122炮大尾舱炮塔总体方案设计

目录
1 绪论 (2)
1.1引言 (2)
1.2摇摆炮塔的起源和发展 (3)
1.3本论文研究背景和研究内容 (5)
1.3.1 本论文研究的背景。

(5)
1.3.2 论文研究内容 (7)
2 炮塔结构设计 (8)
2.1炮塔设计的要求 (8)
2.2炮塔的结构形式 (10)
2.3炮塔的构造...................................... 错误！未定义书签。

2.3.1 炮塔体的构造.................................. 错误！未定义书签。

2.3.2 尾舱弹药的布置................................ 错误！未定义书签。

2.3.3 火炮布置...................................... 错误！未定义书签。

2.3.4 炮塔内设施.................................... 错误！未定义书签。

3 战斗室的布置...................................... 错误！未定义书签。

3.1车体宽度和炮塔座圈直径 (12)
3.2炮塔最小尺寸的决定 (12)
3.2.1 耳轴位置和下炮塔及座圈的关系.................. 错误！未定义书签。

3.2.2 确定炮塔体的基本长度和高度.................... 错误！未定义书签。

3.2.3 定塔体宽度B和最小回转半径R min................. 错误！未定义书签。

3.3战斗室内乘员、装置的布置。

...................... 错误！未定义书签。

4 耳轴强度计算...................................... 错误！未定义书签。

4.1耳轴的受力分析................................... 错误！未定义书签。

4.2耳轴的受力参数.................................. 错误！未定义书签。

15时的受力情况。

............. 错误！未定义书签。

4.2.1 计算耳轴在射角为0
4.3计算剪切应力.................................... 错误！未定义书签。

4.4计算挤压应力.................................... 错误！未定义书签。

4.5计算弯曲强度.................................... 错误！未定义书签。

4.6耳轴尺寸的确定.................................. 错误！未定义书签。

5上炮塔抗弹能力计算分析............................. 错误！未定义书签。

5.1炮塔侧后方垂直装甲的计算........................ 错误！未定义书签。

5.2弧形裙部装甲计算................................ 错误！未定义书签。

5.2.1 前部弧形装甲的计算............................ 错误！未定义书签。

5.2.2 后部弧形装甲的计算............................ 错误！未定义书签。

5.3前部倾斜装甲抗弹能力计算........................ 错误！未定义书签。

6系统质量设计计算.. (13)
7 结论 (14)
7.1本文完成的主要工作和结论 (14)
7.2今后的研究方向 (15)
参考文献 (17)
致谢................................................. 错误！未定义书签。

1 绪论
1.1 引言
坦克是把强大直射火力、高度越野机动性和坚强装甲防护能力集于一身的重型陆战武器。

坦克做为陆军的主要突击力量，同时也是最好的反坦克武器，在陆战中发挥着极其重要的作用，被称为陆战之王。

而目前为了适应新的战场环境，进一步解决好诸兵种的协同作战，满足未来战争纵深突击、空地一体和快速反应的要求以及应付局部战争冲突的可能，各国力求通过对武器的总体优化设计，达到体积和质量较小、效能费用比更高的目的。

而光电技术和新材料、新的制造工艺在兵器工业中发展和应用为武器的智能化、通用化、系列化提供了很好的条件。

而坦克的火力、机动性和防护能力将在一个更高水平上达到平衡，新结构形式的坦克也将可能出现。

炮塔作为坦克的重要的结构部件，炮塔内集中了坦克的主要战斗人员和战斗装置，它可以为车内人员提供一定的防护，免受小口径枪弹和炮弹破片的伤害。

它通过座圈和车体联结为一个系统，可以绕座圈旋转为火炮射击提供正确的方位角，同时也将发射时的后坐力传递给整个车体。

此外，火炮身管、观瞄装置、后坐制动装置(制退机，复进机等)以及摇架等也都要安装在炮塔上。

据统计，炮塔质量约占整个战斗车辆质量的48%左右。

而目前也出现了各式各样的新型炮塔，新炮塔研制的热点集中在供轻型及中型装甲战车使用的小型炮塔上。

现在已经出现有CATI公司设计的“武士”双人炮塔、瑞士的“风雪”单人炮塔、爱里奥公司的“蜂群”无人顶置式炮塔[]1
等。

1.2 摇摆炮塔的起源和发展
法国在二次大战以后，曾经独树一帜地发展一种所谓摇摆炮塔，曾广泛用于其各种坦克和装甲车上，并且采用此炮塔的AMX-13轻型坦克出口到很多国家。

法国坦克设计师们在坦克的机动性和火力比装甲防护更重要在这一思想的指导下，将坦克炮塔的旋转运动和火炮的上下运动分别处理，将摇摆炮塔的塔体分上、下两部分，火炮固定安装于上塔体上，没有防盾。

上塔体用耳轴支承在下塔体上(如图1-1所示)，而下塔体则支承在座圈上。

耳轴位置接近座圈的中部，因而上塔体和火炮可以作有如前后摇摆的俯仰运动。

由于上塔体颇为可观的质量参加了火炮的起落平衡，其耳轴在火炮上的位置相对地大距离地后移，使耳轴以后的长度很短，最大仰角时炮尾及上塔体后部不需要降入座圈以下，就不需要大直径的座圈，也不要求安装大座圈的车体宽度。

其结果使得炮塔质量比较小，而车内战斗空间也因座圈较小而可以较小，使整车的体积和质量也较小。

又由于火炮相对于上塔体固定，上塔体的后舱可以储存弹药，比较容易实现炮尾不对塔体作相对运动的自动装弹机构。

由于这些突出的优点，摇摆炮塔至今仍在法国和奥大利等一些车辆上采[]2
用。

它提供条件使一些轻型坦克和车辆装上90和105mm口径火炮。

图1—2示出一种装l05炮的摇摆炮塔总成的剖视图
图1.1 摇摆炮塔
图1.2 摇摆炮塔FL-12总成剖视图
摇摆炮塔的的质量轻（与同口径的炮塔相比要轻2-3吨左右），易于实现自动装弹机以及其瞄准和火控系统可以大大简化等优点，对目前强调武器机动性方面以及发展无人炮塔来说是有发展方向。

但摇摆炮塔的致命弱点就是其密封性不是很好，炮塔密封困难，高低射界较小、防弹能力也差。

不过随着光电技术和新材料、新的制造工艺等新技术在军工领域的运用，这些不足之处会得到一定的[]3
改善。

1.3 本论文研究背景和研究内容
1.3.1 本论文研究的背景。

坦克作为当今各国军队一种重要的地面武器装备，它的发展十分迅速，这当中炮塔的发展是最重要的一方面。

一般的坦克炮普遍是具有长后坐、较大的后坐阻力、普遍配有炮口制退器、射角小、机动性强、有一定的防弹能力等特点，因此炮塔在设计过程中必须要考虑到这些因素。

此外，为了满足使用的要求，炮塔上除了发射装置外还需要安装一系列其他设备，具体如下:
·火控装置:火控计算机，传感器(高低、方向、纵倾、横倾)；
·操瞄装置:自动，半自动，手动(瞄准装置、高低方向转轮)；
·随动伺服装置:方向，高低；
·诸元装置:弹道计算机；
·定位定向导航设备:GPs，SIGMA；
·炮位显示装置:炮长，瞄准手，装填手等；
·弹药舱，弹药，引信，底火；
·炮口测速雷达；
·通信设备:电台，通话器；
·观察装置:夜视仪，潜望镜；
·防护:三防装置，抑爆瓶，12.7mm机枪，装甲防护体，空调；
·身管固定器；
炮塔在设计过程中必须要考虑到上述各方面的使用要求，另一方面，保证足够的强度和刚度更不容马虎，因此，合理布置炮塔成为工程技术人员重点要解决的问题。

作为一种一线作战武器，坦克直接面对敌人的机会很大，因此一般要求其炮塔有一定的防护能力。

但随着战场上的威胁进一步的增强，坦克炮塔需要从以下几个方面不断提高其整体防护能力，以满足越来越高的战场使用[]4
要求。

：
●采用合适的炮塔装甲材料；
坦克炮塔的装甲一般分为钢装甲、铝合金装甲、贫铀装甲、复合材料装甲、附加装甲。

应用最多的钢装甲，现在应用的钢装甲材料主要有匀质钢、高硬度钢、福合金等，一般为中碳钢中加入镍、铬、锰、钒等金属元素熔炼而成，具有极高的强度和韧性。

经过热处理的镍铬装甲钢的抗拉强度高达1500MPa，是普通碳钢的3倍。

钢装甲的好处在于工艺简单、成熟、防护水平高、比较经济，但其密度较大，所以研制的炮塔重量比较大，如果增强防护需要增加装甲厚度，这样只能靠改变炮塔的布局来提高其防护水平。

铝合金装甲一般主要集中在小口径武器的炮塔中，在大口径武器系统中现在主要应用于75mm武器系统。

铝合金装甲的优点在于密度小仅为钢的1/3，而抗拉强度为普通碳钢的3/5，如5083铝合金在同样的重量情况下可以提供普通碳钢9/5的防护能力，铝合金装甲的一个不足是造价比较高。

贫铀装甲是金属材料装甲最新发展，是将铀合金单晶构成的网状结构的装甲放在复合装甲的中间，起骨架作用，中间再嵌入陶瓷装甲块，可有效对付破甲弹和穿甲弹。

但是其技术难度高，目前也只限于美国的MIAI、MIAZ采用，另一个不足是由于其被击穿后产生辐射会对塔内造成污染，而且由于轮式底盘对炮塔重量的限制，贫铀装甲厚度往往不会太大，其所提供的防护能力也有限，所以应用将很有限。

复合材料装甲所用材料是一种新型材料，是指把两种以上不同的材料，合理地进行复合而制得的一种材料。

如新型材料“凯夫拉”，其密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，重量减少一半，并且“凯夫拉”层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。

“凯夫拉”薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。

如果采用复合装甲，能防穿甲厚度为700mm的反坦克导弹。

所以复合材料装甲将成为未来轮式车辆炮塔装甲发展的重要方向。

附加装甲一般采用反应式装甲，其主要目的是干扰破甲弹金属射流，它可以有效地对付破甲弹的威胁，但是缺点是增加附加装甲就会相应增加全武器系统的[]3
重量。

●采用合理的炮塔[]3
结构。

；
现在采用的是摇摆炮塔结构。

这种结构的特点炮塔有上下炮塔之分，是将火炮刚性地安装于上炮塔上，两者成一体而上炮塔绕耳轴作俯仰运动（即炮口抬高或降低），没有防盾。

上塔体则靠耳轴支承在下塔体上，而下塔体则支承在炮塔座圈上作旋转运动。

这种炮塔的优点就在于火炮能安装在炮塔的上半部，鉴于火炮和瞄准具都固定在炮塔的上半部而且可以和上炮塔同时移动，瞄准和火控系统就可以大大简化了。

由于火炮固定在炮塔的上半部，火炮不需要相对于上炮塔俯仰，所以炮塔内的空间也就大大减少。

火炮再以安装到紧靠炮塔的顶部，上塔体的高度有所减小，从而当主炮对付目标时，炮塔正面暴露给敌人的区域就小。

因火炮安装在炮塔的上半部，所以该结构适于安装自动装弹机，因此塔内只有车长、炮长两成员，也为目前的无人炮塔的发展研究提供可能的依据。

出于重量平衡的考虑，火炮耳轴的位置偏后，这样，当火炮炮口仰角较高时，炮尾不至于降到座圈之下，从而使炮塔座圈的直径可以做得较小，有利于减轻炮塔部分及整车的重量，与旋转炮塔相比重量可减轻2-3吨左右。

但是此结构的炮塔也存在着不少缺点：上炮塔弹仓位置使弹药与火炮和炮尾保持相对稳定的位置，对有自动装弹机的上炮塔，其炮尾空间受到结构的限制，火炮的高低射界较传统的坦克（突击炮）要小点，一般在-5°～+13°。

摇摆炮塔的炮塔密封特别困难，三防防护也是特别困难的。

实际上所有装甲战车都把乘员室内的超压作为主要防线。

尽管预先假定多少泄漏一点，但要保持炮塔完整性才行。

但是，由于对上部和下部炮塔未能有效地密封而造成严重泄漏再采用集体三防防护装置是不可能的。

位于下炮塔板后面的上炮塔裙部移动易被炮弹打坏而阻塞，虽不能穿透，但造成炮塔故障，因而使火炮不能俯仰等。

本课题所研究的摇摆炮塔属于一种比较典型结构的炮塔，需要完成的主要工作是设计出一种理想的摇摆炮塔，对100毫米摇摆炮塔上炮塔的结构设计，实现上炮塔的一定高低射界和一定的抗弹能力，对耳轴进行强度计算和结构优化等。

1.3.2 论文研究内容
本课题以摇摆炮塔的上炮塔为研究对象，根据坦克炮特点要求，分析、讨论并设计一种理想的摇摆炮塔总体结构，要求具有良好的防弹性能和工艺性能，具有较轻的重量、较高的可靠性。

对100毫米摇摆炮塔上炮塔的结构设计，在了解掌握100毫米摇摆炮塔总体结构性能的情况下，按给定的技术数据和工作要求，通过综合分
析计算，对上炮塔结构进行强度计算和结构分析。

本论文主要研究内容如下：
●炮塔的作用分类分析
●本论文的炮塔总体方案分析
●抗弹能力计算分析
●塔体强度计算分析
●上炮塔结构设计及零件设计
●系统重量设计计算
●本方案结构优缺点分析
2 炮塔结构设计
炮塔是战斗部分方向转动的主体，内部是战斗室，额定乘员三名(车长、炮长和装填手)此摇摆炮塔有自动装弹机，省去了装填手。

炮塔由炮塔体、12.7mm高平两用机枪、弹药舱、和炮塔内的设施等组成。

摇摆炮塔与传统的旋转炮塔相比，有它的优点与缺点，在炮塔的设计中，要完善该优点，改善其缺点，逐步改进逐步完善。

2.1 炮塔设计的要求
炮塔内集中了坦克的主要战斗人员和战斗装置，其特点是孔口多，受力大，需要灵活回转运动，并且处在最高的暴露位置。

和车体上的固定的战斗塔相比，炮塔的特点是可以周转，因而塔下有底板和座圈与车体相联结，支承条件较差。

二战以来，炮塔设计的变化比较大。

影响的原因不但在于武器种类变化多，和二次大战以来的火控系统相比发展迅速，并且由于复合装甲等防护发展对炮塔的影响比对车体的影响更大，以及突破传统坦克总体方案的突破点趋于集中在炮塔处等有关。

炮塔设计一般应满足以下[]3
要求。

●具有全车最强的防护性，包括最厚最强的装甲和低小的外形。

近年待别强调的
是较小的正面投影面积。

减小受弹面积，提高坦克装甲车辆在战场上的成活率。

●炮塔内空间满足乘员战斗和部件、设备等布置的需要。

●炮塔应具有足够的刚度和强度。

现代坦克火炮口径大而后坐长度有限，使射击
的后坐阻力很大。

后坐阻力和许多因素有关。

图2.1中对部分坦克炮的统计曲线概约表示出在一般条件下后坐阻力增长的趋势。

这个力从炮耳轴经炮塔体和座圈由车体承受。

图2.1 火炮口径和后坐力之间的关系曲线图
●质量小而平衡。

炮塔轻不但可减小坦克质量，并且使回转时轻便迅速，还提高
战车的机动反应能力和便于远程投送。

平衡的要求主要是指包括火炮在内的整个炮塔回转部分的重心应该接近回转的几何中心。

否则，由于炮塔回转部分的质量较大(例如，占坦克全部质量的1／4—1／6)，会带来坦克在不平地面或坡道上向上坡方向调转火炮的困难，和转向行驶时炮塔方向稳定力矩大，及在水上调转火炮到横向时车体会倾斜甚至使炮口入水等。

摇摆炮塔的塔体前轻后重，上炮塔重心后下移，重心可接近座圈中心，即取得基本平衡。

●回转可靠，即使被命中也不易被卡住或楔住而不能回转。

●拆装火炮方便。

●门窗开关方便可靠。

●密封满足三防和潜渡的些求，特别是座圈、枪炮安装接口等处。

●作为一种机械产品的其它普遍要求，如生产方便、成本低等。

对军品的普遍要求，如便在战时扩大生产等。

炮塔设计满足以上要求的矛盾很多。

例如防护性强与质量小的矛盾；矮小外形与炮塔内部空间要求的矛盾；前部使装甲厚、火炮大与要求前后平衡的矛盾；火炮俯仰运动和便于拆装要求塔前开口大与防护性及密封性的矛盾等。

因此，炮塔布置和设计不是一步就能完成的，一个改进与修改的过程，在炮塔的总体设计上争取达到性能与经济上的最佳结合点。

2.2 炮塔的结构形式
从生产方法看，炮塔和本体一样也主要分为铸造和焊接两种。

40——70年代的坦克比较流流行铸造炮塔。

尽管铸造装甲钢不如轧制甲板紧密，但外形、倾斜度和厚度都可以圆滑过渡，较容易用流线的避弹外形满足复杂的需要。

但其结构空间比较庞大，不易于实现复杂结构形状的炮塔。

焊接炮塔即以切割的轧制甲板拼装焊接而成的炮塔，现代复合装甲用于炮塔时，其基体也采用焊接成形。

而复合装甲可以粘接，也可以用焊接的螺栓固定在基体上。

对复合装甲面板和背板都进行焊接的结构比较牢固。

由于炮塔座圈为圆形，四周的塔体最好在座围之上，向内倾斜以提高防护力。

塔前和塔后为安装武器和重力平衡又有些特殊形状的要求。

因此焊接炮塔可由较多装甲板拼焊而成的多平面的复杂形状。

其切割、修磨、机械加工和焊接工作量大，焊缝密集。

摇摆炮塔采用焊接形式由大大小小的轧制甲板焊接而成，如下图所示：
耳轴
图2.2炮塔结构示意图
该炮塔主要由一块前部轧制甲板，一块顶部甲板、两块侧边甲板、一块后侧甲板、两块底部甲板和两块弧形裙部甲板这九大块甲板焊接而成。

由于抗弹能力的不同，不同部位的装甲厚度和材质不一样。

前部装甲1有一定的倾斜角度，提高其防弹能力。

其下端与前部弧形裙部3焊接，上端与顶部水平装甲2相互焊接。

炮塔的后部尾舱能够储存弹药，比较容易实现炮尾不对塔体作相对运动的自动装弹机构和自动抛壳机。

前部弧形裙部和后部弧形裙部绕耳轴做上下方向的圆周运动，从而实现上炮塔的上下俯仰运动。

由于后部尾舱装有弹药和自动装弹机以及自动抛壳机等机构，上塔体颇为可观的质量参加了火炮的起落平衡，耳轴在火炮上的位置相对地很大距离地后移，所以耳轴的位置接近于炮塔座圈的中心线，从而使耳轴以后的长度很短。

炮塔体顶部突出部位是车长的位置，便于车长对战场战况的时时观察和更好的指挥整个战斗车辆。

由于装有自动装弹机，可以省去装弹手，减少了炮塔的内部空间尺寸。

火炮在高角射击状态时，炮塔的下部裙部要暴露于敌方，同理，火炮在低角射击状态下时，炮塔的后下裙部也暴露于地方，暴露在外的下部裙部也需要和炮塔那样有同样的防护强度。

3 战斗室的布置
3.1 车体宽度和炮塔座圈直径
为能在防护下火炮能向四周进行俯仰瞄准，机动地射击所有方位的目标，将火炮和机枪安装在位于车体顶部的的上炮塔上。

上炮塔和下炮塔相连，小炮塔位于座圈之上，为免火炮射击后坐时座圈回转或方向机构承受大负荷，火炮常居座圈中心线上，或偏一个小距离。

这样，车长和炮长战斗室位置就位于下炮塔和座圈内火炮两侧的空间处。

摇摆炮塔战斗室最基本的两个尺寸是车体宽度和座圈直径。

上炮塔要在耳轴支点上前后平衡，上炮塔在塔内要随俯仰而上下，又要随下炮塔的回转而运动。

炮尾有一个发射时的后坐距离，开闩装弹也需要长度空间。

因此，车体宽度和座圈尺寸应该尽量允许在炮塔转向任何方向和火炮在任何俯仰角度时都能装弹和射击。

在座圈的的设计时，座圈直径不但与火炮口径及其炮尾、后坐长度等有关，也与座圈内乘员人数有关。

根据我国对座圈制定了专用的国军标，GJB1251-91规定了装甲车辆炮塔尺寸系列可供设计时参考。

炮塔座圈齿圈节圆尺寸系列有：1020、1260、1500、1840、2100、2280、2260mm8种规格。

因炮塔中只有车炮长两人，炮塔内的占用空间减小，以及火炮和上炮塔固结，在结构设计中小炮塔的结构设计满足上炮塔的高低射界及座圈满足下炮塔在座圈上的回转即可，因此摇摆炮塔的座圈较小。

为实现军品生产的标准化，选用炮塔座圈齿圈节圆尺寸为1840mm的座圈做为此摇摆炮塔的座圈。

3.2 炮塔最小尺寸的决定
在决定炮塔基本尺寸时，为了加强防护和减轻质量，炮塔应该在保证火炮高低射界和乘员观察及操作方便的条件下，力求外形矮小。

现代炮塔的设计制造，融入铸造，焊接等各种制造工艺，出现了一些铸造的接近半球形的较小的炮塔，还有间隙装甲、复合装甲等的应用又形成一些焊接的、外形宽长的大方炮塔。

但不管如何，目的就是一个，在满足塔体空间和功能的情况下，减少炮塔的正投影
面积，特别是火线以上的正投影面积小的问题，提高战斗车辆在战场的成活率。

不管由于铸、焊或采用不同装甲等原因而将炮塔设计成什么外形，根据火炮需要的高低射界和以及乘员工作时需要的空间而来决定炮塔的最小形状。

可以概约地如下决定，需要确定的基本尺寸主要有火炮耳轴的高度h 、耳轴到座圈中心的距离L 、座圈最小直径D min ，座圈中心到塔前和塔后的长度Ll 和L2、塔体的高度H 和炮塔宽度B 、塔裙部最小回转半径尺Rmim 等。

6 系统质量设计计算
该摇摆炮塔的上炮塔由上炮塔体和各种设备组成。

上炮塔体又由各种装甲厚度不一的装甲板焊接而成。

关于系统质量的计算可以大致分成两大块来计算：上塔体的重量和各种设备的重量。

在系统的质量设计计算中在尽量满足战车的指标的情况下，还要尽量使炮塔的质量轻便。

这在设计中是矛盾的，特别是对于追求炮塔有较高的抗弹能力与追求质量轻、机动性强的炮塔是很矛盾[]16
的。

此上炮塔的的质量设计计算中，塔体的装甲材料选常用的装甲钢，相对密度为7.8，即37800/kg m ρ=。

塔体可以看成由九大块不同厚度的装甲焊接而成：前装甲、前弧形装甲、顶装甲、两块侧装甲、后部装甲、后下部倾斜装甲、下部装甲、后部弧形装甲。

装甲板的形状大体上比较规则，主要形状有长方体、弧形体、开的圆孔等。

在计算过程中可以对于一些不便于计算或是形状不规则的地方可以做近似的估算[]17
处理。

计算的步骤是先大体上计算出钢甲板的总体积v ，然后根据m v ρ=计算出钢甲板的质量即可。

通过计算可得，装甲板的总体积约为30.22632v m =，根据m v ρ=，将
37800/k g m ρ=带入m v ρ=，得78000.226321765.331m k g =⨯=。

计算过程中
前部装甲板、弧形装甲板、侧甲板都做了近似的处理或是分区的处理计算，但影响不大，对上炮塔的整体质量影响很小。

摇摆炮塔的上炮塔较传统的炮塔质量要轻很多，计算的结果与预想中的相差
不大，也与实际中的相符。

在上面的对耳轴强度计算过程中，上炮塔在行射击时都会对耳轴产生一个动载荷，上炮塔的质量的估算将关系到耳轴的设计校核，对上炮塔的质量进行的估算为G=3000kg,这质量中其中还由火炮的质量以及上炮塔中所装的设备的这些质量等。

通过此出的计算也说明上面的假设也是合理。

7 结论
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7.1 本文完成的主要工作和结论
炮塔的设计过程是一个设计-修改-设计-再修改-再设计的过程，本文以摇摆炮塔为对象，主要从对摇把炮塔的结构功能实现的设计、抗弹能力计算和耳轴强度校核这几个方向着手。

在设计过程中，在查阅大量相关质料的同时，并结合炮库的传统的旋转炮塔实物尺寸结构方面的测量，并加以修正和改进，在老师的指导帮助下，最后完成了对本课题的论文工作，为摇摆炮塔的设计构造提供了理论依据。