火炮设计理论 学习指南

《火炮设计理论》

课程简介

火炮设计理论是武器系统与工程（火炮）专业的主要专业课，是一门综合应用基础理论和专业

基础理论的工程设计课程。通过本课程学习，使学生掌握火炮设计基本理论和方法，为今后的工作

打下专业基础。火炮设计理论，是火炮工程研究的理论依据，是火炮科研人员必须掌握的基本理论。

火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及

其设计理论。

火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法，包括火炮设计理论的

主要内容和发展，火炮主要零部件（包括炮身、反后坐装置、自动机及炮架等）的设计理论和方法。

教学组织以课堂教学为主，辅助自学、网络教学和实验教学。

教学方式以多媒体课件为主，结合板书、交流互动等多种形式。

课程的教学目标与基本要求

1. 教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握火炮及其主要零部件设计的基本理论和方法，提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识及解决实际工程技术问题的能力。

2. 基本要求：了解火炮设计理论及其发展，熟悉火炮设计理论的基本方法和思路，掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架等火炮主要零部件设计的基本理论和方法。

学时数：

总 64 学时，其中：授课56学时，实验8学时

教材：

张相炎主编，火炮设计理论，北京理工大学出版社，2005年

参考书目：

①谈乐斌等编，火炮概论，北京理工大学出版社，2005年

②伊玲益编，炮身设计，国防工业出版社，1977年

③高树滋等编，火炮反后坐装置设计，兵器工业出版社，1995年

④张相炎编著，火炮自动机设计，北京理工大学出版社，2010年

⑤韩魁英等编，火炮自动机设计，国防工业出版社，1988年

⑥孙远孝等编，炮架及总体设计，兵器工业出版社，1995年

第1次课(1 绪论)

一、教学目的和要求

了解火炮设计理论的地位和作用、发展，熟悉火炮设计理论的主要内容。

二、教学内容纲要

1 火炮的特点、地位、作用

2 火炮设计流程

3 火炮设计理论的主要内容、方法

4 课程的地位、作用、学习方法与基本要求

5 课程的学习安排

三、重点、难点

课程的特点、学习方法、要求

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

1 火炮具有哪些特点？

2 火炮设计理论的主要内容包括哪些方面？

3 学习火炮设计理论的基本要求有哪些？

4 火炮设计理论的主要学习方法有哪些？

第2次课(2 炮身设计：2.1概述)

一、教学目的和要求

熟悉炮身结构设计方法，掌握炮身强度设计方法。

二、教学内容纲要

1 炮身及其组成、作用、分类、要求；

2 炮身设计的主要内容；

3 炮身内膛结构设计、身管外部设计、炮尾炮闩的结构设计；

4 发射时炮身受力、设计压力曲线、强度设计；

5 身管寿命

三、重点、难点

炮身结构设计特点，设计压力曲线。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）

1线膛炮身管内膛线的作用是什么？什么是膛线的缠角？什么是膛线的缠度

2对炮身设计的主要要求有哪些？

3如何求作高低温压力曲线？

4提高身管寿命有主要有哪些技术措施？

第3次课(2炮身设计：2.2单筒身管设计：2.2.1厚壁园筒理论，2.2.2强度理论) 一、教学目的和要求

了解厚壁园筒及其壁内应力应变分析方法和规律，熟悉强度理论概念及常用强度理论具体内容。

二、教学内容纲要

1 厚壁园筒基本假设；

2 厚壁园筒物理模型；

3 厚壁圆筒内的应力应变分析；

4 强度理论概念及常用强度理论具体内容。

三、重点、难点

1 厚壁圆筒内的应力应变分析；

2 强度理论概念。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）

1 厚壁圆筒与薄壁圆筒的主要区别是什么？

2 厚壁圆筒内应变与径向位移具有什么关系？

3 厚壁圆筒内应力和应变与内压、外压有什么关系？

4 厚壁圆筒内应力和应变与半径有什么关系？

5 什么是强度理论？常用的强度理论有哪几种？火炮设计一般采用哪种强度理论？

第4次课(2炮身设计：2.2单筒身管设计：2.2.3单筒身管的强度极限,2.2.4 身管理论强度曲线，2.2.5 单筒身管设计)

一、教学目的和要求

熟悉单筒身管的弹性强度极限和单筒身管的理论强度极限概念，熟悉提高单筒身管的弹性强度极限技术途径，掌握单筒身管设计方法。

二、教学内容纲要

1 单筒身管的弹性强度极限概念、表达式，以及身管弹性强度极限与材料、壁厚、轴向应力、动载的关系；

2 安全系数、单筒身管的理论强度曲线概念，以及理论强度曲线求作；

3 单筒身管设计流程。

三、重点、难点

单筒身管的弹性强度极限和单筒身管的理论强度极限概念，单筒身管设计方法。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

1什么是单筒身管弹性强度极限？采用第三强度理论推导单筒身管弹性强度极限，并分析其与第二强度理论的差别。

2分析壁厚、材料对单筒身管弹性强度极限的影响。

3 按第Ⅱ强度理论推导给定外压条件下单筒身管的强度极限，并分析其影响和提供外压的途径。

4 身管的安全系数的含义？如何选取？

5 什么是单筒身管理论强度极限？

6 身管外部结构设计要求主要有哪些？