火炮反后坐装置设计 第一章 概 述 火炮为什么会由刚性炮架发展为弹性炮架？ 答：随着火药威力的不断增大，刚性炮架变得越发沉重，使用起来也很不方便，而弹性炮架的出现使火炮在射击时的受力成十几倍、几十倍的减少， 在保证火炮机动性的同时为火炮威力的大幅度提高创造了条件 反后坐装置的作用是什么？ 答：极大地减小火炮在射击时的受力 将射击时全炮的后坐运动变为炮身沿炮膛轴线的后坐运动， 并且在射击后使其回复到射前位置 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规律 反后坐装置的设计应在火炮研发的哪个阶段进行？ 答：在外弹道、内弹道和炮身设计完成以后进行 4．炮架技术发展的主要动力：火炮威力与机动性的矛盾 5. 现代火炮对反后坐装置的要求: (1)通过反后坐装置的设计，保证火炮相应的总体性能 (2)工作可靠，有良好的适应性 (3)勤务操作方便，能够长期保存 (4)加工工艺性好，成本低 6. 反后坐装置设计研究的主要内容： （1）反后坐装置的结构分析 （2）火炮的受力和运动分析 （3）反后坐装置的设计与计算研究 （4）反后坐装置的实验研究。
第二章 反后坐装置结构分析 2.1 1.后坐系统分为哪些类型？ 答：按射击循环的顺序分类：正常后坐系统、前冲后坐系统 按后坐层次分类：单一后坐系统、双重后坐系统 按后坐运动轨迹分类：直线后坐系统、曲线后坐系统 按控制是否随射角变化分类：定后坐长的后坐系统、变后坐长的后坐系统 反后坐装置应具有哪些功能？ 答：后坐制动：控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律后坐，以保证射击时火炮的稳定性和静止性此功能由后坐制动器实现 复进驱动：在后坐过程中储存部分后坐能量，在后坐结束后将后坐部分推回到待发位置此功能由复进机实现 复进节制：控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律复进，以保征火炮复进时的稳定性和静止性此功能由复进节制器实现 按照结构形式分类，反后坐装置有哪些类型？ 答：独立式反后坐装置、非独立式反后坐装置. 4. 后坐系统:火炮上与后坐和复进运动相关的部件的总和，包括炮身（含身管、炮尾、炮闩、炮口装置等） 、反后坐装置和导向部分等 后坐部分:火炮上参与后坐运动的零部件的总和，包括炮身和反后坐装置中随炮身一同运动的部分 2.2、2.3、2.4 杆后坐和筒后坐的液体气压式复进机结构有何区别？为什么？ 答：杆后坐：由于复进杆后坐，为保证任何射角下液体都能可靠地密封液体，通常采用两个筒，一个筒储存高压氮气，称为储气筒；另一个筒内放置带复进杆的复进活塞，称为工作筒。
筒后坐：为保证任何射角下，液体都能有效地密封气体，一般采用三个筒套装的结构，在内筒和外筒中间增加一后方开有通孔的中筒，为使液体尽量少，结构紧凑，一般内筒或中筒相对外筒偏心配置 带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机的工作原理是什么？有何特点？ 答：后坐时活塞挤压工作腔内的液体，使一部分液体进沿节制环于节制杆形成的流液孔流入非工作腔， 另一部分沿驻退机内腔与节制杆的环形间隙经过调速筒上的斜空向后冲开活瓣，进入并充满节制腔，液体压力对驻退机活塞的合力构成后坐时液压阻力的主要部分 动作可靠、用以满足设计者对后座附近过程中力和运动规律的要求，可实现复进过程的全程制动 带针式复进节制器的节制杆式制退机的工作原理是什么？有何特点？ 答：后坐时，驻退活塞本体上的游动活塞在液体的推动下将活塞头上的纵向沟槽关闭， 工作腔内一部分液体沿活塞本体上的斜孔经后坐流液孔流入非工作腔，另一部分沿调速筒的四个缺口进入驻退杆内腔复进初期，驻退杆内腔液体由原路返回，非工作腔真空消失后，液体推动活塞移动一段距离，打开活塞本体上的两条纵向沟槽， 并沿沟槽流回工作腔这样增大了非工作腔的流液孔面积，减小了复进阻力，使复进速度获得最大值，有效地减少了复进时间。
在附近局部实施制动，因而提高了平均复进速度，减少了复进时间，有效地提高射速 4. 复进机的分类：弹簧式、气压式、火药气体式、液体式气压式分为液压气压式与气压式，液压气压式分为筒后坐和杆后坐 弹簧式复进机工作介质：弹簧储能；安装形式：套在身管外或套在制退机外；弹簧截面：圆形或矩形；性能特点：结构简单，动作可靠，不受温度影响，维护简单方便；但重量大，长期使用易疲劳 液体气压式复进机(54-122L 复进机 56-85J 复进机)工作介质:气体储能，液体传递压力和密封气体;安装形式:杆后坐和筒后坐结构形式:二筒和三筒;性能特点:在中、大口径火炮上重量较轻，易于调节复进速度;但气体的工作特性随温度变化，必须经常检查液量和气压，需配备专门的工具，勤务复杂 气压式复进机工作介质:气体储能密封结构:液体增压器性能特点:结构紧凑，重量轻；但紧塞具结构复杂，密封可靠性较差一般多应用于有高压气源的大口径舰炮上，以利于及时对复进机补充气体 火药气体式复进机工作介质:火药气体;性能特点:结构简单，重量轻;但以火药气体作为工作介质，进气孔的烧蚀、活塞的磨损和身管的温升都比较严重，紧塞元件寿命低，维护擦拭困难。
此外，平时不具有能支撑炮身的复进机力，需要设计专门机构适用于航炮 5.制退机的分类：沟槽式 转阀式 多孔衬筒式、活门式、节制杆式 节制杆式分为带沟槽式复进节制器的、带针式复进节制器的、混合式的、变后坐长的 带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机 （60-122J 制退机、56-85J 制退杆） 工作原理后坐：主流由Ⅰ腔经流液孔到Ⅱ腔，Ⅱ腔有真空；支流由Ⅰ腔到Ⅲ腔（复进节制腔） 复进：Ⅲ腔液流经复进节制沟槽流回Ⅰ腔；Ⅱ腔真空逐渐消失，液流流回Ⅰ腔复进全程制动 结构特点 60-122J 制退杆内径大于节制环孔径，Ⅲ腔容易充满，但拆装较麻烦 结构特点 56-85J 制退杆内径略小于节制环孔径，拆装比较方便，但Ⅲ腔不容易充满，为使Ⅲ腔充满，节制杆尾端中空，有斜孔 无液量调节器，制退机内保留少量空间，结构简单 带针式复进节制器的节制杆式制退机 （59-57G 制退机） 工作原理后坐：同前 复进：Ⅲ腔液流流回Ⅰ腔； Ⅱ腔真空逐渐消失，液流流回Ⅰ腔 接近复进到位时，节制杆末端的针杆插入制退杆末端的尾杆内，产生较大的液压阻力 复进局部行程制动 结构特点 59-57G 制退活塞上有纵向沟槽，外面套有游动活塞，复进时打开沟槽，减小液压阻力，提高复进速度。
混合式的节制杆式制退机（54-122L 制退机） 结构特点 54-122L 制退机的复进节制沟槽开在制退筒内壁，制退活塞外套有游动活塞，制退杆内腔通过节制杆内孔与Ⅱ腔相通 工作原理 后坐：Ⅰ腔液流推动游动活塞，打开制退活塞上的斜孔，同时从斜孔和沟槽进入Ⅱ腔，Ⅲ腔不充满 复进：Ⅱ腔真空消失前复进基本无制动真空消失后液流推动游动活塞关闭斜孔，从沟槽流回Ⅰ腔 复进局部行程制动 变后坐长的节制杆式制退机 （59-130J 制退机） 结构特点 59-130J 制退机的节制杆上有 4 条长后坐沟槽， 节制环上有4 个对应的窗口，节制杆可随射角相对于制退筒转动，打开或关闭长后坐沟槽短后坐沟槽开在制退筒内壁上 工作原理小射角：长后坐沟槽打开，Ⅰ腔液流同时从长、短后坐沟槽进入Ⅱ腔，并从内筒外的通道进入Ⅲ腔 大射角：长后坐沟槽关闭，Ⅰ腔液流只能从短后坐沟槽进入Ⅱ腔，并从内筒外的通道进入Ⅲ腔 短节制杆式制退复进机（美 M2A1-105L 制退复进机） 结构特点美 M2A1-105L 制退复进机分制退筒和储气筒，制退筒中有制退杆和制退活塞，储气筒中有游动活塞和短节制杆 工作原理制退筒中液体流入储气筒，经流液孔推动游动活塞压缩气体，游动活塞带动短节制杆。
活门式制退复进机（59-100G 制退复进机） 结构特点 59-100G 制退复进机由外筒、内筒、制退杆、游动活塞和活门等组成 工作原理制退活塞推动液体，压开弹簧控制的活门，流入外筒，推动游动活塞压缩气体 性能特点活门的开度取决于弹簧力和活门两侧的压力差， 由于具有自动调节的适应性，故后坐阻力较平缓 6.对火炮制退液的要求： 凝固点要低， 沸点要高; 热容量要大， 汽化热要高; 密度和粘度较大，且随温度变化要小; 化学稳定性要好; 来源丰富生产简便， 价格便宜，并保证战时能大量及时的供应; 无毒无害 7.目前常用的制退液 甘油基制退液:斯切奥尔液和斯切奥尔-M 液,以甘油为基础， 配以阻化剂和稳定剂，加入蒸馏水斯切奥尔-M 液还含有一定量的酒精 优点:比热和密度大，对密封元件不浸润溶胀，低温粘性小 缺点:成本高，沸点低，换液期短，高压下易被氧化变酸，对铜质零件腐蚀严重 石油基制退液:10 号航空液压油等 优点:来源丰富，价格便宜 缺点:比重较小，粘性随温度变化较大 第三章 后坐运动分析 炮膛合力 火炮发射时作用在火炮上的主动力 由火药气体和弹丸弹带对炮身共同作用而产生 火炮驻退后坐分为三个时期：弹丸膛内运动时期，后效期，惯性运动时期。
最大的后座速度出现在后效期当炮膛合力等于后坐阻力时出现最大后坐速度 膛内时期的炮膛合力由哪几部分组成？ 答：Ft — 火药气体作用在膛底的力； FzM — 火药气体作用在药室锥面上的轴向分力； Fdz — 弹丸对膛线作用的轴向分力 Fpt=Ft-Fzm-Fdz 什么是自由后坐？写出自由后坐运动微分方程 答：自由后坐：炮身仅在炮膛合力的作用下向后的加速后坐运动，不受任何阻力作用 pthhFtWmtLmdd dd22什么是制退后坐？写出制退后坐运动微分方程 答 ： 后 坐 部 分 的 主 动 力 与 约 束 力 共 同 作 用 的 后 坐 运 动 RpthhFFtVmtXmdd dd22什么是后坐阻力？ 答：singmFFFFFhTfhR hF：驻退机后坐时的液压阻力 fF：复进机力 TFF ：摩擦力 singmh：后坐部分重力分量 火药气体作用系数β 的物理意义是什么？ 答： β 的物理意义 后效期结束时火药气体的平均速度与弹丸初速的比值0pj通常使用自由后坐实验法测定：00max vmvWmh 什么是炮口制退器的能量特征量和冲量特征量？ 答：能量特征量：由于采用炮口制退器而造成的后坐部分自由后坐动能的相对减少量，也称炮口制退器效率，即：2 max2 1WWKTT 冲量特征量： 有炮口制退器时后效期炮膛合力全冲量与无炮口制退器时后效期炮膛合力全冲量的比值 ，即：hhT II 7.制退机后坐运动分析：主动力：作用在炮膛轴线上的炮膛合力、作用在后坐部分质心上的后坐部分重力、膛线导转侧的力矩（由定向栓约束） 约束力：制退机力、复进机力、密封装置的摩擦力、摇架导轨的法向反力和相应的摩擦力sindd dd22 gmFFFFFtVmtXmhTfhpthh 后坐阻力：singmFFFFFhTfhR 取全炮为研究对象。
主动力：炮膛合力、弹丸回转力矩（由定向栓约束） 、全炮重力 约束力：前支点的法向反力、驻锄支点的法向反力和相应的摩擦力 1.后坐时全炮所受的主动力可以简化成什么？ 答： 等效于通过后坐部分质心G方向向后的合力FR和动力偶矩FptLe的作用 2.火炮后坐的静止性如何保证？ 答：火炮在水平方向保持静止，驻锄提供的水平反力必须能抵消 FR的水平分力 水平射击时， FR 的水平分力最大， 因此应取：maxRTFF 3.提高火炮后坐稳定性的措施有哪些？ 答： 提高火炮后坐稳定性的基本思想是增大稳定力矩、 减小颠覆力矩 方法有： 1） 、增大火炮战斗全重 2） 、增大全炮重心到驻锄支点 B 的距离 3） 、减小动力偶矩，尽量减小 Le 4） 、增大后坐长度 5） 、增加后坐部分质量 6） 、采用炮口制退器 7） 、采用前冲后坐系统 8） 、减小后坐阻力对驻锄支点 B 的力臂 h 4.什么是后坐稳定极限角？ 答：当φ 减小时，力臂。