动的弹丸装填系统也需要整套的能量驱动装置，会使火炮系统的重量大大增加，也会降低火炮作战的时长。从而降低火炮的机动性，这在要求快速反应、快速机动的现代战场上显然是不利的。