兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (10): 3732-3743.doi: 10.12382/bgxb.2023.0852
周昊1, 顾桐光1, 苑大威2, 刘科言3, 李朋超2, 贾陆阳3, 王永娟1,*()
收稿日期:
2023-09-01
上线日期:
2024-02-19
通讯作者:
ZHOU Hao1, GU Tongguang1, YUAN Dawei2, LIU Keyan3, LI Pengchao2, JIA Luyang3, WANG Yongjuan1,*()
Received:
2023-09-01
Online:
2024-02-19
摘要:
扬尘环境对枪械的性能与可靠性有着重要影响,依照扬尘试验标准开展全枪寿命试验,得到枪械特性参数的变化规律并分析原因。利用高速摄影与光幕靶记录枪械初速、射频、特征点速度的变化情况,分析解释参数变化对步枪性能退化的影响。将试验用枪设置为对照组,分析枪支的保养对枪械性能的维持效果。试验结果表明:在扬尘环境下弹簧的预压力、自由长度随射弹量增加呈下降趋势,但刚度并没有明显变化,同时弹簧性能退化幅度活塞簧>复进簧>击锤簧;步枪随着射弹量增加会出现明显的挂铜现象,导致导气室的结构参数发生变化;对摩擦副的磨损会导致构件之间的运动间隙增大,但涂油保养会减缓这一退化。基于全枪寿命试验,为阐明扬尘环境下自动机运动特性和故障的影响机理提供了试验验证,对研究小口径步枪性能变化规律提供了数据支撑。
中图分类号:
周昊, 顾桐光, 苑大威, 刘科言, 李朋超, 贾陆阳, 王永娟. 扬尘寿命试验中某小口径步枪的特性参数变化[J]. 兵工学报, 2024, 45(10): 3732-3743.
ZHOU Hao, GU Tongguang, YUAN Dawei, LIU Keyan, LI Pengchao, JIA Luyang, WANG Yongjuan. Changes in the Characteristic Parameters of a Small-caliber Rifle in Fugitive Dust Life Test[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(10): 3732-3743.
设备名称 | 原理(简要) | 作用 |
---|---|---|
Phantom高速摄影系统 | 以高频率对被测运动进行拍照,通过图像识别和处理获得位移、速度 | 测量自动机位移、速度物理量 |
高清2k工业CCD光学显微镜 | 利用光学成像原理,将图像光信息量经照相镜头传递给计算机 | 记录导轨表面颗粒附着情况 |
扬尘环境模拟装置 | 利用输沙设备与风机设备营造特定浓度与风速的扬尘环境 | 模拟扬尘环境 |
XGK-2002型光幕靶 | 通过光电探测器接收到的光通量的变化信号计算弹丸经过两个光幕的时间得到弹丸速度 | 测量弹丸初速 |
Vma-LF-2018型武器射频分析系统 | 根据连发弹丸经过光幕靶的时间次序计算连发平均射频 | 测量射击频率 |
弹簧拉压试验机(三和仪器,SD-50-500) | 对试验材料施加压力,材料发生最大形变时,系统记录下试验材料的最大弹性参数 | 测量弹簧的性能参数 |
表1 试验测量所用设备信息
Table 1 Information about the equipment used in the test
设备名称 | 原理(简要) | 作用 |
---|---|---|
Phantom高速摄影系统 | 以高频率对被测运动进行拍照,通过图像识别和处理获得位移、速度 | 测量自动机位移、速度物理量 |
高清2k工业CCD光学显微镜 | 利用光学成像原理,将图像光信息量经照相镜头传递给计算机 | 记录导轨表面颗粒附着情况 |
扬尘环境模拟装置 | 利用输沙设备与风机设备营造特定浓度与风速的扬尘环境 | 模拟扬尘环境 |
XGK-2002型光幕靶 | 通过光电探测器接收到的光通量的变化信号计算弹丸经过两个光幕的时间得到弹丸速度 | 测量弹丸初速 |
Vma-LF-2018型武器射频分析系统 | 根据连发弹丸经过光幕靶的时间次序计算连发平均射频 | 测量射击频率 |
弹簧拉压试验机(三和仪器,SD-50-500) | 对试验材料施加压力,材料发生最大形变时,系统记录下试验材料的最大弹性参数 | 测量弹簧的性能参数 |
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 348(353) | 26.35(26.25) | 52.6(52.15) | 0.208(0.21) |
第18周期 | 342(346) | 20.53(21.36) | 46.38(46.4) | 0.205(0.209) |
变化幅度/ % | -1.72 (-1.98) | -22.09 (-18.63) | -11.83 (-11.03) | -1.44 (-0.48) |
表2 复进簧参数变化
Table 2 Change of recoil spring parameters
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 348(353) | 26.35(26.25) | 52.6(52.15) | 0.208(0.21) |
第18周期 | 342(346) | 20.53(21.36) | 46.38(46.4) | 0.205(0.209) |
变化幅度/ % | -1.72 (-1.98) | -22.09 (-18.63) | -11.83 (-11.03) | -1.44 (-0.48) |
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 66(65) | 4.07(4.08) | 17.29(14.93) | 0.541(0.48) |
第18周期 | 60(60) | 0.18(0.79) | 12.24(11.78) | 0.534(0.486) |
变化幅 度/% | -9.09 (-7.69) | -95.58 (-80.64) | -29.21 (-21.1) | -1.29 (1.25) |
表3 活塞簧参数变化
Table 3 Change of piston spring parameters
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 66(65) | 4.07(4.08) | 17.29(14.93) | 0.541(0.48) |
第18周期 | 60(60) | 0.18(0.79) | 12.24(11.78) | 0.534(0.486) |
变化幅 度/% | -9.09 (-7.69) | -95.58 (-80.64) | -29.21 (-21.1) | -1.29 (1.25) |
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 311(306) | 9.1(9.3) | 18.21(18.72) | 0.077(0.079) |
第18周期 | 301(298) | 8.29(7.91) | 17.49(16.16) | 0.078(0.079) |
变化幅度/ % | -2.25 (-2.61) | -8.9 (-14.95) | -3.95 (-13.68) | 1.30 (0) |
表4 击锤簧参数变化
Table 4 Change of hammer spring parameters
周期与变 化幅度 | 自由长度/ mm | 预压力/N | 工作压力/ N | 刚度/ (N·mm-1) |
---|---|---|---|---|
初始 | 311(306) | 9.1(9.3) | 18.21(18.72) | 0.077(0.079) |
第18周期 | 301(298) | 8.29(7.91) | 17.49(16.16) | 0.078(0.079) |
变化幅度/ % | -2.25 (-2.61) | -8.9 (-14.95) | -3.95 (-13.68) | 1.30 (0) |
扬尘环境下射弹量 | ηs | a |
---|---|---|
0 | 0.730 | 2.610 |
1500 | 0.729 | 2.292 |
2500 | 0.673 | 2.393 |
3500 | 0.691 | 2.561 |
4500 | 0.693 | 2.486 |
5500 | 0.700 | 2.413 |
6500 | 0.724 | 2.936 |
7500 | 0.720 | 2.390 |
8500 | 0.698 | 2.237 |
9130 | 0.696 | 2.009 |
表5 扬尘环境下结构系数随射弹量的变化
Table 5 Change of structural coefficients with the amount of projectiles in dusty environment
扬尘环境下射弹量 | ηs | a |
---|---|---|
0 | 0.730 | 2.610 |
1500 | 0.729 | 2.292 |
2500 | 0.673 | 2.393 |
3500 | 0.691 | 2.561 |
4500 | 0.693 | 2.486 |
5500 | 0.700 | 2.413 |
6500 | 0.724 | 2.936 |
7500 | 0.720 | 2.390 |
8500 | 0.698 | 2.237 |
9130 | 0.696 | 2.009 |
样枪 | 故障模式 | 故障次数 | 故障率 (每1000发) | 百分比/ % |
---|---|---|---|---|
顶弹 | 1 | 0.1095 | 11.1 | |
1# | 空仓挂机未回 | 2 | 0.2191 | 22.2 |
复进不到位 | 1 | 0.1095 | 11.1 | |
不闭锁(首发) | 5 | 0.5475 | 55.6 | |
2# | 复进不到位 | 1 | 0.1095 | 33.3 |
不闭锁(首发) | 2 | 0.2191 | 66.7 |
表6 故障统计
Table 6 Failure statistics
样枪 | 故障模式 | 故障次数 | 故障率 (每1000发) | 百分比/ % |
---|---|---|---|---|
顶弹 | 1 | 0.1095 | 11.1 | |
1# | 空仓挂机未回 | 2 | 0.2191 | 22.2 |
复进不到位 | 1 | 0.1095 | 11.1 | |
不闭锁(首发) | 5 | 0.5475 | 55.6 | |
2# | 复进不到位 | 1 | 0.1095 | 33.3 |
不闭锁(首发) | 2 | 0.2191 | 66.7 |
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