火炮后坐仿真试验系统及其动力学数值仿真

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1、第!!卷第!期兵工学报-./0!!+.0!!""#年$月%&’%%()%)*+’%(,,)23!""#1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111火炮后坐仿真试验系统及其动力学数值仿真姚养无4华北工学院机械电子工程系5山西太原5"6""$#7摘要本文在介绍火炮后坐仿真试验系统基本原理的基础上5根据系统的特点5采用火炮后坐与内弹道计算相结合的方法建立了动力学数值仿真模型5对两种不同类型的火炮作了仿真计算5并与试验结果进行

2、了对比5结果表明数值仿真与仿真试验具有良好的一致性5因而对仿真试验具有较强的指导作用8关键词火炮9数值仿真9仿真试验中图分类号’:6";<0#火炮后坐仿真试验系统是一种以火药为能源的>0E仿真试验时被推动部分与试验装置的后坐仿真加载装置5能在不发射实弹的情况下使被试火部分的能量比炮后坐部分产生与实弹射击时相同或近似相同的动火炮后坐仿真试验系统类似于一门短管滑膛态效应8它具有仿真精度好=节省弹药=不用大面积炮5同理可得仿真试验时被推动部分与试验装置后靶场=使用安全方便等优点8据有关资料报道5美国坐部分所获得的

3、能量比为岩岛兵工厂研制出一种固定式火药型仿真试验台5#!?F@#用于对炮架及后坐机构进行验收试验9西德莱茵金!BFD!AA4#0!7#!?F属公司集团阿维亚斯特公司也研制出一种火炮动力BF@!!试验台5供西德联邦部队使用8但有关仿真试验系统式中5B为试验装置后坐部分的质量9?为被推动FF的动力学分析与仿真效果报道较少8为了对火炮进部分的质量9@分别为被推动部分和试验装置后#=@!行仿真试验5必须对火炮仿真试验系统的系统动力坐部分的绝对速度8学仿真及与试验结果的对比进行研究5以完善仿真以某#!!榴弹炮为例5其

4、BAG6"HI5?A理论并提高仿真试验的仿真精度8!#0J;HI5?FAGK"HI5BLA$"""HI5则能量比D#A>火炮后坐仿真试验系统的基本原理"0"!65D!A$0#8也就是说5火炮发射时后坐部分所获得的能量只是弹丸所获得能量的!06M5而仿真>0>火炮发射过程后坐部分与弹丸的能量比试验时被推动部分所获得的能量为试验装置后坐部火炮实弹射击时的动量公式为分所获得能量的$倍多8这样5对被试火炮进行仿真?@ABC试验所需的火药量是很小的8式中5B=?分别为火炮后坐部分和弹丸的质量9C在给定被试火炮的情况下

5、5根据4#0#7式=为火炮后坐部分的绝对速度9@为考虑后坐部分速4#0!7式及仿真试验的目的5可估算出仿真试验时所度影响的弹丸绝对速度8需要的装药量8则发射时后坐部分与弹丸所获得的能量比为>0N火炮后坐仿真试验系统的工作原理#BC!火药型火炮后坐仿真试验加载装置的动力源是!?D#AA4#0#7火药5其核心部分OO冲量发生器的原理如图#0##!B?@!所示8!"""年$月收稿5!""#年!月定稿8第7期火炮后坐仿真试验系统及其动力学数值仿真!83图!"!冲量发生器结构#$%"!"!&’()*’)(+,-’.+

6、/)01+(图7"!动态仿真试验系统受力分析#$%"7"!G,HI$J%HJH0K1$1,-’.+IKJHL$*仿真试验时2点燃燃烧室3中的火药2燃烧后1$L)0H’$,J’+1’1K1’+L生成的火药燃气压力作用于活塞部件4的一端2以分的绝对位移6活塞部件的另一端推被试火炮5的炮口2使其后坐以被试火炮后坐部分为研究对象2根据牛顿第部分产生后坐6当推至预定的行程时2燃烧室中的二定律2有火药燃气经筒体7上的排气孔8排向外界6继之作用于活塞部件上的主动力急剧下降并受阻停止运IN!<=M11>1P?!@P;-!P

7、;*!C7"!DIO动2与被试火炮炮口分离6之后2被试火炮的后坐而Q7R部分单独进行惯性后坐与复进6与此同时2作用于;*!

8、用终IN!=1>1P^!了时2能使被试火炮后坐部分获得与实弹射击相同