SolidWorks轻型机枪的方案设计与分析(3)
2 轻型机枪总体方案设计
参照现有其他各型机枪，确定所设计的轻量化机枪口径为12.7mm，自动方式创新采用膛内活塞自由后坐式，闭锁方式采取滚柱横动式闭锁机构，击锤回转式击发，弹链供弹，具有单、连发功能及一定的保险机构。所设计的12.7mm轻量化机枪总长不超过1500mm，重量不超过20kg（不含架座），全长1350mm，高310mm，宽330mm，外观如图所示。
图2.1 枪身整体示意图
表2.1 各型号12.7mm口径机枪参数比较
型号
参数 美XM312 重机枪 俄KORD
重机枪 89式
重机枪 某轻量化
机枪
枪身重 13.6kg 25.5kg 17.5kg 14.4kg
全枪长 1346mm 1560mm 1640mm 1350mm
射速 260发/分 700发/分 550发/分 840发/分
轻量化机枪总体布置特点:
1） 全枪重心位置的安排：全枪要左右对称，全枪重心应尽量接近枪膛轴线，以减小动力偶。重心的前后位置，应靠近枪架机匣连接处，保证整个榴弹发射器稳固。自动机重心在上下、左右位置上应尽量靠近全枪质心，使自动机后座及复进到位与枪身撞击时，基本上是对心撞击，避免由撞击产生动力偶，使枪身上下跳动。
2） 自动方式的选择：本枪创新采用膛内活塞自由后坐式自动方式。该原理的核心理念之一在于枪管的枪膛部分与弹膛部分被分离，不再作为一个整体，在发射枪弹的过程中，弹膛部分可以相对于枪膛部分产生位移。弹膛部分容纳、定位并且闭锁枪弹，这意着弹膛部分就是枪机的一部分，既可以将弹膛部分当做伸入枪管内部的枪机，也可以认为这是将闭锁枪弹的自由枪机与弹膛一体化。核心理念之二在于通过设计火药气体对弹膛部分的有效作用面积可以获得所需要的不同的后坐能量。该机构结构简单、动作可靠、适应性强。运用这种新的自动原理可以使武器的射击精度和理论射速同时得到提高，从而大幅度提高武器性能。
3） 闭锁机构的选择与布置：该枪采用半自由枪机中的滚柱横动式闭锁机构。该机构自身具有不到位保险的功能，避免开锁击发的可能；同时该机构也是加速机构，通过转换机体的质量达到降低后坐的目的，可以使闭锁机构的质量降低。
4） 发射机构的布置：整体要求简洁，易于安装与加工。本机枪的单、连发发射机构模块化，安装或更换时只需拨动与机匣联接的插销即可。
图2.2 全枪长示意图
3 枪管设计
枪管是枪上最基本的零件，它的主要作用是赋予弹头一定的方向和初速。按内膛结构不同，枪管大体可分为滑膛枪管和线膛枪管两种。线膛枪管上有螺旋线，用以导转弹头使其飞行稳定。
需要说明的是，枪管设计部分的分析计算沿用传统的枪管模型来进行，而实际上由于本枪采用了新型的自动方式，结构上枪膛与弹膛部分分成了两个部件，枪管套件作为额外的气体膨胀空间，改变了内弹道性能。这是一个复杂的动态变化过程，由于能力有限，为了简化模型，在这里将内弹道性能的改变作忽略处理。
图3.1 枪管组件示意图
3．1 内弹道设计
典型的内弹道设计问题，可以归纳为已知口径、弹头质量、初速，选择最大膛压和药室扩大系数，以便计算出满足设计要求的武器内膛结构诸元和装填条 件[10]。
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