火炮与自动武器原理简明教程
火炮与自动武器系统动力学
第一章 概述 第二章 动力学基础 第三章 火炮与自动武器系统动力学 第四章 自动机动力学 第五章 火炮与自动武器动力学有限元方法 第六章 射击稳定性和射击密集度
第一章 概述
第一节 火炮与自动武器发射过程 第二节 火炮与自动武器动力学的分析方法
㈠多体系统动力学分析方法 ㈡有限元分析法
第五节 基于有限元的武器动态优化
㈠基于有限元分析的优化 ㈡自动武器的动态优化实例
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第六章 射击稳定性和射击密集度
第一节 射击稳定性
㈠火炮射击稳定性的概念 ㈡基于动力学仿真的射击稳定性分析方法
第二节 武器射击密度
㈠射击精度分析 ㈡基于弹炮耦合动力学模型的起始扰动分析
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第五节 基于ADAMS的火炮与自动武器系 统优化
㈠火炮与自动武器系统优化的一般过程 ㈡基于ADAMS的武器系统优化方法
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第四章 自动机动力学
第一节 经典自动机动力学理论
㈠机构运动微分方程 ㈡机构传速比 ㈢机构传动效率 ㈣撞击 ㈤机构运动微分方程的求解方法 ㈥典型武器自动机运动计算
第二节 浮动自动机动力学分析
㈠浮动自动机简介 ㈡浮动自动机运动微分方程 ㈢浮动自动机运动微分方程的求解 ㈣典型浮动自动机动力学计算实例
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第五章 火炮与自动武器动力学 有限元方法理 ㈡有限元基本单元 ㈢大型商用FEM通用软件分类 ㈣几种常用大型的FEM通用软件
第二节 有限元分析一般过程
㈠分析对象及简化模型
㈡建立几何模型 ㈢建立有限元分析模型（前处理） ㈣递交分析 ㈤评价分析后果（后处理）
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第三节 火炮动力学问题的有限元方法
㈠概述 ㈡建立火炮有限元模型 ㈢自行火炮的动态特性与响应计算
火炮与自动武器
（2） 进行火炮与自动武器多体系统动力学建模和仿真，全面预测发射 过程中武器系统的动力学特性，预测各构件承受的载荷，为评价武器工
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牛顿-欧拉法为矢量力学方法。牛顿-欧拉法中要求对每个刚体列写动 力学方程，由于铰约束力的存在，使得动力学方程中含有大量的、不 需要的未知变量，所以采用牛顿-欧拉方法，必须制定出便于计算机识 别的刚体联系情况和约束形式的程式化方法，并自动消除约束反力
拉格朗日方程法是分析力学的一种方法，是关于约束力学系统的动力 学方程。它有两种形式：一种是第一类拉格朗日方程，用直角坐标表 示的带有不定乘子的微分方程，既适用于完整系统，也适用于线性非 完整系统；另一种是第二类拉格朗日方程，用广义坐标表示的微分方 程，只适用于完整系统。
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二 、有限元分析方法
已经发展的数值分析方法可以分为两大类。一类以有限差分法为代表。 其特点是直接求解基本方程和相应定解条件的近似解。
另一类数值分析方法是有限元法，有限元法把一个连续体系统离散成 有限个单元，每个单元采用近似函数表示，采用“有限个单元”组成 的系统来近似连续体系统。
有限元法的一般求解步骤如下：第一步将连续体简化为由有限个单元 组成的离散化模型；第二步对离散化模型求出数值解答。
（1） 物理概念清晰。 （2） 灵活性与通用性。
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第三节 火炮与自动武器动力学的应用范围
火炮与自动武器动力学是火炮与自动武器专业方向的主干课程，是当前 培养合格的火炮与自动武器专业技术人才过程中不可缺少的重要环节之
火炮自动机的功能及作用过程
火炮自动机的功能及作用过程
在现代战争中，战场目标的机动性能不断提高，要求火炮实现发射过程的自动化或半自动化，以提高发射速度，并改善炮手的操作条件。
根据火炮发射过程自动化的程度，可分为自动炮、半自动炮和非自动炮三类。
火炮发射过程一般包括以下动作：击发、回收击针、开锁或开闩、抽筒和抛筒、供弹、输弹、关门和闭锁等。
凡自动完成上述动作，并构成射击循环的火炮，称为自动炮。
例如某些中、小口径高射炮、舰炮和航空炮等；部分发射动作如装填、击发由人工完成，其余动作皆自动完成者，称为半自动炮，例如某些中、小口径坦克炮、反坦克炮和加农炮，全部发射动作由人工完成的火炮，称为非自动炮。
例如某些榴弹炮及旧式大口径地面火炮。
自动炮的核心部分是自动机，它是火炮能自动完成连续射击并构成射击循环的各种机构的总称。
广义地说包括下述机构。
炮身：包括身管、炮尾及炮口装置等；
炮闩机构：包括闭锁、开闩、抽筒、抛筒和击发等机构；
供弹和输弹机构；
保险机构；
反后坐装置及缓冲器等。
此外，还有一些辅助机构，如首发装填机构，为更换身管及分解、结合自动机而设的机构等。
上述机构间与炮架有机地组合在一起，射击过程中按预定规律循环动作，以实现连发射击。
有些火炮的自动机是靠发射时火药燃气能量(称内能源)进行工作；
有些火炮自动机是利用外部能源，如电动机、压缩空气，液压马达等进行工作。
上一篇：。
火炮的工作原理
火炮的工作原理一、引言火炮是一种可以发射高速炮弹的武器，广泛应用于军事、民用和科学领域。
其工作原理涉及到多个方面，包括能量转换、热力学、机械学等知识。
本文将从火炮的结构、工作原理和发射过程三个方面进行介绍。
二、火炮结构火炮通常由枪管、弹药库、枪盾和准星等部分组成。
其中，枪管是最关键的部分，它负责将爆炸产生的气体能量转换为高速运动的炮弹。
三、火炮工作原理1. 能量转换当引信引爆火药时，火药会迅速燃烧并产生大量高温气体。
这些气体会向枪管内膨胀，并在枪口形成高压区域。
这种能量转换过程被称为化学能转换为气体动能。
2. 热力学在气体膨胀过程中，气体温度和压力均会急剧上升。
此时，需要考虑到理想气体状态方程（PV=nRT）以及焓变等相关知识。
在高温高压的条件下，气体会产生巨大的动能，从而推动炮弹飞出枪管。
3. 机械学火炮发射过程中，还需要考虑到弹道学、空气阻力等因素。
炮弹在离开枪口后会受到重力和空气阻力的作用，其飞行轨迹也会受到影响。
因此，在设计火炮时需要考虑这些因素，并进行相应的计算和优化。
四、火炮发射过程1. 点火点火是火炮发射过程中的第一步，也是最关键的一步。
如果点火不成功，整个发射过程将无法进行。
通常采用电子点火或者摩擦点火等方式进行。
2. 爆炸当点火成功后，引信将引爆火药，并产生大量高温气体。
这些气体会向枪管内膨胀，并推动炮弹向前运动。
3. 发射当炮弹离开枪口时，其速度已经达到了很高的水平。
此时需要考虑到弹道学和空气阻力等因素，以确保炮弹能够准确地命中目标。
五、总结火炮是一种非常复杂的武器，其工作原理涉及到多个学科领域。
在设计和制造火炮时，需要考虑到多个因素，并进行相应的计算和优化。
通过本文的介绍，读者可以更好地了解火炮的结构、工作原理和发射过程。
40毫米火炮自动机工作原理
40毫米火炮自动机工作原理以40毫米火炮自动机工作原理为标题，我们来详细了解一下该装置的工作过程和原理。
一、引言40毫米火炮自动机是一种用于射击的装置，它能够自动完成装填、发射和弹壳弹出等一系列动作。
它广泛应用于军事领域，具有快速射击、精确命中目标等特点。
二、工作原理1. 装填阶段在装填阶段，40毫米火炮自动机首先会将弹药从弹仓中取出，并将其送入弹膛。
这一过程是通过电动机或气动机构来实现的。
自动机会根据预设的程序和指令来执行相应的动作，确保弹药的准确装填。
2. 发射阶段在发射阶段，自动机会通过电子控制系统对火炮进行控制，确保发射时的稳定性和精确度。
自动机会通过气体压力或者弹簧机构将弹头推入弹膛底部，同时引爆药包，产生高压气体。
高压气体会将弹头推出弹膛，向目标射击。
3. 弹壳弹出阶段在弹壳弹出阶段，自动机会将已经发射的弹壳从弹膛中排出。
这一过程通常是通过弹壳弹出机构来实现的。
自动机会将弹壳推出火炮，并将其收集到弹壳收集器中，以便后续处理。
三、主要组成部分1. 电动机或气动机构：用于驱动自动机的装填和弹壳弹出等动作。
2. 电子控制系统：用于对火炮进行控制和调节，确保发射的稳定性和精确度。
3. 弹仓：用于存放弹药，自动机会从弹仓中取出弹药进行装填。
4. 弹膛：用于存放弹药和产生高压气体，确保弹头向目标射击。
5. 弹壳弹出机构：用于将已经发射的弹壳排出火炮，并将其收集到弹壳收集器中。
四、优势与应用40毫米火炮自动机具有以下优势：1. 快速射击：自动机能够在极短的时间内完成装填、发射和弹壳弹出等一系列动作，大大提高了射击速度。
2. 精确命中目标：通过精密的电子控制系统，自动机能够对火炮进行精确控制，提高了射击的准确度。
3. 作战效率高：自动机能够自动完成装填和弹壳弹出等动作，减轻了操作人员的负担，提高了作战效率。
40毫米火炮自动机广泛应用于军事领域，特别是陆军和海军的装备中。
它可以用于对地面目标和空中目标进行射击，具有重要的战略意义。
《火炮与自动武器原理》之分分合合
《火炮与自动武器原理》之分分合合作者：杜中华来源：《科技视界》2018年第36期【摘要】对《火炮与自动武器原理》课程中身管类型、膛线类型、身管强度理论、反后坐装置类型、反后坐装置力、自动机类型、自动机动力学、火炮与自动武器中的力学体系等内容中蕴含的分分合合的理念，进行了深入剖析，揭示了其内在机理，对学习该课程具有很好的助力作用。
【关键词】火炮与自动武器原理；分分合合；类型；动力学；力学体系中图分类号： TJ301 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0131-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.36.056Gan and Automatic Weapon Theory’s Separation and CombinationDU Zhong-hua（Shijiazhuang Campus of Army Engineering University， Shijiazhuang Hebei 050003，China）【Abstract】The separation and combination ideas in tube type， rifle type， tube intensity theories recoil mechanism type， recoil mechanism forces， automatic mechanism type， automatic mechanism dynamics， mechanics system were deeply analyzed and great help to study the gun and automatic weapon course was offered.【Key words】Gun and automatic weapon theory； Separation and combination； Type；Dynamics； Mechanics system0 前言“天下大势，分久必合，合久必分”。
自行火炮装弹机原理结构-概述说明以及解释
自行火炮装弹机原理结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:自行火炮是一种由机动车辆携带的火炮武器系统，具有快速机动性和高射击精度的优势，被广泛应用于现代战争中。
而自行火炮的核心组成部分之一就是装弹机，它负责将弹药从弹药库传送至火炮炮塔内，完成装填的过程。
自行火炮装弹机的设计和性能直接影响到火炮的射击速度和稳定性，因此其结构和原理显得尤为重要。
本文将深入探讨自行火炮装弹机的原理和结构，希望通过对其进行剖析和解读，让读者更加全面地了解这一关键部件的工作原理及关键构成部分，进而对自行火炮系统有更深入的认识。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分，其中引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
正文部分主要分析自行火炮装弹机的原理和结构，包括自行火炮装弹机原理和自行火炮装弹机结构两个小节。
最后是结论部分，总结了文章的主要内容，并展望了自行火炮装弹机在未来的发展方向。
整个文章结构清晰明了，逻辑性强，旨在全面深入地探讨自行火炮装弹机的相关内容。
1.3 目的本文旨在深入探讨自行火炮装弹机的原理和结构，通过对其工作原理的分析和结构的解剖，帮助读者更好地了解自行火炮装弹机的工作机制和运行方式。
同时，通过对比不同型号和不同制造商的自行火炮装弹机，为读者提供更全面的了解和选择。
最终，希望通过本文的研究，能够促进自行火炮装弹机技术的进步与发展，为军事装备领域的发展和国防建设做出贡献。
2.正文2.1 自行火炮装弹机原理自行火炮装弹机是一种能够自主完成火炮装填弹药的机械装置。
其原理主要包括以下几个方面：1. 弹药供给原理：自行火炮装弹机通过弹药供给系统，将弹药从弹药储存仓库输送至装弹机构。
这个过程涉及到传输装置、传送链条和供给装置等多个部件的协同工作。
2. 装填动作原理：一旦弹药被输送至装弹机构，装弹机构通过自身的装弹动作来将弹药装填至火炮弹仓内。
这个过程需要结合弹仓和弹药的尺寸，确保弹药能够准确地被装填至指定位置。
第二章 火炮工作原理.
图2-17 射弹散布
图2-18 空炸散布
1. 散布有一定范围。在水平面上弹着点的散布区域为椭圆形，其长 轴沿射程方向，短轴在左右方位上；高射炮用榴弹对空中目标射击 时，其炸点的散布为一椭球，长轴朝射击方向。 2. 散布具有对称性。以椭圆(球)的中心为对称点，其上下、左右、前 后的落(炸)点数目及位置大致相同。 3. 散布是不均匀的。离对称中心越近，落(炸)点越多，离对称中心越 远，落(炸)点越少。
图2-12
弹丸不稳定飞行
三、 空气弹道的特点
空气弹道与真空弹道相比，具有下述特点： 1. 弹丸在空中飞行，其质心运动轨迹不仅决定于初速和射角， 还决定于弹丸的弹道系数C，并且与射击时的气象条件有 关(如风速、风向、空气的温度、湿度和压力等)， 弹道系数C是表示弹丸结构特征的一个综合参量。与弹形、 弹丸质量和尺寸有关。C=i×10×d2/m，I为弹形系数，m 为弹丸质量 (Kg) ， d为口径 (dm) 。 C值小，则空气阻力加 速度就小，弹丸飞行速度衰减较慢，要提高射程，就应 改善弹形，降低I值；或增加弹丸的断面密度m /d2 ，长杆 式次口径钨心穿甲弹就是增大m /d2值的一个实例。 2. 不对称性。空气弹道的升弧和降弧并不对称，升弧平缓且 长，降弧陡峭而短；落角大于射角；落速小于初速，最 小速度值不在弹道最高点，而在降弧上某一点。 。 3. 最大射程角不一定是45 ，而是随不同的弹丸、不同的初 速而异。
图2-4 各时期膛压、速度－时间曲线 1- 膛内时期(实线)；2 -后效时期(虚线)
2.2.2 影响初速和最大膛压的主要因素
现靶场内常用的一种微分修正公式如下：
pm 3 m 4 W0 4 e1 2 0.0036t 0.15H % pm 4 m 3 W0 3 e1 vm 3 2 m 1 W0 1 e1 0.0011t 0.04H % vm 4 5 m 3 W0 3 e1
火炮工作原理
二 内弹道学
内弹道学是研究发射过程中炮膛内的火药燃烧、 物质流动、能量转换、弹体运动和其他有关现象 及其规律的学科，是弹道学的一个分支。
内弹道学的研究对象归纳起来主要有4个方面： 内弹道学研究的主要内容和基本任务是： 反映火炮内弹道的特点 （如图） 为了选择最优化的设计方案，内弹道学根据所研
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射角图
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方位角图
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曲线图
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主要标准
(1) 最大压力。 (2) 示压系数(或炮膛工作容积利用系数)。（如图） (3) 弹道效率。
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最大压力和弹丸炮口都能都相同时的p-l曲线
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三 外弹道学
外弹道学是研究弹丸在空中的运动规律及有关现 象的学科，是弹道学的一个分支。
外弹道学的研究内容
作用于弹丸的力和力矩主要是地球的作用力和空 气动力。
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自动电子瞄准具
自动电子瞄准具主要是供地炮自动射击的瞄准装 置，由控制显示装置、间接瞄准和直接瞄准装置 组成，它能自动地控制瞄准具的方位角、计算高 低角、修正火炮倾斜度、显示射击诸元，避免了 人工装定的误差，提高了射击精度。
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激光瞄准具
激光瞄准具是利用可见激光束进行瞄准的装置， 一般由高低、方向调整机构和激光器组成。它应 用准直激光束直线传播的特性，只要使激光束照 准目标，即可射击。它的主要特点是能双目同时 瞄准，反应时间快，射击精度高。
三 外弹道学
研究质心运动规律的目的，在于准确地获得弹道 上任意点的坐标、速度、弹道倾角和飞行时间等 弹道诸元，以及在非标准条件下的射击修正量。 （如图）
弹丸的飞行稳定性取决于它的运动参量、气动力 参量和结构参量。（如图）
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自动武器原理与构造学
自动武器原理与构造学
自动武器是一种可以连续射击的火器，它可以在一次扣动扳机的动作下发射多发子弹。
它的原理和构造是通过一系列复杂的机械装置来实现的。
首先，自动武器需要一个源源不断的子弹供应系统。
这通常是通过弹匣来实现的，弹匣中装有多发子弹，可以将其连续供给给枪管。
自动武器通常有一个弹匣插槽，可以将弹匣插入其中，将子弹装到枪中。
其次，自动武器需要一个机械装置来连续引发子弹的发射。
这通常是通过枪机构造来实现的。
枪机包括击锤（或撞针）、撞发器和扳机等部件。
当扳机被扣动时，撞发器会与击锤相互作用，使得击锤以高速撞击底火或底火盒，引发火药的爆炸，从而推动子弹从枪管中发射出去。
在连续射击中，每次扣动扳机都会使得枪套内的机械装置重新设置，以便于下一发子弹的发射。
此外，自动武器通常还有一种能够自动上下移动的枪机反作用装置，以避免枪口上下翘起，影响射击精度。
这种反作用装置通常是利用后座力的原理，通过将一部分后座动能转移到枪机反作用装置上，从而达到稳定枪口的目的。
除了以上的基本构造，自动武器还可能有其他复杂的机械装置，如气动和电动系统，用于控制枪机的复位和子弹的供应等。
这些装置可以提高自动武器的射速、精度和可靠性。
总之，自动武器的原理和构造是通过一系列机械装置实现的，它可以连续射击多发子弹。
这些装置包括弹匣供弹系统、枪机构造、枪机反作用装置等，它们相互配合，使得自动武器能够达到高射速、精确射击的效果。
火炮控制系统及原理
火炮控制系统及原理火炮控制系统是指用于控制火炮射击的一套设备和程序。
它的主要功能是通过各种传感器和计算机算法，实现火炮的定位、瞄准和射击控制，以达到精确打击目标的目的。
本文将介绍火炮控制系统的原理和工作流程。
一、火炮控制系统的组成部分火炮控制系统由多个组件组成，包括火炮本身、传感器、计算机、控制装置和显示器等。
火炮通过传感器获取目标和环境信息，将这些信息输入计算机进行处理，并通过控制装置控制火炮的瞄准和射击。
1. 传感器：火炮控制系统中常用的传感器包括雷达、光电传感器、惯性导航系统等。
雷达可以探测目标的距离、角度和速度等信息，光电传感器可以获取目标的图像和热辐射信息，惯性导航系统可以测量火炮的运动状态和姿态。
2. 计算机：计算机是火炮控制系统的核心，它负责处理传感器获取的信息，并进行数据融合、目标识别和火炮控制算法的计算。
计算机还可以根据火炮的性能参数和环境条件，计算出最佳的射击参数，以确保火炮的精确打击。
3. 控制装置：控制装置将计算机计算得到的射击参数传输给火炮，控制火炮的瞄准和射击。
控制装置通常由电气和机械部分组成，电气部分负责信号的传输和转换，机械部分则负责火炮的瞄准和射击动作。
4. 显示器：显示器用于显示火炮控制系统的工作状态和射击结果。
它可以显示火炮的位置、目标的图像和火炮的射击精度等信息，帮助操作人员监控火炮的工作情况。
二、火炮控制系统的工作原理火炮控制系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 目标探测和定位：火炮控制系统通过传感器获取目标的信息，包括距离、角度和速度等。
计算机根据这些信息计算目标的位置和运动轨迹，以确定最佳的射击方位。
2. 目标识别和分类：计算机通过目标识别算法对传感器获取的图像和数据进行处理，识别目标的类型和特征。
根据目标的类型和特征，计算机可以确定火炮的打击策略和射击参数。
3. 火炮瞄准和射击：计算机根据目标的位置和运动轨迹，计算出火炮的瞄准角度和射击参数。
控制装置将这些参数传输给火炮，控制火炮的瞄准和射击动作。
火炮工作原理
火炮工作原理
火炮是一种利用火药或其他爆炸物产生高压气体，通过枪管将炮弹射出的武器。
它是现代战争中重要的武器之一，具有远程射击、高杀伤力的特点。
火炮的工作原理主要包括装药、点火、燃烧和炮弹射出四个步骤。
首先，装药。
在火炮的枪膛内放入火药或其他爆炸物，然后用火药室封闭，以
确保爆炸物不会提前引爆。
火药的种类和数量会影响火炮的射程和威力，因此需要根据具体需求进行选择和计量。
接着是点火。
当火炮准备好后，点火装置会引发火药的爆炸，产生高压气体。
点火装置一般是由电子元件或者机械装置组成，能够在极短的时间内将火药点燃。
然后是燃烧。
火药爆炸后，产生的高压气体会迅速膨胀，推动炮弹向前运动。
这种高压气体的产生是火炮射击的关键，也是火炮能够发挥杀伤力的重要原因。
最后是炮弹射出。
随着高压气体的不断膨胀，炮弹在枪管内获得巨大的动能，
最终被迫射出枪口。
炮弹的射出速度和射程取决于火炮的设计和火药的种类，通常情况下，火炮射出的炮弹速度非常高，能够造成严重的破坏和伤害。
除了这些基本的工作原理外，火炮的射击还受到一些其他因素的影响，比如气候、枪管磨损、炮弹质量等。
这些因素都会对火炮的射击精度和威力产生影响，因此在实际使用中需要进行精确的调整和控制。
总的来说，火炮是一种利用爆炸物产生高压气体，将炮弹射出的武器。
它的工
作原理包括装药、点火、燃烧和炮弹射出四个步骤，通过这些步骤，火炮能够发挥其远程射击、高杀伤力的特点，成为现代战争中不可或缺的重要武器之一。
《火炮与自动武器原理》之花开花落
《火炮与自动武器原理》之花开花落0 前言随着军事科技的发展，火炮与自动武器技术也在不断推陈出新，旧的技术隐去，新的技术日盛，更新的技术则遥现。
大浪淘沙，优胜劣汰，在兵器领域表现得更为明显。
静观兵器工程专业核心理论课程《火炮与自动武器原理》中相关技术的“花开花落”，细思其智慧涌动，对该课程的学习大有裨益。
1 弹丸的飞行最早的弹丸为石弹，那时的火炮也叫做抛石机。
中国出现黑火药后，抛石机开始抛射盛装黑火药的罐子，火炮进入热兵器时代，近代弹丸里面还装入了炸药，其威力发生了巨大的变化。
早期的弹丸是球形的，为了使其飞得更远，后来变成了长圆柱形，再后来弹丸前部越发尖锐，圆柱部越来越短，成为“枣核”形，非但如此，为减小空气阻力，还开始在弹丸尾部设置空腔或者设置少量药柱做成底凹弹和底排弹，甚至在弹丸后部设置大量的药柱做成火箭增程弹，近年来，更是利用超压发动机和冲压发动机使弹丸能够飞行到100km以上。
早期的弹丸飞出炮膛后是不受控制的，当射程较远时，弹丸弹着点通常有较大的散布，随着信息技术的发展，弹丸上面开始安装翼片和控制器，可以在飞行中对其姿态进行控制，从而大大提高弹丸的射击精度，使弹丸“点穴式”打击成为可能。
总体来看，弹丸的威力越来越大、射程越来越远、精度也越来越高[1-3]。
2 发射药的革命将弹丸高速抛射出去是需要能量的，最早的抛石机是利用人力发射的。
中国出现黑火药后，黑火药迅速成为枪炮的能量来源，黑火药燃烧后生成大量气体，将这些气体聚拢在管状容器中，可将弹丸高速抛出。
要指出的是，黑火药作为发射药使用了近1000年的时间。
由于黑火药燃烧时产生烟雾，燃烧后有残渣，近代被含能量更高、燃烧更为清洁的无烟火药代替，无烟火药是目前枪炮的主用发射药，其主要成分是硝化棉和消化甘油。
为进一步提高发射药能量，人们还尝试使用液体发射药，正在研究硝氨等高能发射药。
随着发射药能量的提高，其燃烧时产生巨大的热量已经严重影响身管的性能，为此新的发射能量也在积极的探索之中，譬如电磁炮利用电磁能发射弹丸、轻气炮利用压缩氢气或氦气发射弹丸等。
火炮与自动武器动力学
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图1 常用单元
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图5-2 弹簧元 图5-3 集中质量单元
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图5-4 杆单元
图5-5 梁单元
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图5-6 面单元
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图5-7 体单元
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5.1.3 大型商用FEM通用软件分类
有限元分析（FEA）和计算机辅助工程（CAE）软件主要有以下几大类：
（1） 结构分析用前后处理器。 （2） 设计工程师用CAE分析软件 （3） 隐式线性和非线性结构分析软件。 （4） 显式非线性结构分析软件。
第5章 火炮与自动武器动力学 有限元方法
Hale Waihona Puke 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
有限元法基本理论 有限元分析一般过程 火炮动力学问题的有限元方法 机枪发射动力学问题的有限元方法 基于有限元的武器动态优化
第一节 有限元法基本理论
5.1.1 动力学问题的有限元法基本原理
三维弹性体动力学基本方程
平衡方程 几何方程 物理方程 边界条件
（5－1） （5－2） （5－3） （5－4）
（5－5）
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以三维实体为例，有限元处理弹性体动力学问题的基本步骤如下 （1） 结构离散化。 （2） 构造插值函数。 （3） 形成动力学方程。 （4） 求解方程。振型叠加法、逐步积分法 （5） 计算系统的应力、应变与响应。
5.1.2 有限元基本单元
在实用化的几何造型系统中，为了克服某种模型的局限，常统 一使用线框、表面和实体三种模型的表示方法。
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5.3.2
可见要想真实精确的进行火炮发射动力学仿真，实体造型是必不可少 (1） 为动力学分析提供部件以及全炮的质量、质心位置和转动惯量 （2） 通过在实体模型上划分有限元网格，可极大地简化有限元建模 （3）
自动武器原理与构造pdf
自动武器原理与构造pdf
1 自动武器原理与构造
自动武器是一种能够连续射击的武器，它的自动化设计大大提高了武器的火力和射击速度。
本文将介绍自动武器的原理和构造。
2 自动武器的原理
自动武器的原理主要是利用火药爆炸的动能，将子弹从枪管中推出。
自动武器的击发系统通常包含扳机、撞击针和保险机构。
当枪手按下扳机时，撞击针便会撞向子弹底部，导致火药开始燃烧并爆炸。
火药爆炸产生的高温和高压气体便会将子弹从枪管中推出。
3 自动武器的构造
自动武器通常由以下几个部分组成：枪机和弹匣、枪托和护手、枪管和枪口制退器、瞄准系统和托底。
其中，枪机和弹匣是自动武器最重要的两个部分。
枪机是自动武器的核心部件，包括了枪机本身、枪机组、击发器等部件，其中枪机组是自动武器的重要部分，它是自动武器的动力源头，通过与枪托、弹匣配合，自动完成装填、射击和上膛等动作。
弹匣则用于存放子弹，在枪机组将子弹压入枪管之前先将其推到枪机组中，因此弹匣的大小和结构对自动武器的射击能力有很大的影响。
枪托和护手是自动武器的握把部分，用于紧握和稳定武器。
枪管和枪口制退器则用于缓冲子弹抛出后的后座力，使枪手能够快速、准确地进行连续射击。
4 总结
自动武器的原理和构造离不开枪机和弹匣，通过不同的设计和配合，使得自动武器在战争中的威力得以充分展现。
与此同时，自动武器的设计也在不断演变和改进，以适应现代战争的需求。
40毫米火炮自动机工作原理
40毫米火炮自动机工作原理以40毫米火炮自动机工作原理为标题，我们来介绍一下该火炮自动机的工作方式和原理。
1. 引言40毫米火炮自动机是一种常见的火炮系统，广泛应用于陆军和海军中。
它具有自动装弹、自动射击的功能，能够实现快速连续射击，提高火力输出效率。
下面我们将详细介绍其工作原理。
2. 组件和结构40毫米火炮自动机主要由以下几个组件组成：- 枪管：用于发射炮弹的管道。
- 炮弹供给系统：负责将炮弹送入火炮内。
- 弹药库：存放炮弹的地方。
- 自动装填机构：负责将炮弹从弹药库送入火炮内，并完成装填。
- 瞄准系统：用于瞄准火炮的目标。
- 控制系统：负责控制火炮的射击和操作。
3. 工作原理3.1 炮弹供给在火炮的运行过程中，炮弹供给系统起到了关键作用。
它通过弹道传感器和控制系统的协作，实现自动将炮弹送入火炮内。
通常情况下，炮弹会从弹药库中被抓取，然后经过传送带或者装填臂送入火炮。
3.2 自动装填自动装填机构是40毫米火炮自动机的核心组件之一。
它负责将炮弹从弹药库中取出，并将其送入火炮内。
在自动装填的过程中，需要注意装填的时机和速度，以确保火炮的连续射击效果。
自动装填机构通常由电动机、传动装置和装填臂等部件组成。
3.3 射击控制射击控制是40毫米火炮自动机另一个重要的组成部分。
它通过控制系统接收目标信息，并将其转化为火炮的调整和射击指令。
在射击过程中，控制系统会根据目标的距离、速度等信息，计算出最佳的瞄准角度和火炮发射时机，从而实现精确射击。
4. 工作流程40毫米火炮自动机的工作流程可以简单描述如下：- 当目标被探测到后，控制系统会计算出火炮的瞄准角度和发射时机。
- 自动装填机构会将炮弹从弹药库中取出，并将其送入火炮内。
- 火炮会根据控制系统的指令进行调整和瞄准。
- 当瞄准角度和发射时机到达后，火炮会自动发射炮弹。
- 发射后，控制系统会根据目标的变化情况，进行下一轮的瞄准和射击。
5. 总结40毫米火炮自动机通过自动装填和射击控制，实现了火炮的自动化操作。
火炮发射原理
火炮发射原理
火炮是一种利用火药等燃料产生高压气体，通过枪管将炮弹射
出的武器。
其发射原理主要包括火药燃烧产生高压气体、气体推动
炮弹、炮弹飞行等几个环节。
首先，火炮的发射原理与火药的燃烧有关。
火炮的火药通常是
由硝酸钾、木炭和硫磺混合而成。
当火药受到点火后，发生剧烈的
化学反应，产生大量的高温高压气体。
这些气体在枪管内迅速膨胀，形成极大的压力，将炮弹向前推进。
其次，高压气体推动炮弹飞行。
在火药燃烧产生高压气体的作
用下，炮弹被推出枪管，获得初速。
这个过程需要火炮的枪管具有
足够的强度和刚度来承受高压气体的冲击，同时保持枪管的稳定性，确保炮弹的飞行轨迹准确。
最后，炮弹飞行是火炮发射的最终环节。
炮弹离开枪口后，在
重力的作用下开始下坠，同时受到空气阻力的影响，速度逐渐减慢。
炮弹的飞行轨迹和射程受到多种因素的影响，包括初速、射角、空
气密度等。
火炮的设计和制造需要考虑这些因素，以确保炮弹能够
达到预期的射程和精度。
总的来说，火炮的发射原理是通过火药燃烧产生高压气体，推动炮弹飞行。
这涉及到火药的燃烧特性、枪管的强度和稳定性、炮弹的飞行轨迹等多个方面的知识。
只有充分理解和掌握这些原理，才能设计出性能优良的火炮，确保其在战场上发挥最大的作用。
火炮与自动武器系统动力学
① 部件简化。 ② ③ 载荷简化。 ④ 系统简化。
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第三节
根据模型参数获取的目的不同，可将武器系统动力学模型的参数分为
（1） 模型物理参数。 （2） （3） （4） 模型验证参数。
3.3.1 模型物理参数的获取
J
T2
4 2
(k1l12
k2l22
mgh) mh2
（3） 三线摆装置测试方法。原理图如图3－12所示。
（3－8）
J
R2T 2mg
4 2l
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三、 刚度系数获取方法
（1） 刚度示意图。通常在二维工程图中，不会直接标出刚度系数， 而是画出刚度示意图（力-位移或力矩-角度曲线），可以通过计算得 到大致的刚度系数。如图3－13为某枪击锤簧刚度示意图
图3-36为击锤的角速度、角加速度曲线。图3-37为击锤与扳机接触处 的受力曲线。图3-38为枪弹质心位置变化曲线。
下面给出抛壳过程中弹壳底部中心点的位移、速度、角速度变化曲线。 从图3-39、图3-40、图3-41中可以看出，弹壳被抛出以后，是旋转地
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图3-36 击锤的角速度、角加速度曲线
三、 测力的主要方法是测有关弹性元件的变形。火炮与自动武器上的力多
半要动测，所以采用电阻应变片测定变形。 （1） 测力弹性元件的设计。 （2） 测力传感器的应变电桥设计。 四、 射击精度测试 评价火炮与自动武器的射击精度时，应考核其散布中心误差和射击密
集度是否合乎要求，为此，一般须先校正样枪的瞄准具（可用冷枪校 正镜），使表尺归零时瞄准线与枪膛轴线基本平行。然后，以类似试 枪与射效矫正的方法和要求做好准备，视不同枪种，在一定射距上， 以单发和（或）点射进行。
火炮工作原理
火炮工作原理火炮，是一种使用炮管内的高压气体推动炮弹向目标发射的武器。
其工作原理主要包括装填、点火、燃烧、喷射等。
本文将详细介绍火炮从装填到发射的整个工作流程。
1. 装填火炮的装填通常需要定一定的步骤和注意事项。
首先，需要将炮弹放进炮管中，这一步通常需要配合使用装弹机等设备，以确保炮弹能够稳定地放进炮管中。
其次，需要填充发射药，这一步需要根据炮弹和火炮型号的不同调整药量，并且需要注意药量过多或过少都会影响火炮的发射效果。
2. 点火点火是火炮发射的关键步骤，它把装填在炮管内的发射药点燃，使其热能释放并压缩气体，从而在炮管内创造出巨大的气压，推动炮弹向前发射。
目前，点火方式主要分为电火和雷管两种。
其中，电火点火速度快，可靠性高，但使用电缆和发射装置的成本较高。
而雷管点火则较为便宜，但存在点火不稳定以及无法长时间保存等问题。
3. 燃烧点火后，发射药在炮管内燃烧产生大量的燃气和高温，使其内压急剧上升，达到数百到数千个大气压。
此时，炮弹受到来自后方产生的巨大压力，被推出炮管。
同时，炮弹前端的截面积比后端大，产生的风压使炮弹在发射过程中的飞行姿态得以稳定。
4. 喷射在炮弹被推出炮管后，高压气体也随之喷射出来，形成尾焰。
这一过程的产生是因为燃气在炮口之外的气压下逸散出来，将高温燃气快速卸放，形成瞬间的火焰。
尾焰的持续时间通常很短，但因为其直接暴露在空气中，因此它能够与其他人造的发光物竞相亮眼，同时也会带来极高的噪音和震动。
总体来说，火炮工作原理的核心是将炮弹从炮口推出。
这一过程需要借助燃气和气压，因此火炮必须使用合适的发射药或其他推进系统，来确保能够产生足够的压力和温度。
同时，火炮的点火和喷射机制也需要采用足够的技术手段，来确保火炮能够及时、稳定地完成所有工作步骤。
最终，火炮的性能好坏不仅取决于每个步骤的质量，还取决于各个步骤之间的配合和协同。
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2. 2 炮身受力
火炮在发射时, 高压火药气体将弹丸推向前方, 同时使炮身作后坐运动。发射 对炮身的作用可描述为径向、轴向和切向三个方向的力或力矩。径向作用力 主要由身管承受, 而轴向合力和切向力矩则通过反后坐装置、摇架等传递到 炮架上。
膛内火药气体压力是身管所承受的径向作用力的主要因素。分析身管的强度 或是计算身管允许的压坑深度等问题, 首先要得到身管各截面在各种射击条 件下所可能承受的最大膛压的变化规律, 即身管设计压力曲线。
2. 理论强度曲线
由身管设计压力曲线中各截面的压力值, 乘以对应截面的身管安全系数, 即得 到身管理论强度曲线。
身管的材料
根据火炮性能、身管寿命以及工艺性等方面的要求, 身管的材料应满足下列要求:
1. 具有足够的强度, 发射时身管内表面不应产生塑性变形。材料强度的示性数通常 炮钢是以比例极限来衡量的;
火炮的分类方法有多种。按用途, 分为地面压制火炮(地炮)、高射炮(高炮)、 反坦克炮、坦克炮、航炮、舰炮、岸炮。其中地面压制火炮包括加农炮、榴 弹炮、加农榴弹炮(加榴炮)、迫击炮、迫榴炮和火箭炮等。
按照弹道特性, 分为加农炮、榴弹炮、加榴炮、迫击炮和迫榴炮。 按运动方式, 分为固定炮、牵引炮、自行炮、驭载炮、铁道炮。 按口径大小, 分为大、中、小口径火炮。 按身管内有无膛线, 分为线膛炮和滑膛炮。 按身管个数, 分为单管、双管和多管火炮。 按装填方式, 分为后装炮和前装炮。
为了简化问题, 在讨论单筒身管强度时, 作以下补充假设:
(1) 单筒身管任一横截面是一个内径为r1、外径为r2 的厚壁圆筒;
(2) 身管外表面压力为零;
(3) 忽略身管的轴向力作用。
单筒身管理论强度和实际强度
1. 安全系数
前面根据发射时身管的受力情况, 应用厚壁圆筒理论以及某种强度理论, 建立 了身管弹性强度极限计算公式。
按发射方式, 分为自动炮和半自动炮。自动炮能自动完成连发射击, 半自动炮 能自动完成部分射击动作。小口径高炮、航炮和小口径舰炮都是自动炮。
按瞄准方式, 分为直瞄火炮和间瞄火炮。用瞄准装置直接瞄准目标射击的火 炮称为直瞄火炮; 用瞄准装置间接瞄准目标射击的火炮称为间瞄火炮。
按火炮特征, 分为速射自动炮(高炮、航炮、舰炮)、远程压制火炮(加农炮、 加榴炮、岸炮)、高膛压直射火炮(坦克炮、反坦克炮)、曲射炮(榴弹炮、迫 榴炮)、特种火炮(无后坐力炮、火箭炮、迫击炮)和新概念火炮(电热炮、电 磁炮)等。电热炮指利用电能加热工质产生等离子体来推进弹丸的火炮; 电磁 炮指利用载流导体在磁场中受到的电磁力推进弹丸的火炮。
2. 具有足够的硬度, 以便在装填和发射过程中减小弹丸对炮膛的磨损, 并应进一步 要求在高温时材料仍具有一定的硬度, 以保持耐烧蚀和磨损;
3. 具有较好的韧性, 以便能承受火药气体压力的动力冲击作用, 不致产生脆断。材 料韧性和塑性的示性数通常分别为冲击值αk 和相对断面收缩率ψ ;
4. 材料的性能应该是稳定的, 以抵抗火药气体的高温烧蚀和工作环境的腐蚀作用;
身管必须在各种射击条件下保证具有足够的强度, 也就是要保证不仅不 发生破裂, 而且不能产生塑性变形。由前面分析可知, 只受内压作用的身 管, 不论是应力还是应变均在内表面处有最大值, 因此通常将单筒身管内 表面不产生塑性变形时所能承受的最大内压力, 称为单筒身管弹性强度 极限, 用P1 来表示。不同的强度理论将得出不同的强度极限。
2. 3 单筒身管强度
进行身管的强度计算或者对身管进行应力应变分析时, 通常把身管看成由许 多段理想厚壁园筒组合而成, 并作如下假设:
(1) 身管形状是无限长的理想圆筒形; (2) 材料是均质和各向同性的; (3) 圆筒所受的压力垂直作用于筒壁表面并均匀分布; (4) 圆筒受力变形后仍保持圆筒形, 且各横截面仍保持为平面; (5) 压力看作是静载, 圆筒的各质点均处于静力平衡状态。
5. 材料应适合我国的资源情况和冶炼水平, 并具有较好的工艺性。
身管外形调整
身管设计时, 除需满足强度要求外, 还必须满足火炮总体对身管外形的要求。根 据火炮种类和性能的不同, 火炮总体对身管外形结构的要求也各不相同。但一般 的要求为:
(1) 身管与其他零部件, 如炮尾、炮口制退器等要连接可靠, 拆装方便; (2) 身管的外形应满足炮身后坐与复进的导向要求; (3) 身管的质量和质心位置应满足火炮总体的要求; (4) 身管应具有足够的刚度; (5) 小口径、高射速的火炮身管, 应拆装方便, 以便及时更换灼热的身管; (6) 身管外形应有良好的工艺性。 上述要求是密切联系又相互制约的。
第2 章 炮身原理
2. 1 炮身结构 炮身主要的组成零件是身管、炮尾和炮闩, 有时炮口装置(如炮口制退器等)
也作为其组成零件。 按炮膛结构, 炮身可分为线膛炮身和滑膛炮身。线膛炮身内有膛线, 能使弹丸
产生高速旋转运动, 以保证弹丸飞行时的稳定性。滑膛炮身内没有膛线, 主要 用于迫击炮、无后坐力炮和滑膛反坦克炮。 一般将身管的内部称为炮膛。炮膛通常由药室、坡膛和导向部组成。导向部 可能有膛线, 也可能没膛线。枪械身管的内部称为枪膛。枪膛和炮膛构成类 似, 只不过通常把药室称为弹膛。
火炮与自动武器原理简明教程
第1 章 绪论
火炮与自动武器是以发射药为能源发射弹丸的身管武器系统。通常, 身管口 径20mm 以下的称为枪械, 20mm 及其以上的称为火炮。也可以用“枪炮” 一词统称火炮与自动武器。由于火炮结构远比枪械复杂, 故本教材以火炮为 主, 兼顾枪械的特征。
1. 2 火炮与自动武照战术使用的需要和生产技术的可能对武 器提出的要求, 是设计、鉴定和生产的主要依据。火炮与自动武器的战术技 术要求, 一般可归纳为战斗要求、勤务要求和经济要求三个大的方面。
火炮与自动武器全寿命周期包括研制、生产和使用三个大阶段。研制阶段包 括论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型; 生产阶段主要指生产; 使用 阶段包括存储、使用、维修和报废。。