105毫米火炮同心式反后座装置设计(2)
对于本文所设计的同心式反后座装置，这里来做如下说明。同心式反后座装置，其结构上的特点在于其复进机和助退机的轴线与炮膛轴线重合，这样就可以有效地消除射击时动力偶的影响，使火炮总体布置紧凑，多用于坦克炮。同时炮塔的高度可降低，有利于减轻火炮质量。本文中使用弹簧式复进机和沟槽式助退机。弹簧围绕在助退机内筒周围，浸泡在助退液中。后座时，液体通过助退机外筒上的变深度凹槽流出，而变深度凹槽与活塞之间形成的流液孔通过面积的改变形成液压阻力，完成助退目的。后坐同时压缩弹簧，为复进做准备。具体设计方法和总体方案将在后文介绍。
1.2 本课题的研究背景
反后坐装置在火炮上出现已有近100年的历史，它就是人们为解决火炮威力与机动性的矛盾而发明的。反后坐装置在火炮上的出现，标志着火炮由刚性炮架火炮转变为弹性炮架火炮，这是火炮技术发展过程中具有划时代意义的转变。而火炮技术的发展越来越证明他在火炮上的重要作用，它不仅影响火炮受力的大小和规律，还影响火炮的射速和精度。和刚性炮架相比较，弹性炮架上反后坐装置的作用概括起来主要有三个方面：（1）极大地减小火炮在射击时的受力。采用了反后坐装置以后，炮身通过制退机和复进机与炮架弹性地连接。发射时，火药燃气作用于炮身的向后的炮膛合力使炮身产生加速后坐运动，通过制退机和复进机的缓冲，才把力传到炮架上。此时，炮架所受的力已不是炮膛合力，而是由反后坐装置等提供的后坐阻力。反后坐装置可以使炮架的受力减小到炮膛合力 最大值的十几分之一到几十分之一。 （2）把射击时全炮的后坐运动限制为炮身沿炮膛轴线的后坐运动，并且在射击后使其自动回复到射前位置。这就使得火炮的瞄准线基本不变，从而为遂行急速射、效力射等创造了条件，也为在同一炮阵地上持续作战奠定了基础。 （3）通过合理地设计反后坐装置，可以有效地控制火炮在射击时的受力和运动。反后坐装置把本来作用于炮身的变化剧烈、作用时间很短的炮膛合力，转变为作用时间较长、幅度变化不大、最大值很小的后坐阻力传给了炮架。通过合理地设计反后坐装置，可以控制射击时火炮的受力和运动。 经过两次世界大战的促进，火炮的初速、射程、弹丸威力、射速和精度都得到了大幅度的提高。现在，反后坐装置已经是火炮上必不可少的主要部件，其性能极大地影响火炮战术技术性能。因而对反后坐装置必需慎重细致地进行设计。在高新技术迅猛发展的今天，火炮技术也蕴育着新的突破，要求火炮有尽可能大的威力与尽可能好的机动性。为适应这些要求，往往要靠进一步改进火炮反后坐装置来实现。
1.3 国内外研究现状
国内：2011年五月，李文义，何永，何庆国发表了迫击炮同心式反后坐结构分析计算论文，文中详细阐述了同心式反后坐装置的结构特点并强调了其在迫击炮上的应用。论述了一种结构上在身管上套外筒，筒内有节制杆和活塞。通过漏口控制完成同心式反后坐的功能原理。同时应用了内弹道计算。仿真模拟分析等诸多方法进行完善。证实了同心式反后坐装置的使用价值。国外：美国很早之前就发现同心式反后坐装置在减轻火炮质量提高射击精度等方面有着卓越效果。它曾应用于美国M47坦克，M-24轻型坦克等。作用显著。但其自身也存在液压装置液压液过热等一些列问题。
2 总体设计
2.1 同心式结构设计
同心式结构的特点在于其结构上满足复进机和助退机的轴线与它的炮膛轴线重合。因此其在结构上可以存在多种设计形式。如下图为复进机和助退机分开的一种结构
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