MATLAB火炮气动弹射推弹机的设计与分析(4)
2）研究气动快速推弹技术
外置气源的气体通过阀门组进入气缸推动活塞运动，气压的大小、气缸大小和负载等对推弹效果都有影响。研究如何利用压缩气体使机械的动力输出状态始终处于最优，并要将弹丸快速、准确的输入炮膛。
3）气动弹射推弹机数学模型建立与仿真
依据推弹过程以及气体相关理论，建立推弹的运动学方程，通过 MATLAB 软件分别针对常规气动弹射推弹机和带加速机构的气动弹射推弹机的推弹过程进行仿真计算。并且研究不同算法的求解过程对结果的影响。
4）气动弹射推弹机关键零件结构设计与分析
对气动弹射推弹机的关键零件的结构形式进行分析，并对其进行强度校核，对气缸的缸体强度进行理论计算，利用 ANSYS 软件分析相关零件的强度。
5）气动弹射推弹机的气动回路图设计
根据自行火炮武器系统的特点及气动弹射推弹机的性能要求设计出合理的气源压力控制回路和气缸控制回路。
2 气动弹射推弹机
2.1 概述
本文要研究的是一种可以模拟火炮在任意射角下实现弹药装填的气动弹射推弹机，并且推弹机拨弹杆和托弹板能够避让炮尾。通过分析推弹机的用途和设计技术要求，查阅相关推弹机的技术参数和结构形式，制定气动弹射推弹机的总体方案。
推弹机实现推弹的方式多种多样，推弹机的具体种类包括液体气压式推弹机、气动多级加速式推弹机、常规气动弹射推弹机。 学生才力有限，本文将只以常规型气动弹射推弹机方案为研究对象，展开对气动弹射推弹机的总体方案的设计，以及推弹机推弹过程的建模、数值仿真和动力学仿真。
2.2 气动弹射推弹机的技术要求
火炮的气动弹射推弹机要求能够在不同的射角下将弹丸准确输送到炮膛中，所以设计的推弹机要能够准确实现推弹的动作。气动弹射推弹机的技术要求如下：
1) 火炮口径：155mm；
2) 动力形式：气动式；
3) 弹丸质量：45kg；
4) 弹丸长：800mm；
5) 装填角度：任意角（0°～70°）；
6) 弹丸运动行程：2400 mm；
7） 弹带卡膛速度：2.0 m/s - 3.0 m/s
其他技术要求包括：对工作人员和其他设备不造成威胁，操作方式安全可靠。
2.3 气动弹射推弹机方案
方案一：液体气压式推弹机以气体作为储能介质，液体起传力和密封气体的作用。其工作原理是：当输送第一发炮弹时，用人力把推弹板拉到推弹出发位置；在后拉的过程中，内筒的液体进入外筒，压缩气体储能；当托弹槽里的火炮弹丸下翻到推弹线后，制栓解脱推弹板，由于压缩气体膨胀做功，液体压力推动推弹板活塞带动推弹板将弹丸输入炮膛，完成此次推弹动作。
方案二：气动多级加速式推弹机以高压气体为动力源，因为需要一套独立的供气机构，所以属于外能源式推弹机。其工作原理是高压储气室内的高压气体通过控制阀进入气缸并推动活塞杆运动，活塞杆的运动带动推弹执行机构伸展，推弹执行结构推动火炮弹丸进入炮膛。火炮弹丸进入炮膛后气缸另侧控制阀开启高压气体进入气缸推动活塞杆向相反方向运动，推弹执行结构缩回到待推弹位，托弹盘驱动机构运转并且使托弹盘转动90°（即托弹盘处于立起状态，目的是避让火炮后坐），此时托弹板处于受弹位（推弹机在这个位置上接受供弹机上的炮弹，为下一次推弹做准备）。火炮击发后坐之后托弹板（盘）驱动执行机构运动使带有弹丸的托弹盘转动到水平状态，进行下一次推弹。