黃文俊,邱 明,郭 飛,宋 杰,廖振強(qiáng),2

(1.南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 南京 210094;2.蘇州高博軟件技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院,江蘇 蘇州 215163)

浮動(dòng)發(fā)射是一種用于減小武器后坐力的前沖技術(shù),最早應(yīng)用于美國(guó)研制的XM204型前沖炮[1]。我國(guó)于上世紀(jì)七十年代,在130 mm加農(nóng)炮和100 mm反坦克炮上發(fā)展出了前沖炮[2-3]。宋杰等[4-6]成功將浮動(dòng)發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于某高初速榴彈發(fā)射器的減后坐力研究,實(shí)現(xiàn)了初速達(dá)到450 m/s的前提下,后坐力與制式武器后坐力相當(dāng)?shù)哪康?。然?由于彈丸在保存過(guò)程中底火受潮等原因,自動(dòng)武器在浮動(dòng)發(fā)射過(guò)程中會(huì)發(fā)生瞎火問(wèn)題,此時(shí)自動(dòng)機(jī)將無(wú)法自動(dòng)后坐完成武器的連續(xù)射擊。因此該操作必須由射擊手手動(dòng)完成,極大地限制了武器的正常連發(fā)射擊,增加了操作人員的安全隱患[7]。

火藥燃?xì)馐怯苫鹚幦紵a(chǎn)生的氣體和正在燃燒的火藥顆粒組成的氣固兩相流。研究表明,槍炮武器在射擊時(shí)未被利用的火藥燃?xì)饽芰空蓟鹚幦紵偰芰康?0%以上[8]。目前,研究者已綜合利用火藥燃?xì)饽芰客瓿闪藰屌谖淦髦械闹T多功能,驗(yàn)證了火藥燃?xì)饫梅椒ǖ目尚行浴?/p>

為了減小武器射擊后坐力,研究者提出了一種利用膛內(nèi)火藥燃?xì)獾膰姽軞饬鞣赐萍夹g(shù),并通過(guò)數(shù)值仿真對(duì)內(nèi)彈道和噴管內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析,結(jié)果表明,武器在加裝噴管后能夠顯著地降低射擊后坐力[9-11]。文獻(xiàn)[12-14]為解決武器采用噴管后彈丸初速降低的問(wèn)題,在噴管氣流反推技術(shù)基礎(chǔ)上提出了一種雙藥室噴管減后坐技術(shù),在不降低彈丸初速的前提下有效降低武器后坐力。針對(duì)武器射擊振動(dòng)影響射擊精度問(wèn)題,研究者提出了一種力偶式氣動(dòng)振動(dòng)控制裝置,利用火藥燃?xì)鈴膰姽車(chē)姵龆纬傻牧ε季貙?shí)現(xiàn)了對(duì)武器身管射擊振動(dòng)的有效抑制[15-17]。為了提高內(nèi)能源轉(zhuǎn)管武器的射頻,李佳圣等[18]提出了一種氣動(dòng)助旋活塞裝置,利用膛內(nèi)火藥燃?xì)鈴闹钊鞒龆纬傻姆醋饔昧?lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)身管的助旋作用,并通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)助旋活塞驅(qū)動(dòng)方案的驅(qū)動(dòng)性能進(jìn)行了計(jì)算分析,結(jié)果表明,內(nèi)能源轉(zhuǎn)管武器采用氣動(dòng)助旋活塞裝置后的身管組轉(zhuǎn)速得到顯著提升。

本文針對(duì)某榴彈發(fā)射器浮動(dòng)發(fā)射過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的瞎火問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種利用火藥燃?xì)饽芰康淖詣?dòng)復(fù)位裝置。從瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置的工作原理、理論推導(dǎo)、數(shù)值計(jì)算和動(dòng)力學(xué)仿真來(lái)分析驗(yàn)證本自動(dòng)復(fù)位裝置在遇到瞎火工況時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)機(jī)自動(dòng)復(fù)位的可行性。本研究成果將有助于促進(jìn)我國(guó)高初速榴彈發(fā)射器的發(fā)展與應(yīng)用。

1 理論計(jì)算模型

1.1 工作原理

鑒于上述利用火藥燃?xì)馔瓿蓸屌谖淦鞴δ艿难芯?利用火藥燃?xì)饽芰孔鳛轵?qū)動(dòng)瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置工作的動(dòng)力來(lái)源具有可行性。設(shè)計(jì)在槍管某處開(kāi)一個(gè)導(dǎo)氣孔連接集氣室,每發(fā)榴彈發(fā)射后,保證集氣室可儲(chǔ)存定量火藥燃?xì)?。由于榴彈發(fā)射器采用浮動(dòng)發(fā)射的原理,彈丸擊發(fā)都是在自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行。當(dāng)遇到瞎火彈時(shí),并沒(méi)有火藥燃?xì)鉀_量促使自動(dòng)機(jī)后坐,自動(dòng)機(jī)在復(fù)進(jìn)簧的作用下前沖過(guò)位。利用前沖過(guò)位這一特殊動(dòng)作觸發(fā)瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置工作,自動(dòng)機(jī)在火藥燃?xì)鉀_量作用下后坐。

圖1所示為瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,主體由導(dǎo)氣節(jié)套、固定箍、導(dǎo)氣管、單向閥、集氣室和活塞組成。該裝置布置在機(jī)匣前端支座上,機(jī)匣前端支座固定在機(jī)匣上。單向閥通過(guò)膛內(nèi)和集氣室內(nèi)氣壓差控制火藥燃?xì)饬魅爰瘹馐?。單向閥與導(dǎo)氣管和集氣室之間通過(guò)金屬密封圈密封和螺紋連接;集氣室采用與槍管同種炮鋼材料,其與通氣管道之間以金屬密封圈與法蘭密封連接;通氣管道與后方活塞腔之間由壓桿閥芯隔斷;彈簧給予閥芯預(yù)壓力以保證閥芯與通氣管道內(nèi)壁緊密貼合,使火藥燃?xì)饽軌蛎芊鈨?chǔ)存在集氣室。當(dāng)首發(fā)榴彈正常擊發(fā),彈丸后的高溫高壓火藥燃?xì)馔ㄟ^(guò)槍管導(dǎo)氣孔作用于氣體單向閥,匯集到集氣室形成密閉的高壓集氣室,瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置的集氣過(guò)程完畢。

圖1 瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure schematic of the misfired automatic reset device

當(dāng)遇瞎火彈時(shí),由于沒(méi)有膛內(nèi)火藥氣體使自動(dòng)機(jī)后坐,自動(dòng)機(jī)和槍管一同在復(fù)進(jìn)簧的作用下前沖過(guò)位,槍管下方凸筍向下按壓壓桿使其被卡鎖塊卡鎖住,閥芯壓縮彈簧使通氣管道打開(kāi)。高壓火藥氣體迅速?gòu)募瘹馐伊魅牖钊恢?并作用于活塞產(chǎn)生沖量,進(jìn)而推動(dòng)槍管和自動(dòng)機(jī)完成后坐動(dòng)作。同時(shí)由于槍管位置的改變,槍管兩側(cè)凸筍解鎖壓桿,下方凸筍停止按壓壓桿,通氣管道關(guān)閉。瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置完成復(fù)位動(dòng)作,進(jìn)入下一次預(yù)集氣狀態(tài)。

若武器正常連發(fā)射擊,射擊間隔為0.25 s[1],連發(fā)射擊期間集氣室內(nèi)氣體的氣壓損失較小,集氣室內(nèi)氣體壓力在首發(fā)射擊后趨于穩(wěn)定,所以僅考慮瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置對(duì)首發(fā)彈丸初速的影響。

1.2 數(shù)學(xué)計(jì)算模型

根據(jù)自動(dòng)機(jī)自動(dòng)復(fù)位過(guò)程,瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置需滿足以下條件:

①火藥燃?xì)庾饔糜跇尮芎妥詣?dòng)機(jī)的沖量應(yīng)能夠使自動(dòng)機(jī)恢復(fù)到初始發(fā)射位置。

②瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置損耗的彈底壓力對(duì)彈丸初速的損失率小于5%。

③瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置使自動(dòng)機(jī)復(fù)位時(shí)的后坐力不應(yīng)超過(guò)正常發(fā)射時(shí)的最大后坐力(1 336.18 N)。

為了使自動(dòng)機(jī)后坐到位,需要其具有足夠的后坐動(dòng)量,然而瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置運(yùn)行過(guò)程中主要是通過(guò)活塞推動(dòng)槍管從而間接推動(dòng)自動(dòng)機(jī)后坐,在此過(guò)程中槍管消耗的動(dòng)量不可忽略。在不影響本文研究結(jié)果的前提下,對(duì)該過(guò)程做了如下基本假設(shè):

①忽略集氣室到活塞之間的熱損失。由于集氣室火藥燃?xì)獾竭_(dá)活塞的時(shí)間非常短,因此作用于活塞上的氣體壓力近似等于集氣室內(nèi)壓力。

②忽略集氣室的熱損失。榴彈發(fā)射器在連發(fā)射擊時(shí)的時(shí)間間隔較小,若未發(fā)生瞎火問(wèn)題,則每次射擊后集氣室內(nèi)氣壓保持恒定。

③忽略槍管和自動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)與機(jī)匣之間的摩擦阻力、自動(dòng)機(jī)與節(jié)套之間的摩擦阻力、退彈阻力以及活塞運(yùn)動(dòng)損耗能量。

自動(dòng)機(jī)復(fù)位過(guò)程可分為2個(gè)階段:第一階段,活塞推動(dòng)包括槍管和自動(dòng)機(jī)在內(nèi)的整體后坐;第二階段,自動(dòng)機(jī)和槍管分離,在自身動(dòng)量的作用下壓縮復(fù)進(jìn)簧后坐?；趧?dòng)量定理和動(dòng)能定理,推導(dǎo)出含瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置武器的自動(dòng)機(jī)復(fù)位過(guò)程運(yùn)動(dòng)方程組,可表示為

(1)

式中:p為集氣室內(nèi)氣體壓力;sh為火藥氣體作用在活塞表面的截面積,sh=0.000 4 m2;Δt為活塞作用于槍管的時(shí)間,取0.005 s;m1和m2分別為槍管和自動(dòng)機(jī)質(zhì)量,m1=2.74 kg,m2=1.5 kg;v1和v0分別為自動(dòng)機(jī)與槍管整體的后坐速度和初始速度,v0=0;k為復(fù)進(jìn)簧剛度,k=1.2 N/mm;Δx為自動(dòng)機(jī)復(fù)位位移,Δx=0.25 m;v2為自動(dòng)機(jī)后坐到位速度,v2=0。根據(jù)以上基本假設(shè),由式(1)計(jì)算所需集氣室內(nèi)壓力最小值p0為14.99 MPa。

2 瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置數(shù)值仿真分析

2.1 集氣室內(nèi)氣體動(dòng)力學(xué)模型

對(duì)火藥燃?xì)鈴奶艃?nèi)流入到集氣室的過(guò)程進(jìn)行分析,需作以下基本假設(shè)[19]:

①只考慮氣相流動(dòng),由于導(dǎo)氣孔距膛底位置較遠(yuǎn),此時(shí)可認(rèn)為火藥顆粒已燃盡,膛內(nèi)到集氣室無(wú)固相流動(dòng),可假設(shè)為一維非定常流動(dòng)。

②忽略間隙流量熱損失,即不考慮火藥燃?xì)饬鹘?jīng)導(dǎo)氣管道過(guò)程中的流量逸出和熱損失。

基于以上假設(shè),推導(dǎo)出集氣室內(nèi)氣體流量基本方程組為

(2)

式中:

(3)

式中:pq、ρq、V和Tq分別為集氣室內(nèi)氣體壓力、集氣室內(nèi)氣相密度、集氣室容積和集氣室內(nèi)氣相溫度;γ為絕熱指數(shù);ei為流入集氣室單位質(zhì)量氣體具有的能量;Cp為火藥燃?xì)舛▔罕葻?Tp為導(dǎo)氣孔處火藥燃?xì)鉁囟?φp、sp、pp和ρp分別為導(dǎo)氣孔處流量系數(shù)、導(dǎo)氣孔道橫截面積、導(dǎo)氣孔處膛內(nèi)壓力和導(dǎo)氣孔處膛內(nèi)氣相密度;qmb為單位時(shí)間內(nèi)膛內(nèi)流入集氣室氣體流量;R為火藥燃?xì)獾臍怏w常數(shù);ζ為臨界壓力比。

2.2 數(shù)值仿真結(jié)果及分析

瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置中影響集氣室內(nèi)壓力的變量主要為:導(dǎo)氣孔位置(導(dǎo)氣孔中心與膛底之間軸向距離)、導(dǎo)氣孔直徑和集氣室容積(半徑均為15 mm,容積僅與長(zhǎng)度相關(guān))。通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法分析不同參數(shù)下集氣室內(nèi)的氣體壓力值,結(jié)果如表1所示,其中第1組數(shù)據(jù)為對(duì)照組數(shù)據(jù)。

表1 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的集氣室壓力Table 1 Pressure in the gas collection chamber under different structural parameters

當(dāng)導(dǎo)氣孔直徑和集氣室長(zhǎng)度保持不變,分別為14 mm和50 mm時(shí),導(dǎo)氣孔到膛底距離增加的過(guò)程中,集氣室內(nèi)氣體壓力逐漸降低,從300 mm時(shí)的17.45 MPa降低到380 mm時(shí)的13.78 MPa。主要原因是導(dǎo)氣孔位置距離膛底越遠(yuǎn),則導(dǎo)氣孔處膛內(nèi)壓力就越小,流入集氣室內(nèi)火藥燃?xì)饬髁吭叫　?/p>

當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和集氣室長(zhǎng)度保持不變,分別為340 mm和50 mm時(shí),隨著導(dǎo)氣孔直徑的增加,集氣室內(nèi)氣體壓力逐漸增大,從12 mm時(shí)的13.96 MPa增大到16 mm時(shí)的16.63 MPa。主要原因是導(dǎo)氣孔直徑越大,流入集氣室內(nèi)的氣體流量就越多,則集氣室內(nèi)壓力就越大。

當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和導(dǎo)氣孔直徑保持不變,分別為340 mm和14 mm時(shí),隨著集氣室長(zhǎng)度的增加,集氣室內(nèi)氣體壓力逐漸降低,從30 mm時(shí)的17.56 MPa降低到70 mm時(shí)的13.81 MPa。主要原因是導(dǎo)氣孔位置和直徑確定后,導(dǎo)氣孔處膛內(nèi)壓力也確定,由于容積增大導(dǎo)致的氣壓下降率大于壓差增大帶來(lái)的氣壓增大率,集氣室內(nèi)壓力隨著集氣室容積增大而減小。但集氣室集氣的過(guò)程靠的是導(dǎo)氣孔處與集氣室內(nèi)氣壓的壓差,當(dāng)集氣過(guò)程經(jīng)過(guò)一定次數(shù),不同容積下的集氣室內(nèi)氣體壓力也會(huì)相同。

3 瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置動(dòng)力學(xué)仿真分析

3.1 導(dǎo)氣孔位置對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐能力的影響

在Adams軟件中將表1中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到已建立的武器系統(tǒng)模型中,開(kāi)展武器系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真研究,分析自動(dòng)機(jī)的自動(dòng)后坐能力。

圖2所示為導(dǎo)氣孔位置對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐位移的影響曲線。

圖2 導(dǎo)氣孔位置對(duì)自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)后坐位移曲線的影響Fig.2 Effect of position of the gas guide hole on Recoil displacement curve of the automat

當(dāng)導(dǎo)氣孔直徑和集氣室長(zhǎng)度分別為14 mm和50 mm時(shí),導(dǎo)氣孔位置只有在距膛底為300 mm和320 mm時(shí)自動(dòng)機(jī)才能后坐到位,即恢復(fù)到初始發(fā)射位置;導(dǎo)氣孔位置在距膛底距離為340 mm、360 mm和380 mm時(shí),由于集氣室內(nèi)氣體壓力施加于活塞給的沖量不足,無(wú)法使自動(dòng)機(jī)后坐到位。其中l(wèi)=340 mm時(shí)集氣室內(nèi)壓力大于最小值p0,主要原因是自動(dòng)機(jī)和槍管等其他部件與機(jī)匣之間存在著摩擦、自動(dòng)機(jī)存在退彈阻力、還有活塞運(yùn)動(dòng)等都消耗了一部分能量,致使實(shí)際需要的集氣室內(nèi)氣體壓力值大于最小值p0。

3.2 導(dǎo)氣孔直徑對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐能力的影響

圖3所示為導(dǎo)氣孔直徑對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐位移的影響。當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和集氣室長(zhǎng)度分別為340 mm和50 mm時(shí),導(dǎo)氣孔直徑只有為15 mm和16 mm時(shí),自動(dòng)機(jī)才能后坐到位;導(dǎo)氣孔直徑為12 mm、13 mm和14 mm時(shí),集氣室內(nèi)氣體壓力施加于活塞的沖量不足以使自動(dòng)機(jī)后坐到位,其中導(dǎo)氣孔直徑為14 mm時(shí)無(wú)法后坐到位的原因與3.1節(jié)所述相同。

圖3 導(dǎo)氣孔直徑對(duì)自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)后坐位移曲線的影響Fig.3 Effect of diameter of the gas guide hole on recoil displacement curve of the automat

3.3 集氣室長(zhǎng)度對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐能力的影響

圖4所示為集氣室長(zhǎng)度對(duì)自動(dòng)機(jī)后坐位移的影響。

圖4 集氣室長(zhǎng)度對(duì)自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)后坐位移曲線的影響Fig.4 Effect of length of the gas collection chamber on recoil displacement curve of the automat

當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和導(dǎo)氣孔直徑分別為340 mm和14 mm時(shí),集氣室長(zhǎng)度只有為30 mm和40 mm時(shí)自動(dòng)機(jī)才能夠后坐到位;集氣室長(zhǎng)度為50 mm、60 mm和70 mm時(shí),由于集氣室內(nèi)氣體壓力施加于活塞的沖量不足以使自動(dòng)機(jī)后坐到位。

4 瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)武器發(fā)射性能影響

武器未配置瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置時(shí),彈丸初速為450.76 m/s。采用數(shù)值仿真的方法,計(jì)算瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的彈丸初速和彈丸初速損失率,分析瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置關(guān)鍵參數(shù)對(duì)武器彈丸初速的影響規(guī)律,仿真分析結(jié)果如表2所示。

表2 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的彈丸初速Table 2 The initial velocity of the projectile under different structural parameters

由表2可以得出:當(dāng)導(dǎo)氣孔直徑為14 mm、集氣室長(zhǎng)度為50 mm時(shí),隨著導(dǎo)氣孔到膛底距離的減小,彈丸初速逐漸降低,從380 mm時(shí)的442.94 m/s降低到300 mm時(shí)的440.61 m/s。這是由于越靠近膛底位置,膛內(nèi)火藥燃?xì)饽芰繐p失越大,對(duì)彈丸的起始速度影響越大,繼而對(duì)其出膛口初速度影響越大。

當(dāng)導(dǎo)氣孔位置為340 mm、集氣室長(zhǎng)度為50 mm時(shí),隨著導(dǎo)氣孔直徑的增大,彈丸初速逐漸減低,從12 mm時(shí)的442.55 m/s降低到16mm時(shí)的440.67 m/s。主要原因是隨著導(dǎo)氣孔直徑的增大,流入集氣室的氣體流量增加,彈底壓力損失也隨著增加,最終導(dǎo)致彈丸初速降低。

當(dāng)導(dǎo)氣孔位置為340 mm、導(dǎo)氣孔直徑為14 mm時(shí),隨著集氣室長(zhǎng)度的增加,彈丸初速逐漸降低,從30 mm時(shí)的444.53 m/s降低到70 mm時(shí)的439.45 m/s,而從表1可知此過(guò)程中集氣室內(nèi)壓力亦是逐漸減小的。這是因?yàn)榧瘹馐壹瘹獾倪^(guò)程受導(dǎo)氣孔與集氣室內(nèi)的壓差驅(qū)動(dòng),導(dǎo)氣孔位置和直徑確定后,導(dǎo)氣孔處膛內(nèi)壓力也確定。由于集氣室容積增大導(dǎo)致的氣壓下降率大于導(dǎo)氣孔處與集氣室內(nèi)壓差增大帶來(lái)的氣壓增大率,集氣室內(nèi)壓力隨著集氣室容積增大而減小,彈丸初速會(huì)隨著彈底壓力損失而降低。

采用Adams對(duì)配置有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置武器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真研究,分析不同參數(shù)水平下武器的后坐力峰值與不含瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置武器的后坐力峰值(1 336.18 N)。本文以自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)簧與緩沖簧的合力為后坐力,仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的武器后坐力曲線Fig.5 Recoil curve of the weapon under different structural parameters

圖5(a)中,當(dāng)導(dǎo)氣孔到膛底距離為320 mm時(shí),后坐力時(shí)程曲線在標(biāo)注位置處出現(xiàn)突然增大的現(xiàn)象,是由自動(dòng)機(jī)后坐到位時(shí)撞擊緩沖簧所引起。結(jié)合圖2和圖5(a),當(dāng)導(dǎo)氣孔直徑和集氣室長(zhǎng)度不變,分別為14 mm和50 mm時(shí),導(dǎo)氣孔位置只有在距膛底為300 mm和320 mm時(shí)自動(dòng)機(jī)才后坐到位,此時(shí)后坐力峰值分別為872.02 N和859 N;結(jié)合圖3和圖5(b),當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和集氣室長(zhǎng)度不變,分別為340 mm和50 mm時(shí),導(dǎo)氣孔直徑只有為15 mm和16 mm時(shí)自動(dòng)機(jī)才后坐到位,后坐力峰值分別為754.73 N和790.89 N;結(jié)合圖4和圖5(c),當(dāng)導(dǎo)氣孔位置和導(dǎo)氣孔直徑不變,分別為340 mm和14 mm時(shí),集氣室長(zhǎng)度只有為30 mm和40 mm時(shí)自動(dòng)機(jī)才后坐到位,后坐力峰值分別為982.84 N和783.61 N。

自動(dòng)機(jī)后坐過(guò)程為集氣室內(nèi)氣體壓力作用于活塞,繼而活塞推動(dòng)槍管,最終槍管推動(dòng)自動(dòng)機(jī)完成后坐,因此自動(dòng)機(jī)后坐沖量來(lái)源于集氣室內(nèi)氣體壓力,當(dāng)集氣室內(nèi)氣體壓力足夠大時(shí)才能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)機(jī)后坐到位,武器的后坐力峰值也會(huì)隨著集氣室壓力的增加而增大。

5 結(jié)論

針對(duì)某榴彈發(fā)射器浮動(dòng)發(fā)射過(guò)程中遇瞎火后自動(dòng)機(jī)無(wú)法復(fù)位問(wèn)題,提出了一種利用火藥燃?xì)饽芰康南够鹱詣?dòng)復(fù)位裝置,通過(guò)數(shù)值模擬分析了瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)集氣室內(nèi)壓力和彈丸初速的影響規(guī)律,通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真研究了該裝置不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的武器系統(tǒng)射擊后坐力。根據(jù)仿真結(jié)果得到如下主要結(jié)論:

①當(dāng)導(dǎo)氣孔位置為340 mm、導(dǎo)氣孔直徑為15 mm、集氣室長(zhǎng)度為50 mm時(shí),該裝置可以實(shí)現(xiàn)武器浮動(dòng)發(fā)射遇瞎火后自動(dòng)機(jī)的后坐復(fù)位。此時(shí)彈丸初速為441.19 m/s,初速損失率為2.12%,射擊后坐力峰值為754.73 N;

②導(dǎo)氣孔位置和導(dǎo)氣孔直徑是影響彈丸初速大小的主要因素。當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí),彈丸初速隨著導(dǎo)氣孔位置減小而降低;彈丸初速隨著導(dǎo)氣孔直徑增大而降低。集氣室容積直接影響集氣室內(nèi)氣體壓力的大小,當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí),集氣室內(nèi)壓力隨著集氣室容積的增大而減小。

以上研究結(jié)論驗(yàn)證了瞎火自動(dòng)復(fù)位裝置的可行性,為某榴彈發(fā)射器瞎火問(wèn)題的解決提供了理論基礎(chǔ),具有較好的應(yīng)用前景。