新型炮口制退器试验装置研究

作     者：陈明亮 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李志刚

授予年度：2013年

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 

主      题：炮口制退器 结构特征量 计算流体力学 试验方案 结构设计 

摘      要：炮口制退器属于火炮反后坐装置,对火炮的轻量化、机动性具有重要的作用。针对传统炮口制退器测试方法的缺点,基于火炮试验证明炮口制退器结构特征量只与结构有关,本文提出用接近常温的中压压缩空气(小于5MPa)代替火药燃气并能实现数字化和自动化控制的炮口制退器试验方法。 通过控制体积法,结合炮口制退器结构特征量的定义,推导了炮口制退器在定常流和非定常流下以炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力为主要物理量的计算算式,并设计了测试炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力的测试方法。考虑到接近常温的中压压缩空气和高压火药燃气的区别,用计算流体力学方法计算了炮口制退器在不同的入口总压、入口总温、定常流、非定常流、不同种类气体下炮口制退器的结构特征量,计算结果表明,炮口制退器的结构特征量与入口总压、入口总温、定常流、非定常流和气体种类都没有关系,由此得出可以用接近常温的中压压缩空气代替传统的火药燃气进行试验的结论。提出炮口制退器几何相似到同一口径尺寸炮口制退器进行试验的方法,并用计算流体力学验证了几何相似的炮口制退器结构特征量相等。根据基于炮口制退器结构特征量的试验方法特点和试验装置需要达到的功能要求,对试验装置的总体方案、试验装置的结构组成进行了设计,并对主要零部件的结构和它们之间的连接方法进行了初步设计。最后,用一真实的炮口制退器用基于结构特征量的试验方法,用计算流体力学模拟试验过程,计算得到了其结构特征量、后效期作用系数和效率,计算结果证明其效率符合设计指标要求。