火炮反后坐装置设计1
某超长后坐反后坐装置理论计算的修正
根 据文 献 ［ ］ 中的 “ 退 后坐运 动微分 方 程”建立 某 发射装 置 的后坐 运动微 分方 程组 如 下 ： １ 驻
警＝
Ｒ ＝ ２ ＋ ２ Ｆ ＋ ｍ ｆ ｏ — ｓｎ ） ３ Ｒ１ Ｒ２ 十 ｆ ｇ（ ｃ ｓ ｉ ＋ 丁 （） １
Ｊ ｝ ｄ
一
式 中 ： 为后 坐部分 质量 ； 为 后坐 速度 ； 为后坐距 离 ；ｌ 为后坐时 间 ；Ｆ 为膛底 合 力 ；Ｒ 为后 坐 阻
４ 驻 退 机 外 筒 ；５ 液 量 调节 器 ： 一 复进 节 制腔 一 一
带复 进节 制器 的节 制杆 式驻退 机 目前广泛 地 应用 在 制 式 火炮 中 ，与其他 形式 的驻 退机 比较 ，动作 确实 可靠 ，设 计 理论及 计算 方法 较 为完善 。液 体气 压式 复进机 易 于控 制
力 ；尺 为驻退 机 主漏 口的液 流 阻力 ；Ｒ。 驻退 机 支漏 口 的液 流 阻 力 ；Ｆ 为 复进 机 力 ；＿ 为身 管 与摇 为 ｒ 厂 ’
造 成 的破 坏 ，因此 复进时 间很 长 。在 整 个复进 过程 中 ，要求 复进 平稳 。有 利 于发射 装置 的长期 使用 。
如此 状 态 的模 拟发射装 置 和如此 长后 坐 的反 后 坐装 置 ， 尚未 见 相 关 资 料 和试 验数 据 可 供参 考 ，因 此对后 坐 阻力 的控 制需要进 行 探索 。
火炮反后坐装置设计 R.M.
7.制退机后坐运动分析：主动力：作用在炮膛轴线上的炮膛合力、作 用在后坐部分质心上的后坐部分重力、膛线导转侧的力矩（由定向栓 约束） 约束力：制退机力、复进机力、密封装置的摩擦力、摇架导轨的法向 反力和相应的摩擦力 mh
d2 X dV mh Fpt Fh Ff F FT mh g sin 2 dt dt
（1）反后坐装置的结构分析。 （2）火炮的受力和运动分析。 （3）反后坐装置的设计与计算研究。 （4）反后坐装置的实验研究。 第二章 2.1 1.后坐系统分为哪些类型？ 答：按射击循环的顺序分类：正常后坐系统、前冲后坐系统 按后坐层次分类：单一后坐系统、双重后坐系统 按后坐运动轨迹分类：直线后坐系统、曲线后坐系统 按控制是否随射角变化分类：定后坐长的后坐系统、变后坐长的后坐 系统 反后坐装置应具有哪些功能？ 答：后坐制动：控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律后坐，以 保证射击时火炮的稳定性和静止性。此功能由后坐制动器实现 复进驱动：在后坐过程中储存部分后坐能量，在后坐结束后将后坐部 分推回到待发位置。此功能由复进机实现。 复进节制：控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律复进，以保征 火炮复进时的稳定性和静止性。此功能由复进节制器实现。 按照结构形式分类，反后坐装置有哪些类型？ 答：独立式反后坐装置、非独立式反后坐装置. 4. 后坐系统:火炮上与后坐和复进运动相关的部件的总和，包括炮身 反后坐装置结构分析
火炮反后坐装置设计-武器发射工程教学大纲
《火炮反后坐装置设计》课程教学大纲
课程代码：110442004
课程英文名称: The design for recoil mechanism
课程总学时：40 讲课：38 实验:2 上机：0
适用专业：武器发射工程
大纲编写（修订时间）：2017年5月
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
火炮反后坐装置是武器发射工程本科的专业选修课，火炮是人类武器发展历史上出现最早的热兵器，今天在各种高新技术装备中仍然是个军兵种的主要火力手段，火炮设计者坚持不懈地为提高它的威力、机动性、反应能力、生存能力、可靠性而努力。反后坐装置就是人们为解决火炮威力和机动性的矛盾而发展衍生出来的。因此，火炮反后坐装置的设计在武器系统与发射工程专业的学习中具有非常重要的意义。
通过本课程的学习使学生掌握火炮反后坐装置的基本构成、基本原理、各机构的受力分析和运动过程，从而指导其进行反后坐装置的结构设计，为今后其它火炮专业课程的学习和从事该专业的工作打下良好基础。
(二）知识、能力及技能方面的基本要求
在知识上，要求学生掌握火炮反后坐装置的基本结构、工作原理以及设计过程中的要点问题。在能力上，要求学生掌握其任务、环境、功能、结构和性能指标，机构各部件在各种后坐受力环境下的运动原理，各动力学参量的分析和计算。技能上要求学生能根据实际情况，独立完成反后坐装置的设计及初步验算。
（三）实施说明
1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路进行讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
迫击炮同心式反后坐装置结构分析计算
膛内时期炮膛合力的主要成分为 Ｆ （ ，火药气体作 用在膛
底 的力 ） 。
分 析 火药 气 体 膛 底 压 力 ， 内弹 道 学 兀得 南 ｆ
＋
÷
了
。÷ ＋
——丁 ｐ 一
・ 了
ｐ ■］ ，
吉 （
Ｚ
（ ） １
、 ‘
则作用在膛底的力 为
＝ ｐ ＝
古 ＋ Ａ （ 。１
１
ｌ
（ ２ ）
，ｓ ／
式 中： 为仅考虑弹丸旋转 和摩 擦 ２种次要功 的计 算系数 ， 。
一
般 。 １０ ； 为次要功计算系数 ．２
一
（） ３
图 ３ 炮 膛合 力 一时 间 曲线
式 中 ： 装 药 质量 ； 为弹 丸质 量 ； 膛 底 断面 积 ； 甜为 ｍ Ａ为 ｐ为膛
所示 。
收稿 日期 ：０ １ ０ ０ ２ １ — ３— ６
作者简介 ： 文义 （９ ２ ） 男 ， 李 １８一 ， 硕士研究生 ， 主要从事火炮 、 自动武器与弹药工程研究 。
李文义 ， ： 等 迫击炮 同心式反后 坐装置 结构分析计 算
４ ｌ
１外筒： 节制杆； ． 塞： 漏口 ． ２ ３活 ４
车载迫击炮等武器尤 为关键 。针对该问题 ， 提出了一种适用于迫击炮的 同心式反后坐 装置结构 ， 分析其 结构 的基 在
反后坐装置
反后坐装置：在炮身与炮架之间安装的，用来耗散和储存火炮射击时的后座能量并使炮身复位的结构部件。作用：1减小火炮架体在射击时的受力（①减小炮架质量，提高火炮机动性，②稳定性提高，有利于提高射击精度，③火炮质量不变的情况下，可使火炮口径增大或跑口动能增加，提高火炮威力）2把射击时的全炮后坐运动变为可控的炮身后坐运动（①火炮重复射击时的操作简化，有利于提高射速，②炮身后坐运动为自动装填提供动力，③控制炮身的后坐运动可获得要求的后坐参数或结构参数）
后坐微分方程m h d²x/dt²=F pt-F R其中F R=FΦh+F f+F+F T-m h g sinφ
火药燃气作用过程分为：1启动期(特点:1膛压低2后坐运动距离短3后坐速度低），2弹丸在堂内运动时期（炮膛合力计算：F pt=F t-F zm-F dx)，3火药气体后效时期（炮膛合力计算F pt=F g*eˆ（-t/b),有炮口制退器F pt=χF g eˆ(-t/b) )
火炮的稳定性：是指火炮射击时不跳离地面的特性。
火炮的静止性：是指火炮在射击时沿水平方向不移动的特性，
后坐静止条件F Rmax≤[F T] (驻锄所能提供的最大水平反力）
后坐稳定条件F NA=(m z g L xφ-F pt L e-F R h)/L D≥0 后坐稳定力矩：m z g L xφ；翻转力矩：FptLe+FRh
后坐稳定极限角φj：射角φ减小到一定程度时，火炮处于稳定与不稳定之间的临界状态，此时的状态称为后坐稳定极限状态，此时的射角为φj
提高火炮射击稳定性途径：1减小动力偶距F pt L e,2减小后坐阻力F R (增大后座长度lλ, 增大后坐部分质量m h，采用双重后坐系统，采用炮口制退器，采用前冲后坐系统，采用膨胀波火炮发射技术）3减小力臂h
一种火炮后坐力测量装置[实用新型专利]
![一种火炮后坐力测量装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/12e32e6f3a3567ec102de2bd960590c69ec3d88c.png)
(10)授权公告号 CN 202599229 U
(45)授权公告日 2012.12.12C N 202599229 U
*CN202599229U*
(21)申请号 201220257363.X
(22)申请日 2012.05.30
F41A 31/00(2006.01)
(73)专利权人中国兵器工业第二〇二研究所
地址712099 陕西省咸阳市渭城区毕塬东路
5号
(72)发明人王永存 林振旺 陆伟 李宗贤
陈建 郭亚明 史阳东 王凤歌
卢婷 黄强 戴成华
范斌宁
(54)实用新型名称
一种火炮后坐力测量装置
(57)摘要
本实用新型公开了一种火炮后坐力测量装
置，其主要特点是，两端带有短联接螺柱和长联接
螺柱的测力传感器依次装在支撑座体中，测力传
感器通过短联接螺柱和长联接螺柱的轴体与支撑
座体两端的圆柱通孔滑动连接。火炮后坐部分
的后端中部有一圆柱体，此圆柱体也与支撑座体
一端的圆柱通孔滑动连接，并且此圆柱体的端面
与短联接螺柱的轴体端面相触接，另一端长联接
螺柱轴体的端面则与缓冲限位器的缓冲端触接相
连。本实用新型为火炮后坐力动态测量，提供了一
种新的火炮后坐力测量装置，其具有结构简单、测
量精度较高、安装方便的优点。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书2页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利
权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页
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1.一种火炮后坐力测量装置，它包括火炮后坐部分、圆柱体、短联接螺柱、测力传感器、支撑座体、长联接螺柱、缓冲限位器，其特征在于，两端带有短联接螺柱和长联接螺柱的测力传感器依次装在支撑座体中，测力传感器通过短联接螺柱和长联接螺柱的轴体与支撑座体两端的圆柱通孔滑动连接；火炮后坐部分的后端中部有一圆柱体，圆柱体与支撑座体一端的圆柱通孔滑动连接，并且此圆柱体的端面与短联接螺柱的轴体端面相触接，长联接螺柱轴体的端面与缓冲限位器的缓冲端触接。权 利 要 求 书CN 202599229 U
武器发射工程教学大纲-火炮反后坐装置设计
《火炮反后坐装置设计》实验教学大纲
课程名称：火炮反后坐装置设计课程编码：110442004
课程类别：专业课课程性质：必修
适用专业：武器发射工程
适用教学计划版本：2017版
课程总学时：40
实验（上机）计划学时：2
开课单位：装备工程学院
一、大纲编写依据
1.武器发射工程专业专业2017版教学计划；
2.武器发射工程专业《火炮反后坐装置设计》理论教学大纲对实验环节的要求。
二、实验课程地位及相关课程的联系
1.《火炮反后坐装置设计》是武器发射工程专业的专业基础课程；
2.本实验项目是《火炮反后坐装置设计》课程理论知识联系实际结构的纽带；
3.本实验项目是武器发射工程专业的传统必做实验；
4.本实验为后续的专业课程设计和毕业设计等有指导意义。
三、实验目的、任务和要求
学生通过对复进机和制退机的拆解和结合：
1.了解火炮反后坐装置的基本结构和工作原理；
2.熟悉武器复进机和制退机的工作过程；
3.掌握复进机和制退机基本的分解和结合步骤。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色
课程主要介绍火炮反后坐装置的基本组成，结构特点及设计流程，涉及到液体气压式复进机和节制杆式制退机的详细设计过程。
教学方法：讲授法、讨论法与直观演示法；
教学形式：传递-接受、探究式
教学手段：多媒体
五、实验内容和学时分配
实验一复进机和制退机工作过程演示
1.实验目的：
能够在认识复进机和制退机结构部件的基础上，掌握制退机和复进机的工作过程，重点掌握制退杆和节制杆的相对位置关系。
2.实验要求：观看模型演示动作。
3.实验内容：
（1）观看复进机运动过程并记录；
某迫榴式火炮反后坐装置的结构优化及分析
Ｏｐｔ ｉ ｍａ ｌ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｒｅ ｃ ｏ ｉ ｌ Ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｓ ｍ
ｃ ｏ ｉ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ，ａ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｈ ｏ ｏ ｓ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｒ ｏ ｄ’ Ｓ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ
ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｏ ｏ ｓ ｅ ｓ Ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ — ＡＤＳ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ
２ １ ０ ０ ９ ４ ） （ 南京理工大学 机械工程 学院 ， 南京
某火炮复杂反后坐装置工作特性仿真分析
依据 。该火炮反后坐装置反面问题理论模型如下 。
后坐 过程 运 动微 分方 程
３ 火炮 工作 过程 中运动 学 和动 力学 参 量分 析 针对 上述 反后 坐装 置反 面问题 理论模 型 ， ＭＡ Ｌ Ｂ 用 ＴＡ 语 言开 发 了相 应 的仿 真程 序 。 序 的重点 程 是编 写计 算 驻退 机 和
耦合 影响作 用 ， 似情 况不 再展 开分 析 。 类 图 ８是 不 同驻 退液 温 度 ￡ 后坐 阻 力 和后 坐 长 度 的 对
（ Ｔ Ｑ ｓ ｄ） 依 然 很 期 尺变 小 ，后 坐 后 期 Ｒ Ｆ＋ ＋ ｏ ｎ ｉｐ
退 机 中复 进 节 制器 产 生
的液 压 阻力 西 很 大 ， 也 驻
过 程 中 炮 膛 合 力
和
进机 力 （ 『。 Ｐ）
后 坐 阻 力 的 变 化 曲 ４ 工作特 性影 响 因素分 析 线 ，这两 个 力 的相 互 作 用 直 接 影 响火 炮 后 坐过
火炮实际使用过程 中， 射角要发生变化 ， 使用的环境
温度 也要 变化 ， 火炮 连 续发 射 时 ， 退 机 和驻 退复 进机 内 驻
驻退 复 进机 中各力 的
蔷 一Ｆ Ｑ 咖 『 ＝ （ 眈一Ｔ ） ｄ Ｖ － ＋
复进 过程 运动 微 分方 程
子程 序 。通 过仿 真 获
得 火炮 后 坐 和复 进 过
反后坐装置及后坐系统
图272 1877年俄轮式炮
返回
图273 发射时刚性炮架火炮受力图
返回
图271 1689年武成永固大将军炮
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图274 弹性炮架
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二、 后坐阻力与运动规律
一般将所选取的理想值R随时间t或随后坐行程X 的变化规律的图形，称为后坐制动图（图275）所 示后坐制动图是反后坐装置结构设计的一种依据。
是结构简单紧凑、动作可靠，工作性能不受温度的影响，弹簧断裂仍 可暂时使用，维护简单方便；缺点是质量大，口径越大质量矛盾就越 突出，不便于通过复进机调整复进速度，长期使用易疲劳。
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图278 弹簧式复进机结构图
1—螺环；2—摇架；3—复进簧；4—身管
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2
气压式复进机——若复进机中的部分液体仅仅用 以密封气体，不作它用，复进活塞直接压缩气体， 称该复进机为气压式复进机。下面分别加以介绍
返回
图2710 筒后坐液体气压式复进
(a) 两筒； (b) 三筒
返回
图2711 中筒偏心布置的作用
(a) 三个筒同心布置；(b) 中筒偏心布置
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图2712 56-85
1—内筒；2—复进杆；3—活塞头紧塞具；4—后盖；5—外筒；6—中 筒；7—活瓣 返回
图2713 浮动活塞式复进机
1—复进杆；2—液体；3—浮动活塞；4—气体
返回
某反后坐装置液压试验机的设计
给反 后 坐装置 加 注驻 退 液 、 压 力试 验 和检 查 液量 三大
反 后坐装 置 是火 炮 自动 机 的重 要组 成部 分 ， 用 来 消耗 火炮 发射 时 后 坐部 分 的后 坐 和 复进 能量 ， 保 证 火 炮能 够 安全平 稳 地工 作 。许 多火炮 的反 后 坐装 置都是 液压 型 或气 液型 。而 反后 坐装 置 的液量 是否 正 常和装
［ ４ ］ 雷天觉． 新编液压工程手册［ Ｍ］ ． 北京 ： 北京理工大学出版
社。源自文库１ ９ ９ ８ ．
５ ４
液 压 与 气动
２ ０ １ ３年 第 １期
：
）
支撑手轮２ ． ｙ 广 ＼
工 作台
弋
— ■
驻 退 机 螺 盖
Ａ目 ｋ
支 撑 手 轮
摇 Ｂ
在 对反 后 坐装 置进 行修 理 、 更 换零 件 和分解 结 合后 ， 往 往 不进 行液 压试 验 ， 而 代 之 以实 弹射 击 的方 法 来 检 验
１ ． 液体加注装置
一
２ ． 压力试验装置 ３ ． 液量检查装置 ４ ． 计时报警装置
图 １ 反 后 坐 装 置 液压 试 验 机 实 物
为 了将后 坐 长度 控 制 在 规 定 范 围 内 ， 反后 坐装 置 的液 量必 须正 常 ， 射击 过程 中不 允许 有漏 液 现象 ， 这就 要 求 反后 坐装 置在 修理 、 更 换零 件 和分解 结合 后 ， 必须 进 行 液压 试验 。而传 统 的液 压试 验 方 法 ， 是用 炮 车 的
火炮反后坐装置非常规技术概述
火炮反后坐装置非常规技术概述
本文首先通过阐述现代火炮反后坐装置的常规构造和原理，来明确何为火炮反后坐装置非常规技术。再从火炮反后坐装置的非常规结构和火炮反后坐装置常规结构中采用的非常规技术两个方面，介绍了五种反后坐装置的非常规技术，这些技术或设计思路新颖，或技术程度先进有广阔的发展空间，供读者参考。
标签：反后坐；非常规
现代火炮经过一百多年的发展，其结构和技术日益成熟，在没有重大技术突破前，结构已经相对固定，但作为其重要组成部分的反后坐装置的性能仍有上升空间，本文就介绍几种反后坐装置的非常规技术。
1 火炮反后坐装置非常规技术
现代火炮普遍采用反后坐装置用以抵消或转化火炮的后坐动能，其一般由三部分组成，即制退机、复进机和复进节制器组成，它们的作用分别是：使火炮后坐部分停止在一定的位置上、使火炮后坐部分复进和使后坐部分平稳复进。
非自动火炮的制退机多属于不可压缩液体制退机，复进机多采用液体气压式；自动炮多采用弹簧式制退机和弹簧式复进机（两种装置采用的弹簧种类各不相同）。复进机也有火药气体式和单纯气压式等现在采用不多的方式，但其不属于本文中的非常规技术，因为这里的非常规技术必须具备一定的先进性，在未来可能应用于火炮当中去。
另外，炮口制退器也可以起到减小火炮后坐能量的作用，但不是所有火炮都安装有炮口制退器，尤其是坦克炮，为减小对射手瞄准和仪器设备的影响，一般都不安装炮口制退器，而且其结构相对简单，技术相对成熟，没有非常规技术。
2 火炮反后坐装置的非常规结构
这里列举的两种反后坐技术都是区别于传统的反后坐射击理念的技术，其思想有一定的独特性。
火炮设计理论
主讲: 主讲:张相炎 教授
南京理工大学火炮教研室
联系电话: 联系电话:84315581
§3.2 反后坐装置的结构分析
1 复进机的类型和结构分析 1.1 复进机分类 弹簧式 液体气压式 气压式 气压式 火药气体式 液体式 杆后坐 筒后坐
§3.2 反后坐装置的结构分析
1.2 复进机结构分析 (1) 弹簧式复进机 工作介质 弹簧储能 59-57G复进机 安装形式 套在身管外或套在制退机外 弹簧截面 圆形或矩形 性能特点 结构简单,动作可靠,不受温度影响,维护简单方 便;但重量大,长期使用易疲劳.
60-122J制退机
§3.2 反后坐装置的结构分析
结构特点 56-85J制退杆内径略小于节制环孔径,拆装比较方 便,但Ⅲ腔不容易充满,为使Ⅲ腔充满,节制杆尾 端中空,有斜孔. 无液量调节器,制退机内保留少量空间,结构简单.
56-85J制退机
§3.2 反后坐装置的结构分析
(2)带针式复进节制器的节制杆式制退机 工作原理 后坐:同前. 复进:Ⅲ腔液流流回Ⅰ腔; Ⅱ腔真空逐渐消失,液流流回Ⅰ腔. 接近复进到位时,节制杆末端的针杆插入制退杆末 端的尾杆内,产生较大的液压阻力. 复进局部行程制动. 结构特点 59-57G制退活塞上有纵向沟槽,外面套有游动活塞, 复进时打开沟槽,减小液压阻力,提高复进速度.
§3.2 反后坐装置的结构分析