MATLAB+iSIGHT火炮制退机设计及优化(2)
1．1 选题背景及现状
1．1．1 选题背景及意义
制退机最早在十九世纪中叶出现。在这之前，火炮设计得很笨重，由此在战场上的机动能力很差。发射时，火炮由于后坐阻力的原因，整个火炮产生较大位移，使得重新复位和瞄准需要花费很多时间，发射速度比较慢。为了解决上述问题，火炮设计者尝试着在炮管与底座之间安装一个缓冲器，以减少火炮射击时对炮架的作用力。经过科学家的不懈努力，到了19世纪90年代，制退机终于被创制出来。最早的制退机是用弹簧缓冲的，也就叫弹簧式制退机。它结构简单、作用可靠，但对火炮而言，它的缓冲能力太小，很快就被淘汰。气体式的制退机，基本上与弹簧式制退机的原理相同，也被淘汰。但是由于反后座装置的出现，它曾一度失宠，约在第二次世界大战时，制退机又再一次的出现在法国战场上。使用最广泛、使用时间最长的是液压式制退机。目前，电磁缓冲正处于研究之中。
1．1．2 现有的制退机简介
制退机大部分都是不可以压缩液体的，具有很多种结构，如沟槽式制退机，转阀式制退机，多孔衬筒式制退机，活门式制退机，节制杆式制退机。而节制杆式制退机又分为带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机，带针式复进节制器的节制杆式制退机，混合式的节制杆式制退机，变后坐长度的节制杆式制退机。节制杆式制退机是现有火炮使用最广泛的一种制退机。
现在，火炮制退机在国内外已经得到了广泛的应用。例如60-122J制退机（如图1.1）、施耐德反后座装置（图1.2）采用的是带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机，这种制退机制退杆内径直径比节制环孔径大，优点是动作可靠，可实现全程制动。59-57G制退机（图1.3）采用的是带针式复进节制器的节制杆式制退机，这种制退机优点是复进速度高，复进时间可以缩短，常用于高射炮。54-122L制退机（图1.3）采用的是混合式的节制杆式制退机，它具有一个显著特点，即复进节制沟槽在驻退筒的内壁上。59-130J制退机（图1.4）采用的是变后坐长的节制杆式制退机，这种制退机通常用在大口径的火炮上，可以提高射击稳定性，也可以降低炮本身的重量。还有一些火炮将制退机和复进机组成了一个火炮反后座系统，例如美M2A1-105L制退复进机（图1.5），采用了短节制杆式制退复进机，还有59-100G制退复进机（图1.6）采用了活门式制退复进机。
1.1 60-122J制退机图
1.2 施耐德反后坐装置图
1.3 59-57G制退机和54-122L制退机图
1.4 59-130J制退机图
1.5 美M2A1-105L制退复进机
图1.6 59-100G制退复进机图
1．1．3 MATLAB简介
MATLAB是一种高级技术计算语言和交互式环境，主要的研究方向是算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算。它和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。具有调用其它语言编写的程序，矩阵运算，创建用户界面，绘制函数/数据图像等功能。同时它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外它还提供了一个用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面的可视化开发环境。主要应用于控制设计、信号处理与通讯、工程计算、图像处理、金融建模设计与分析、信号检测等领域。
1．1．4 iSIGHT简介
iSIGHT 是一款过程集成、优化设计和稳健性设计的软件，可以将数字技术、推理技术和设计探索技术有效融合，把大量的需要人工完成的工作由软件实现自动化处理。iSIGHT软件具有集成仿真代码并提供设计智能支持的功能，可以对多个设计可选方案进行评估研究，缩短了产品的设计周期，显著提高效率。iSIGHT软件具有提高产品质量、缩短产品设计周期、降低产品成本等效果。在汽车、船舶、航天、航空、电子、动力、兵器、机械、教育研究等领域有着非常出色的应用。