火炮反后坐装置设计 R.M.

后坐阻力： FR Fh Ff F FT mh g sin 取全炮为研究对象。主动力：炮膛合力、弹丸回转力矩（由定向栓约
束） 、全炮重力。 约束力：前支点的法向反力、驻锄支点的法向反力和相应的摩擦力。 1.后坐时全炮所受的主动力可以简化成什么？ 答： 等效于通过后坐部分质心 G 方向向后的合力 FR 和动力偶矩 FptLe 的作用。 2.火炮后坐的静止性如何保证？ 答：火炮在水平方向保持静止，驻锄提供的水平反力必须能抵消 FR 的水平分力。 水平射击时， FR 的水平分力最大， 因此应取：FT FR max 3.提高火炮后坐稳定性的措施有哪些？ 答： 提高火炮后坐稳定性的基本思想是增大稳定力矩、 减小颠覆力矩。 方法有： 1） 、增大火炮战斗全重。 2） 、增大全炮重心到驻锄支点 B 的距离。 3） 、减小动力偶矩，尽量减小 Le。 4） 、增大后坐长度。 5） 、增加后坐部分质量。 6） 、采用炮口制退器。 7） 、采用前冲后坐系统。 8） 、减小后坐阻力对驻锄支点 B 的力臂 h。 4.什么是后坐稳定极限角？ 答：当φ 减小时，力臂 h 则增大，使颠覆力矩增大，火炮的稳定性减 弱。当射角减小至某一角度时，火炮在理论上处于稳定与不稳定之间
火炮反后坐装置设计 第一章 概 述
火炮为什么会由刚性炮架发展为弹性炮架？ 答：随着火药威力的不断增大，刚性炮架变得越发沉重，使用起来也 很不方便，而弹性炮架的出现使火炮在射击时的受力成十几倍、几十 倍的减少， 在保证火炮机动性的同时为火炮威力的大幅度提高创造了 条件 反后坐装置的作用是什么？ 答：极大地减小火炮在射击时的受力 将射击时全炮的后坐运动变为炮身沿炮膛轴线的后坐运动， 并且 在射击后使其回复到射前位置。 通过合理地设计反后坐装置，可以有效地控制火炮在射击时的 受力和运动规律。 反后坐装置的设计应在火炮研发的哪个阶段进行？ 答：在外弹道、内弹道和炮身设计完成以后进行。 4．炮架技术发展的主要动力：火炮威力与机动性的矛盾 5. 现代火炮对反后坐装置的要求: (1)通过反后坐装置的设计，保证火炮相应的总体性能。 (2)工作可靠，有良好的适应性。 (3)勤务操作方便，能够长期保存。 (4)加工工艺性好，成本低 6. 反后坐装置设计研究的主要内容：
答：后坐时，驻退活塞本体上的游动活塞在液体的推动下将活塞头上 的纵向沟槽关闭， 工作腔内一部分液体沿活塞本体上的斜孔经后坐流 液孔流入非工作腔，另一部分沿调速筒的四个缺口进入驻退杆内腔。 复进初期，驻退杆内腔液体由原路返回，非工作腔真空消失后，液体 推动活塞移动一段距离，打开活塞本体上的两条纵向沟槽， 并沿沟槽 流回工作腔。这样增大了非工作腔的流液孔面积，减小了复进阻力， 使复进速度获得最大值，有效地减少了复进时间。 在附近局部实施制动，因而提高了平均复进速度，减少了复进时 间，有效地提高射速。 4. 复进机的分类：弹簧式、气压式、火药气体式、液体式。气压式 分为液压气压式与气压式，液压气压式分为筒后坐和杆后坐。 弹簧式复进机工作介质：弹簧储能；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。 液体气压式复进机(54-122L 复进机 56-85J 复进机)工作介质:气体储 能，液体传递压力和密封气体 ;安装形式:杆后坐和筒后坐结构形式 : 二筒和三筒;性能特点:在中、大口径火炮上重量较轻，易于调节复进 速度;但气体的工作特性随温度变化，必须经常检查液量和气压，需 配备专门的工具，勤务复杂。 气压式复进机工作介质:气体储能密封结构 :液体增压器性能特点 :结 构紧凑，重量轻；但紧塞具结构复杂，密封可靠性较差。一般多应用 于有高压气源的大口径舰炮上，以利于及时对复进机补充气体。
火药气体式复进机工作介质:火药气体;性能特点:结构简单，重量轻 ; 但以火药气体作为工作介质，进气孔的烧蚀、活塞的磨损和身管的温 升都比较严重，紧塞元件寿命低，维护擦拭困难。此外，平时不具有 能支撑炮身的复进机力，需要设计专门机构。适用于航炮。 5.制退机的分类：沟槽式 转阀式 多孔衬筒式、活门式、节制杆式。 节制杆式分为带沟槽式复进节制器的、带针式复进节制器的、混合式 的、变后坐长的 带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机 （60-122J 制退机、56-85J 制 退杆） 工作原理后坐：主流由Ⅰ腔经流液孔到Ⅱ腔，Ⅱ腔有真空；支流由Ⅰ 腔到Ⅲ腔（复进节制腔） 。复进：Ⅲ腔液流经复进节制沟槽流回Ⅰ腔； Ⅱ腔真空逐渐消失，液流流回Ⅰ腔。复进全程制动。 结构特点 60-122J 制退杆内径大于节制环孔径，Ⅲ腔容易充满，但拆 装较麻烦。 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。 带针式复进节制器的节制杆式制退机 （59-57G 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
（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
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
缺点:比重较小，粘性随温度变化较大。
第三章 后坐运动分析 炮膛合力 火炮发射时作用在火炮上的主动力。 由火药气体和弹丸弹
带对炮身共同作用而产生。 火炮驻退后坐分为三个时期：弹丸膛内运动时期，后效期，惯性运动 时期。最大的后座速度出现在后效期。当炮膛合力等于后坐阻力时出 现最大后坐速度。 膛内时期的炮膛合力由哪几部分组成？ 答：Ft — 火药气体作用在膛底的力； FzM — 火药气体作用在药室锥面上的轴向分力； Fdz — 弹丸对膛线作用的轴向分力。 Fpt=Ft-Fzm-Fdz 什么是自由后坐？写出自由后坐运动微分方程。 答：自由后坐：炮身仅在炮膛合力的作用下向后的加速后坐运动，不
什么是炮口制退器的能量特征量和冲量特征量？ 答：能量特征量：由于采用炮口制退器而造成的后坐部分自由后坐动 能的相对减少量，也称炮口制退器效率，即：T 1
2 WKT 2 Wmax
冲量特征量： 有炮口制退器时后效期炮膛合力全冲量与无炮口制退器 时后效期炮膛合力全冲量的比值 ，即：
I hT Ih
制退杆和制退活塞，储气筒中有游动活塞和短节制杆。 工作原理制退筒中液体流入储气筒，经流液孔推动游动活塞压缩气 体，游动活塞带动短节制杆。 活门式制退复进机（59-100G 制退复进机） 结构特点 59-100G 制退复进机由外筒、内筒、制退杆、游动活塞和 活门等组成。 工作原理制退活塞推动液体，压开弹簧控制的活门，流入外筒，推动 游动活塞压缩气体。 性能特点活门的开度取决于弹簧力和活门两侧的压力差， 由于具有自 动调节的适应性，故后坐阻力较平缓。 6.对火炮制退液的要求： 凝固点要低， 沸点要高; 热容量要大， 汽化热要高; 密度和粘度较大， 且随温度变化要小; 化学稳定性要好; 来源丰富生产简便， 价格便宜， 并保证战时能大量及时的供应; 无毒无害。 7.目前常用的制退液 甘油基制退液:斯切奥尔液和斯切奥尔-M 液,以甘油为基础， 配以阻化 剂和稳定剂，加入蒸馏水。斯切奥尔-M 液还含有一定量的酒精。 优点:比热和密度大，对密封元件不浸润溶胀，低温粘性小。 缺点:成本高，沸点低，换液期短，高压下易被氧化变酸，对铜质零 件腐蚀严重。 石油基制退液:10 号航空液压油等。 优点:来源丰富，价格便宜。
d2 L dW Fpt 受任何阻力作用。 mh 2 mh dt dt
什么是制退后坐？写出制退后坐运动微分方程。 答：后坐部分的主动力与约束力共同作用的后坐运动。
mh d2 X dV mh Fpt FR 2 dt dt
什么是后坐阻力？ 答： FR
Fh Ff F FT mh g sin
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。 混合式的节制杆式制退机（54-122L 制退机） 结构特点 54-122L 制退机的复进节制沟槽开在制退筒内壁，制退活 塞外套有游动活塞，制退杆内腔通过节制杆内孔与Ⅱ腔相通。 工作原理 后坐：Ⅰ腔液流推动游动活塞，打开制退活塞上的斜孔， 同时从斜孔和沟槽进入Ⅱ腔，Ⅲ腔不充满。 复进：Ⅱ腔真空消失前复进基本无制动。真空消失后液流推动游动活 塞关闭斜孔，从沟槽流回Ⅰ腔。 复进局部行程制动。 变后坐长的节制杆式制退机 （59-130J 制退机） 结构特点 59-130J 制退机的节制杆上有 4 条长后坐沟槽， 节制环上有 4 个对应的窗口，节制杆可随射角相对于制退筒转动，打开或关闭长 后坐沟槽。短后坐沟槽开在制退筒内壁上。 工作原理小射角：长后坐沟槽打开，Ⅰ腔液流同时从长、短后坐沟槽 进入Ⅱ腔，并从内筒外的通道进入Ⅲ腔。 大射角：长后坐沟槽关闭，Ⅰ腔液流只能从短后坐沟槽进入Ⅱ腔，并 从内筒外的通道进入Ⅲ腔。 短节制杆式制退复进机（美 M2A1-105L 制退复进机） 结构特点美 M2A1-105L 制退复进机分制退筒和储气筒，制退筒中有