新型埋头弹火炮自动机结构设计与仿真

药筒 １ 处于击发位置；供弹机构已经将炮弹 ２ 横向 输弹到位 ， 炮弹 ２ 处于供弹位置。
２ ． ２ 输送 弹 丸 自动机 由开锁状 态 开始输 送 弹丸 ，在 主控 制 凸
＼
Ｉ
摇
轮的作用下 ，膛 内转子旋转 １ ２ ０ 。 ，带动围绕转子的 ３ 个卡瓣旋转 ．将供弹位置的炮弹 ２ 输送到击发位 置 ，同 时击发 位置 的药 筒 １ 输送 到排 弹筒 位 置 。而
１ ２ ０ 。 。
５ ）后 齿 轮组 。起 到 共 轭分 度 凸 轮 与转 子 间 的
传动作用 。 自动机通过 上述各结构协调配合 完成输弹 闭
锁 、击 发 、开锁 、排 弹筒整个 炮 弹发射 过程 。 该 火炮 采用 开膛 式结 构 ，炮膛 由外 膛 体 与 内膛
体组成 ， 外膛体固定 ，内膛体在外膛体内旋转 。除 在输弹 口和排弹筒 口处为开敞式结构 ，其余位置均
１ Ｓ Ｃ ￣Ｔ Ｅ ＣＨ Ｅ Ｎ ＮＯＶＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ Ｐ ＲＯＤ ＵＣ ＴＩ 、 俐
二 ＿ ］ ：
！ № － ２ ５ ４
应用技■
４ 结论
【 ２ ］ 张浩， 周 彦煌， 林君毅． 埋 头弹火炮活动 药室的组合 自紧密 封设计 Ⅱ 】 ＿ 火炮发射与控制学报 ， ２ ０ ０ ５ （ １ ） ： ３ ８ — ４ ２ ．
［ ５ 】 吴幼冬， 刘新 国． 开膛式 火炮浅析Ⅱ 】 ． 舰载武 器， ２ ０ ０ ２ （ ２ ） ： ２ ８ —
３ ２．
分析可 知 ，该结构能够 可靠完成 自动机的动作 过
程 ，结 构原 理 可行 。
参考文献 ： ［ １ 】 陆欣， 周彦煌， 余永 刚． 埋 头弹火炮的现状及发展 趋势卟 火
转到 未完全 到位 状态 ，而转 子转 过 后停 止 ，卡 瓣再 由闭锁 圆柱驱 动 到位 ，完 成 闭锁 过程 。炮 弹击 发完 成后 ，闭锁 圆柱继 续 转动 ，完成 解锁 过 程 。卡瓣 的 角位 移见 图 ３ 。
自动机处 于 开锁状 态 时 ，闭锁 圆柱 月 牙形 缺 口
与 击 发 位 置 的 ２个 卡瓣 （ 卡瓣 １ 和卡瓣 ２ ）相 对 ， 未 对 卡瓣产 生 约束 。此 时炮 弹 １ 已经 被击 发 ，剩下
该 设计 提 供 了一 种埋 头 弹火 炮 自动 机 的新 的设 计 方案 ，采用 开膛 式 的转 膛 结构 ，横 向输 弹 ，减 去
【 ３ 】 薄 玉成， 王惠源， 李强． 自动机 结构设计 【 Ｍ】 ． 北京： 兵器工业
出版 社 ． ２ ０ ０ ９ ．
了传统 自动机 中的推弹 、抽壳等动作机构 ，结构相
２ ． １ 开锁
真 。假 设仿真初始条件 为 ：主控制 凸轮 的转速为 １ ２ ０ 。 ／ ｓ ，即 自 动机的射速为 ６ ０ 发／ 分。 当主控制 凸轮 以 的角速度 匀速 运 动时 。在共 轭
分 度 凸轮 的作 用下 ，转 子 在整 个循 环 周期 内只转 动
，
其 他 时间转 子处 于 静止 状 态 。卡瓣 由转子 带 动旋
置 夹 紧 。炮 弹被 夹 紧 后 在击 发 位 置 完成 击 发 动 作 ，
图 １ 自动 机 主 要 部 件 图
同时处于排弹筒位置 的药筒完成排药筒动作 。另 外 。供弹机构将新一发炮弹输弹到位 ，完成供输弹
任务 （ 见图 ２ ） 。
４ ）共 轭分 度 凸轮 。分 为共 轭 分 度 凸轮 及 分 度 转 盘 ．用于 在每 一个 自动循环 中精 确控 制 转子旋 转
作 。省去了开／ 关闩动作 。弹丸由供弹轮直接横向输 弹到位 ，简化了系统结构 。减少了各机构间的摩擦
碰撞 ，从 而减 小 了循环 周期 ，提 高 了火 炮 的射 速 。
３ 运 动 学仿真 分析 通 过 三维 建 模 软件 Ｕ Ｇ对 整 个 自动 机各 零 部 件
三维 建模 并 装 配 ，导 人 ＡＤ Ａ ＭＳ对 其 进 行运 动学 仿
■用技术‘
此 时卡瓣 ３并 未完全 旋转 到位 。
２ ． ３ 闭锁
自动机 输送 弹 丸过 程完 成后 ，卡瓣 ３未完 全 旋
转到位 ，此时主控制 凸轮继续转动 ，带动闭锁 圆柱 旋转 １ ８ ０度 ，将 右 上方 卡瓣 ３ 拨 到位 ，并 且将 ２ 个 卡瓣 （ 卡瓣 １ 和卡瓣 ３ ）锁 紧，将炮弹 ２在击发位
处 于 封 闭状态 。不 采用 膛底 推弹 装填 ，而 是输 弹 轮
图 ２ 工作 原 理 图
由上 述埋 头 弹火 炮 自动 机 的 ３个工 作 过程 可 以 看 出 ，该 自动 机 省 去 了火 炮 的推 弹 和 抽 壳 直 线 动
侧 向直接输 弹到位 。驱动方式为外能源 。当炮弹
被 击 发后 ，药 筒被 输送 到排 药筒 位 置 ，通 过 排药 筒 机 构将 空药 筒沿 身管 方 向从 排药 筒 口排 出。 ２ 埋 头弹火 炮 自动机 的工作原 理 炮管 后端 为一 个 内膛 ，膛 内装有 转子 。沿转 子 径 向有 ３个 卡 瓣 ，３个 卡瓣 与转 子 形成 ３个埋 头 弹
弹位 （ 供弹位置 、闭锁位置和排弹筒位置 ） ，没有
推 弹和抽 壳机 构 。射击 时转子 在膛 内转 动 ，带 动卡 瓣 旋 转 ．在一 个 自动循 环 中依 次完 成进 弹 、输 弹到 闭锁位置 （ 同时 完 成 输 弹 到 排 弹 筒 位 置 ） 、闭锁 、 击发 （ 同时 完成 排 弹 筒 动作 和 横 向输 弹动 作 ） 、开 锁 ，这 样完 成整 个循 环 动作 。该 自动机 的工作 原理 大体 分 为开锁 、输 弹和 闭锁 ３个过程 。
对 简单 ，运动 循 环周 期较 短 ，为 埋 头 弹火炮 的探 提 出 了一 种方 案 。通 过对 该 机构 方 案 的运 动学 仿 真
［ ４ 】 张浩， 陆欣， 余永刚， 等． 某口径埋头弹火炮的密封与装 药设
计Ｉ Ｊ ］ ． 兵 工 学报 ， ２ ０ ０ ６ ， ２ ７ （ ４ ） ： ６ ３ １ — ６ ３ ３ ．