Fluent筒壁沟槽式驻退机流场仿真分析(2)
也面临着新的发展和突破，反后坐装置乃至其中的驻退机等装置的性能提升正是火炮研究工
作者的关注所在。在高新技术迅猛发展的今天，火炮技术也蕴育着新的突破，要求火炮有尽
可能大的威力与尽可能好的机动性，甚至火炮的机动性从地面扩展到了空中。为适应这些要
求，不少是靠进一步改进火炮反后坐装置来实现的。例如，双重后坐，前冲原理，超长后坐，
曲线后坐等。
无烟火药取代有烟火药，弹性炮架取代刚性炮架，是火炮技术发展中具有跨时代意义的
飞跃，是使火炮威力与机动性大大提高的里程碑。反后坐装置是实现炮身与炮架弹性连接，
保证射击时炮身沿轴线后坐的基本部件，它是火炮基本矛盾斗争的产物。现在反后坐装置已
经是火炮上必不可少，极大影响火炮战术技术性能，因而必须慎重细致设计的主要部件。
反后坐装置是火炮的核心部件，发射过程中炮身上承受的巨大冲击力经反后坐装置缓冲
后再作用在炮架上，从而缓解火炮威力和机动性之间的矛盾。 其中， 驻退机是消耗后坐能量、
控制平稳后坐的关重部件。驻退机的结构形式主要有节制杆式、活塞沟槽式、筒壁沟槽式等
结构形式，通过活塞挤压工作腔中的驻退液流过孔口提供后坐阻力。节制杆式驻退机因结构
简单、动作确实可靠，目前广泛应用于各类制式火炮中[1]
。在工程实践中，液压阻力系数的
选取对于驻退机的设计具有极其重要意义。
对于新设计的驻退机，通常根据经验按相似结构类比的方法，例如节制杆式的主流液压
阻力系数�1在 1.2～1.6 范围内选取确定，支流液压阻力系数�1在 4～6 范围内选取确定，再
结合试验进行修正，实际结果一般与初定值偏差不大。但是，如果新设计的驻退机不是采用
节制杆结构形式，那么就不能完全参考上述提及的液压阻力系数选取范围。例如，国外某型
驻退机采用筒壁环形沟槽流动形式，工作腔液体通过活塞与筒壁间的环形间隙流过，其设计
计算书上的主流系数取值约为 2，若按节制杆式进行取值势必会造成驻退机反面设计过程的
理论分析与试验不符。
本课题则是通过研究设计筒壁沟槽式驻退机并且对其进行仿真分析来满足火炮后坐所需
要的后坐阻力，从而得到其主流液压系数�1的范围，然后在用于火炮驻退机的设计当中，也
不失为是提升火炮性能的一种出路。 2 驻退机总体设计及等效流动模型分析
某型火炮考虑总体结构布置、炮架结构、火线高、设计稳定性等因素，总体设计要求结
构布局紧凑、后坐相对较长，且对驻退机轴线与身管轴线间距严格限制，导致外筒直接有所
限制，若采用常规长后坐节制杆形式，节制杆的稳定性不能满足要求。经讨论，拟在驻退筒
内壁均布的三个沟槽流动，从而产生主流后坐阻力，筒壁沟槽式驻退机总体结构如 1所示。 退机相似，确保驻退杆内腔充满液，在复进时起节制作用。其中，主流流动与节制杆式结构
相差较大，支流的流动则基本相似。因此，本文主要针对主流流动及其液压阻力系数 k1进行
分析。
在此需要特别指出，主流液压阻力系数�1的取值是综合考虑各种液压流动损失、运动全
过程的一个综合系数，而世界上它是根据流体速度、结构特征等参数在一定的范围内变化的，
通常是预先确定合理的取值范围，再根据试验结果反复进行参数修正后方可确定。
经过简化，主流等效流动的模型如图 2 所示，活塞周向均布三个流道，将活塞固定，右
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