导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.001

兵工学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (6): 753-761.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.001

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导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究

宋杰, 廖振强, 李佳圣, 肖俊波

（南京理工大学机械工程学院，江苏南京 210094）

收稿日期:2013-08-08 修回日期:2013-08-08 上线日期:2014-07-24
作者简介:宋杰（1986—），男，博士研究生
基金资助:
国家自然科学基金项目（51375241）

Dynamics Characteristics of Automatic Mechanism for Gas Operated and Floating Barrel Operated Automatic Action

SONG Jie, LIAO Zhen-qiang, LI Jia-sheng, XIAO Jun-bo

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, Jiangsu, China)

Received:2013-08-08 Revised:2013-08-08 Online:2014-07-24

摘要/Abstract

摘要： 为了研究导气与枪管浮动混合式自动机在高初速榴弹发射器上应用的可行性及通过调节导气装置结构参数匹配枪管组件与枪机框组件后坐能量达到降低武器系统后坐力的目的，基于气体动力学理论和热力学理论，推导考虑热量散失及枪管浮动作用的内弹道和导气装置气流问题的基本方程组。利用该计算模型对高初速榴弹发射器发射动力学进行仿真，得出武器系统自动机运动特性曲线及后坐力随时间变化的曲线。将仿真结果与实验结果进行对比，验证模型的正确性。探讨导气装置导气孔直径、导气孔开孔位置、导气室初始容积结构参数对导气室气体压力变化的影响规律，并分析其对自动机速度曲线及后坐力的影响。在完成自动机自动循环的前提下，采用导气与枪管浮动混合式自动机可将武器的最大后坐力控制在1 100 N内，实现武器低后坐发射。

关键词: 兵器科学与技术, 自动武器, 导气装置, 浮动枪管, 气体动力学, 建模与仿真

Abstract: In order to perform the feasibility study on the application of automatic mechanism for gas and floating barrel operated automatic action in high muzzle velocity grenade launcher(HMVGL) and reduce the recoil of weapon system, the structure parameters of gas operated device is adjusted, and the recoil energies of the barrel and bolt carrier assembly are matched. The basic equations of interior ballistic and flow problems which consider the effects of heat loss and floating barrel are derived based on aerodynamics and thermodynamics. The performance characteristics of automatic mechanism and the recoil-time curve are obtained by the calculation and simulation of launch dynamics of HMVGL. The reliability of the model is validated by comparing the simulation and experimental results. The pressure fluctuation of gas chamber is discussed with regard to gasport diameter, gas-port position and initial gas volume. The speed curves of automatic mechanism and the recoil curve are also analyzed. By means of automatic mechanism based on the gas and floating barrel operated automatic action, the maximum recoil of HMVGL can be limited within 1 100 N to achieve a low recoil launching.

Key words: ordnance science and technology, automatic weapon, gas-operated device, floating barrel, aerodynamics, modeling and simulation

中图分类号:

TP391.9

宋杰, 廖振强, 李佳圣, 肖俊波. 导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(6): 753-761.

SONG Jie, LIAO Zhen-qiang, LI Jia-sheng, XIAO Jun-bo. Dynamics Characteristics of Automatic Mechanism for Gas Operated and Floating Barrel Operated Automatic Action[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(6): 753-761.

参考文献

［1］易声耀，张竞.自动武器原理与构造学[M]. 北京：国防工业出版社，2009:87-88.
YI Sheng-yao，ZHANG Jing. Principle and tectonic of automatic weapons [M]. Beijing: National Defense Industry Press，2009:87- 88. (in Chinese)
[2] 李涛，王瑞林，王宇建.某型转管机枪导气装置参数与射频关系研究 [J]．科技通报，2013，29(3)：116-119.
LI Tao, WANG Rui-lin, WANG Yu-jian. Research on the relationship between the gas device parameters and the fire frequency of a certain gatling gun [J]. Bulletin of Science and Technology, 2013, 29(3):116-119. (in Chinese)
[3] 韩晓明，薄玉成，王惠源，等.内能源转管武器导气装置结构参数优化设计 [J]．火炮发射与控制学报，2008(2)：50-53.
HAN Xiao-ming, BO Yu-cheng, WANG Hui-yuan, et al. Optimal design of gas-operated device structure parameter in internally-powered gatling weapon system [J]. Journal of Gun Launch & Control, 2008(2):50-53. (in Chinese)
[4] 冉景禄，徐诚，赵彦峻．导气式自动武器变质量热力学计算模型研究 [J].兵工学报，2011，32(4)：408-413.
RAN Jing-lu, XU Cheng, ZHAO Yan-jun. Gas-operated automatic weapon variable-mass thermodynamics calculation model [J]. Acta Armamentarii, 2011, 32(4):408-413. (in Chinese)
[5] 徐诚，王亚平.火炮与自动武器动力学 [M].北京：北京理工大学出版社，2006：164-187.
XU Cheng，WANG Ya-ping. Dynamics of artillery and automatic weapon [M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press，2006：164-187. (in Chinese)
[6] 廖振强，王涛，余世海.武器气体动力学数值计算方法[M].北京：国防工业出版社，2005：191-198，217-232.
LIAO Zhen-qiang，WANG Tao，YU Shi-hai. Weapon and gas dynamics numerical method [M]. Beijing：National Defense Industry Press，2005: 191-198,217-232. (in Chinese)
[7] 金志明．枪炮内弹道学[M]. 北京：北京理工大学出版社，2004：9-117.
JIN Zhi-ming. Gun interior ballistics [M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press，2004：9-117. (in Chinese)
[8] 刘巍，王宏宇，吴晓中，等．某型航炮气压缓冲器结构优化设计与强度分析 [J].系统仿真学报，2012，24(65)：1143-1147.
LIU Wei, WANG Hong-yu, WU Xiao-zhong, et al. Structure optimization design and strength analysis of some type aero cannon pneumatic bumper [J]. Journal of System Simulation, 2012, 24(65):1143-1147. (in Chinese)
[9] 郭锦炎，王浩，黄明，等．新型活塞式中心抛撒机构的内弹道仿真研究 [J].兵工学报，2013，34(2)：149-153.
GUO Jin-yan, WANG Hao, HUANG Ming, et al. A simulation study of the interior ballistics of the new piston central dispersing machine [J]. Acta Armamentarii, 2013, 34(2):149-153. (in Chinese)
[10] 王宝元，钞红晓，邵小军，等．弹丸出炮口时间测试方法研究 [J].兵工学报，2012，33(6)：736-740.
WANG Bao-yuan, CHAO Hong-xiao, SHAO Xiao-jun,et al. Measurement methods for muzzle-leaving time of projectile [J]. Acta Armamentarii, 2012, 33(6):736-740. (in Chinese)
[11] Photron. FASTCAM-APX RS hardware manual [M]. San Diego，US：Photron，2004.

[1]	周伯俊, 于传强，刘志浩，柯冰. 基于高压储能的特种车辆快速起竖技术与验证[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1488-1497.
[2]	高月光，冯顺山，刘云辉，黄岐. 不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1527-1536.
[3]	赵书彬，徐诚. 基于功能分解结构模型的工程知识自动提取与组织方法[J]. 兵工学报, 2020, 41(10): 1950-1961.
[4]	戴劲松，何福，苏晓鹏，王茂森，谭添. 速射火炮定向反射膨胀减后坐力机理研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(12): 2407-2415.
[5]	耿雪浩, 周克栋, 赫雷, 冯国铜, 李峻松. 基于镀层界面剪切疲劳损伤的枪管寿命预测研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(12): 2416-2424.
[6]	罗少敏，徐诚. 考虑零件变形的自动武器闭锁片偏移式闭锁机构弹底间隙分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(5): 841-850.
[7]	娄伟鹏，郑长松，李和言，陈建文，张周立，马源. 高速《Symbol》v湿式换挡离合器排油阀临界开启和关闭压力研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1665-1672.
[8]	王宪成，杨绍卿，马宁，赵文柱. 车辆柴油机缸套动载荷磨损计算模型研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1673-1680.
[9]	孙皓泽，常天庆，王全东，孔德鹏，戴文君. 一种基于分层多尺度卷积特征提取的坦克装甲目标图像检测方法[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1681-1691.
[10]	张玉燕，孙莎莎，王振春，曹海要，战再吉. 高速载流电枢表面瞬态温度场仿真与测量[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1692-1698.
[11]	李臣明，宦超，石怀龙. 某箱式火箭炮对面目标分布式杀伤最优火力分配[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1699-1704.
[12]	雷娟棉，张嘉炜，谭朝明. 小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应影响的数值研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1705-1715.
[13]	李泽，闫晓鹏，栗苹，郝新红，王建涛. 扫频式干扰对调频多普勒引信的干扰机理研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1716-1722.
[14]	张浩为，谢军伟，张昭建，宗彬锋，陈唐军. 基于混合自适应遗传算法的相控阵雷达任务调度[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1761-1770.
[15]	李茂，侯海量，朱锡，黄晓明，李典，陈长海，胡年明. 结构间隙对芳纶纤维增强复合装甲结构抗侵彻性能的影响[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1797-1805.

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