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第9章膛口裝置設(shè)計(jì)第9章膛口裝置設(shè)計(jì)主要內(nèi)容膛口裝置的類型膛口制退器膛口助退器與防跳器膛口消焰器膛口消聲器主要內(nèi)容一、膛口裝置的類型膛口裝置的概念:安裝在武器膛口,利用后效期火藥燃?xì)饽芰繉?duì)槍炮產(chǎn)生一定作用的能量轉(zhuǎn)換裝置。膛口裝置的類型:按功用不同,大致可分為膛口制退器、膛口助退器、膛口消焰器等幾種類型。一、膛口裝置的類型二、膛口制退器含義:制退器是一種控制后效期火藥燃?xì)饬髁?、氣流方向和氣流速度的能量轉(zhuǎn)換裝置。作用:用于減小武器射擊時(shí)所產(chǎn)生的后坐力及后坐沖量,從而減輕射手或架體所承受的載荷。對(duì)于手持式武器,減小后坐沖量可以減輕射手的疲勞,提高武器的連發(fā)精度。一、膛口制退器的類型及工作原理二、膛口制退器一、膛口制退器的類型及工作原理作用原理:以不同的結(jié)構(gòu)形式控制后效期內(nèi)火藥燃?xì)饨?jīng)中央彈孔與側(cè)孔道的流量比,控制側(cè)孔道氣流的方向和速度,以動(dòng)量傳遞的方式減小火藥燃?xì)鈱?duì)武器的后坐能量。二、膛口制退器作用原理:以不同的結(jié)構(gòu)形式控制后效期內(nèi)火藥燃?xì)饨?jīng)中央彈孔與側(cè)二、膛口制退器根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類:?jiǎn)问覇闻盘趴谥仆似?、單室多排膛口制退器、多室多排膛口制退器、無室膛口制退器。根據(jù)制退器的工作原理分類:沖擊式膛口制退器、反作用式膛口制退器、沖擊反作用式膛口制退器。膛口制退器的分類:二、膛口制退器根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類:?jiǎn)问覇闻盘趴谥仆似鳌?.單室單排膛口制退器單室單排膛口制退器只有一個(gè)直徑較大、長(zhǎng)度較短的內(nèi)腔和一排側(cè)孔。膛口噴出的火藥燃?xì)庠谥仆似髑慌蛎洠糠謿饬鲝膫?cè)孔排出,其余氣流從中央彈孔出。54式12.7mm高射機(jī)槍的膛口制退器就采用了這種形式,如圖9-2所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類1.單室單排膛口制退器單室單排膛口制退器只有一個(gè)直徑較大、長(zhǎng)2.單室多排膛口制退器單室多排膛口制退器由一個(gè)較大、較長(zhǎng)的內(nèi)腔和有多排側(cè)孔構(gòu)成。美國(guó)的P50式12.7mm狙擊步槍膛口制退器就是這種類型,如圖9-3所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類2.單室多排膛口制退器單室多排膛口制退器由一個(gè)較大、較長(zhǎng)的內(nèi)3.多室多排膛口制退器多室多排膛口制退器內(nèi)腔被隔板分成若干室(一般最多為4室),各室都有一排側(cè)孔。隔板中央多呈內(nèi)凸形,便于使沖向隔板的氣流向側(cè)孔分流。丹麥麥德森20mm高射炮膛口制退器和美國(guó)6管20mm航炮膛口制退器就采用這種結(jié)構(gòu),如圖9-4所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類3.多室多排膛口制退器多室多排膛口制退器內(nèi)腔被隔板分成若干室4.無室膛口制退器無室膛口制退器的外形多為扁平形狀,內(nèi)腔直徑較小,有多排側(cè)孔且側(cè)孔道較長(zhǎng),故稱無室型。這類膛口制退器,火藥燃?xì)庠趦?nèi)腔的膨脹很小,高壓燃?xì)獾絺?cè)孔內(nèi)或側(cè)孔口部才膨脹并加速噴出。美國(guó)巴雷特M82式12.7mm狙擊步槍的膛口制退器即是這種結(jié)構(gòu),如圖9-5所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類4.無室膛口制退器無室膛口制退器的外形多為扁平形狀,內(nèi)腔直徑根據(jù)制退器的工作原理分類沖擊式膛口制退器也稱開腔式膛口制退器,典型結(jié)構(gòu)如圖9-6所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):腔室直徑較大(一般不小于2倍口徑),兩側(cè)具有大面積側(cè)孔,前方帶有一定角度的反射擋板。1、沖擊式膛口制退器
根據(jù)制退器的工作原理分類1、沖擊式膛口制退器2、反作用式膛口制退器反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-7所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):腔室直徑很?。ㄒ话悴怀^1.3倍口徑),沒有或只有很小的前反射擋板,側(cè)孔多排布置。根據(jù)制退器的工作原理分類2、反作用式膛口制退器反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-73、沖擊反作用式膛口制退器沖擊反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-8所示結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有較大直徑的腔室(大于1.3倍口徑)和分散的圓形或條形側(cè)孔。根據(jù)制退器的工作原理分類3、沖擊反作用式膛口制退器沖擊反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如膛口制退助旋器對(duì)于轉(zhuǎn)管武器而言,膛口裝置除了制退作用外,還可以根據(jù)需要,利用膛口裝置能夠改變氣體流動(dòng)的特點(diǎn),獲得驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)管武器身管組旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力矩。膛口制退助旋器的結(jié)構(gòu)原理如圖9-9所示。二、膛口制退器膛口制退助旋器二、膛口制退器二、膛口制退器膛口制退助旋器二、膛口制退器膛口制退助旋器膛口制退器的特征量及影響因素1、膛口制退器的特征量表征膛口制退器性能的特征量有結(jié)構(gòu)特征量α、效率和沖量特征量χ等。膛口制退器的結(jié)構(gòu)特征量α的值僅取決于膛口制退器的結(jié)構(gòu),而與彈道條件無關(guān)。結(jié)構(gòu)特征量α定義為:二、膛口制退器膛口制退器的特征量及影響因素1、膛口制退器的特征量二、膛口制膛口制退器的效率是評(píng)價(jià)制退器所起制退作用大小的一個(gè)系數(shù),可以按制退器所吸收的沖量與武器原有后坐沖量之比確定。假設(shè)沒有制退器時(shí)后坐體的質(zhì)量為
,后效期終了時(shí)后坐體的速度為v,在其他條件不變的情況下,安裝制退器后,后坐體的質(zhì)量為m,后效期終了時(shí)后坐體的速度為v,則制退器的效率為:二、膛口制退器膛口制退器的效率是評(píng)價(jià)制退器所起制退作用大小的一個(gè)系數(shù),可以膛口制退器的沖量特征量χ的計(jì)算公式為:式中:κ———絕熱指數(shù)。在非定常后效期理論中,膛口制退器的沖量特征χ基本上只取決于膛口制退器的結(jié)構(gòu)特征量α,而與彈道條件無關(guān)。二、膛口制退器膛口制退器的沖量特征量χ的計(jì)算公式為:二、膛口制退器2、影響膛口制退器的因素分析制退腔結(jié)構(gòu):①制退腔直徑D:在其他條件不變的情況下,若制退腔的直徑D增加,則效率提高。但D增大到一定值時(shí),對(duì)效率的影響就不大了。②制退腔錐角γ:由實(shí)驗(yàn)得知,當(dāng)制退腔的長(zhǎng)度λ一定時(shí),制退器的效率將隨錐角γ的增大而提高;但當(dāng)錐角增大到一定值后,效率的提高就不顯著了。γ角值一般約為25°~35°。二、膛口制退器2、影響膛口制退器的因素分析二、膛口制退器③制退腔長(zhǎng)度λ:制退腔錐角γ值一定時(shí),制退腔長(zhǎng)度λ增加,則氣流容易膨脹,對(duì)提高效率有利。但制退腔長(zhǎng)度過大時(shí),作用不大。對(duì)于錐角大的制退器,制退腔可設(shè)計(jì)得短一些;錐角小的制退器,制退腔可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一些。制退器中央彈孔直徑減小中央彈孔直徑對(duì)提高制退器效率有較大的效果。因?yàn)闇p小了,自中央彈孔流出的火藥燃?xì)饬烤蜕倭?。如果能在彈頭飛出中央彈孔后,依靠一定的機(jī)構(gòu)將中央彈孔立即關(guān)閉,使火藥燃?xì)獠蛔灾醒霃椏琢鞒觯瑒t可進(jìn)一步提高制退效率。二、膛口制退器③制退腔長(zhǎng)度λ:制退腔錐角γ值一定時(shí),制退腔長(zhǎng)度λ增加,則氣制退器側(cè)孔道斷面面積在其他條件不變的情況下,側(cè)孔道斷面面積之總和增加,自側(cè)孔道流出的火藥燃?xì)饬吭龆?,制退器效率將提高。但同一?cè)孔道過大時(shí),經(jīng)側(cè)孔道流出的部分火藥燃?xì)鈱⒅苯酉蚯皣姵?,而不?jīng)前壁反射向后噴,因此效率反而下降,如圖9-10所示。側(cè)孔道的形狀對(duì)效率亦有影響,縱向長(zhǎng)的側(cè)孔道,氣流容易向前噴射,對(duì)提高效率不利。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),側(cè)孔道的斷面宜寬不宜長(zhǎng),有時(shí)設(shè)計(jì)成很多小圓孔,如圖9-11所示。二、膛口制退器制退器側(cè)孔道斷面面積二、膛口制退器二、膛口制退器側(cè)孔道的位置盡量靠近前壁較為有利。二、膛口制退器側(cè)孔道的位置盡量靠近前壁較為有利。制退器側(cè)孔道角度隨著角的增加,側(cè)孔道氣流反力的軸向分力要增大,對(duì)制退器效率的提高有利。但角過大,膛內(nèi)氣流流入側(cè)孔道時(shí)的速度損失增大,將減少側(cè)孔道的流量,效率反而下降。改變側(cè)孔道的入口角度,可以改善氣流的流動(dòng)條件,如圖9-12所示,但加工較為困難。二、膛口制退器制退器側(cè)孔道角度二、膛口制退器制退室數(shù)目
一般來說,增加制退室的數(shù)目對(duì)提高效率有利,圖9-13所示為多室制退器。各個(gè)制退室對(duì)效率的影響是不同的,靠近膛口的制退室所起的作用最大,約占總效率的70%~80%,第二個(gè)制退室約占15%~20%,第三個(gè)制退室作用就很小。故制退室的數(shù)目過多實(shí)際意義并不大。二、膛口制退器制退室數(shù)目二、膛口制退器彈道諸元同一制退器在不同的彈道條件下射擊,其效率是不同的。二、膛口制退器膛口制退器的設(shè)計(jì)膛口制退器的設(shè)計(jì)要求①制退器設(shè)計(jì)得合理與否對(duì)射擊精度有很大影響。對(duì)于手持式武器,要求安裝制退器后有較好的連發(fā)精度,對(duì)于有架座的武器,則要求在減輕重量的情況下(與全槍配合)保證一定的精度。彈道諸元二、膛口制退器膛口制退器的設(shè)計(jì)膛口制退器的設(shè)計(jì)要求②制退器的結(jié)構(gòu)尺寸不宜太大,特別是橫向尺寸不能太大,重量要盡量輕。特別是手持式武器,安裝較大的制退器使用操作都不方便。③安裝制退器后不應(yīng)有很強(qiáng)的沖擊波和噪聲,以免威脅或傷害射手,影響射擊精度。膛口制退器的設(shè)計(jì)步驟①首先按總體提出的制退器效率指標(biāo),選擇制退器的類型,確定結(jié)構(gòu)方案;②對(duì)制退器結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)(包括分析計(jì)算)。二、膛口制退器②制退器的結(jié)構(gòu)尺寸不宜太大,特別是橫向尺寸不能太大,重量要盡③加工制造,在所設(shè)計(jì)武器或?qū)嶒?yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)彈射擊試驗(yàn)、修改結(jié)構(gòu)方案。④繪制工程圖。二、膛口制退器③加工制造,在所設(shè)計(jì)武器或?qū)嶒?yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)彈射擊試驗(yàn)、修改結(jié)三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器在身管后坐式自動(dòng)武器中,為了保證完成自動(dòng)動(dòng)作或提高武器的射擊頻率,往往在膛口安裝助退器。膛口噴出的火藥燃?xì)馔ㄟ^助退器作用在膛口端面上,增加一部分身管的后坐能量,如圖9-14所示。三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器助退器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作性能的影響三、膛口助退器與防跳器中央彈孔直徑中央彈孔直徑對(duì)助退器工作的影響很大。中央彈孔直徑大,則助退腔內(nèi)的壓力低,助退效果小?;钊麢M斷面積在其他結(jié)構(gòu)條件不變的情況下,活塞橫斷面積大,則活塞端面受到的力大,助退效果大。但活塞面積增大,武器的橫向結(jié)構(gòu)尺寸加大,這是不利的。助退器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作性能的影響三、膛口助退器與防跳器中央彈孔三、膛口助退器與防跳器3.助退腔初始容積助退腔初始容積大,氣體充滿助退腔所需的時(shí)間長(zhǎng),腔內(nèi)氣體的壓力低,助退效果差。有助退器時(shí)后坐體速度的確定無助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔媒K了時(shí)身管的自由后坐速度為:三、膛口助退器與防跳器3.助退腔初始容積有助退器時(shí)后坐體速度三、膛口助退器與防跳器有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔脮r(shí)期身管的后坐速度為:式中:μ—助退系數(shù);i—后效期內(nèi)某瞬時(shí)火藥燃?xì)夂笮趯?duì)后體坐體的單位壓力沖量。有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔媒K了時(shí)后坐體的后坐速度為:三、膛口助退器與防跳器有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔脮r(shí)期身管的后坐三、膛口助退器與防跳器助退系數(shù)μ的確定助退系數(shù)μ值與口徑d、活塞面積、中央彈孔等因素有關(guān):式中:三、膛口助退器與防跳器助退系數(shù)μ的確定助退系數(shù)μ值與口徑防跳器某些手持式自動(dòng)武器的膛口防跳器往往和其他的膛口裝置結(jié)合起來應(yīng)用,如圖9-17和圖9-18所示三、膛口助退器與防跳器防跳器某些手持式自動(dòng)武器的膛口防跳器往往和其他的膛口裝置結(jié)合三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型消焰器工作原理屏蔽前期焰及一次焰火光膛口安裝了消焰器后,自側(cè)向屏蔽了由前期焰及一次焰而生的火光。降低出口處火藥燃?xì)鉁囟茸蕴趴趪姵龅幕鹚幦細(xì)馍淞髟谔趴谘b置中經(jīng)過膨脹得到降溫,使氣流流出裝置時(shí)溫度已較低,因此失去了產(chǎn)生火焰的條件,起到滅火的作用。降低出口處火藥燃?xì)鈮毫λ?、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型消焰器工作原理四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型自膛口噴出的火藥燃?xì)馍淞髟谔趴谘b置中已得到膨脹,氣體出裝置時(shí)的壓力已很低,這樣氣體出膛口裝置后的膨脹度較小,膨脹后產(chǎn)生的正激波強(qiáng)度亦較低,氣體通過馬赫盤后的壓力回升值亦較小,由此避免中間焰及二次焰的產(chǎn)生。消焰器的結(jié)構(gòu)類型錐形遮光罩一種圓錐角大而短的錐形膛口裝置。由于圓錐張角大,使出口的火藥燃?xì)馀蛎浂却?,壓力、溫度下降較快,因而減小了一次焰和膛口輝光。四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型自膛口噴出的火藥燃?xì)馍淞髟谔畔嫫鞯墓ぷ髟砼c結(jié)構(gòu)類型錐形消焰器如捷59式通用機(jī)槍的膛口裝置(圖9-21),其結(jié)構(gòu)與錐形遮光罩看似相同,但其圓錐角小,錐形尺寸長(zhǎng),這從根本上克服了錐形遮光罩的缺點(diǎn)。圓柱形消焰器和筒形消焰器如美勃朗寧輕機(jī)槍的膛口裝置(圖9-22),圓柱形消焰器內(nèi)截面積較大,火藥燃?xì)饽艹浞峙蛎?,溫度容易降低,但火藥燃?xì)鈴臉尶谶M(jìn)入消焰器是突然膨脹,容易產(chǎn)生激波,且截面愈大激波愈強(qiáng),因此要合理選擇內(nèi)徑尺寸控制激波強(qiáng)度,以達(dá)到減小中間焰和二次焰的目的。四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型錐形消焰器四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器叉形消焰器如美M16自動(dòng)步槍的膛口裝置(圖9-23),叉形消焰器的內(nèi)腔一般有錐形過渡段,其內(nèi)角約為20°,長(zhǎng)度較短,側(cè)壁開有長(zhǎng)條孔,有利于消焰且可減少由消焰器引起的附加后坐力。消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器叉形消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器組合式消焰器組合式消焰器是綜合利用上述幾類消焰器的特點(diǎn),將其中2種或2種以上的結(jié)構(gòu)形式組合起來,故稱為組合式消焰器(圖9-24)。這類消焰器一般兼有制退、防跳或消聲的功能。消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器組合式消焰器四、膛口消焰器四、膛口消焰器常用消焰器設(shè)計(jì)圓錐形消焰器圓錐形消焰器設(shè)計(jì)時(shí)其主要結(jié)構(gòu)尺寸是錐角、長(zhǎng)度、出口斷面面積以及側(cè)孔等。消焰器的出口斷面面積愈大,則氣流在消焰器內(nèi)的膨脹愈充分,對(duì)降溫有利。圓柱形消焰器圓柱形消焰器的主要結(jié)構(gòu)尺寸是圓筒直徑、長(zhǎng)度及側(cè)孔道。圓筒直徑小,氣流膨脹不充分,消焰效果差;若圓筒直徑小到與口徑相近,則消焰器四、膛口消焰器常用消焰器設(shè)計(jì)圓錐形消焰器四、膛口消焰器常用消焰器設(shè)計(jì)實(shí)際不起作用。圓筒直徑大,則消焰器內(nèi)的氣流可以得到膨脹;但過大又將引起氣流的突然膨脹,形成激波,反而引起強(qiáng)烈的火光。為了使直徑較小的消焰器能得到較好的消焰效果,可以在消焰器的側(cè)壁開孔道。四、膛口消焰器常用消焰器設(shè)計(jì)實(shí)際不起作用。圓筒直徑大,則消焰器內(nèi)的氣降低膛口聲源能量的技術(shù)措施①在同樣裝藥量和彈丸質(zhì)量的條件下增長(zhǎng)身管,降低膛口壓力,提高彈丸的初速,降低膛口聲源能量。②在初速不變的條件下,采用相同火藥而減少裝藥量,增加裝填密度,使最大膛壓值升高,而膛口壓力降低,對(duì)消聲是有利的。③在達(dá)到一定初速的條件下,變更火藥性能,采用速燃火藥,亦可使膛口壓力降低,達(dá)到更好地利用火藥燃?xì)饽芰康淖饔?。五、膛口消聲器降低膛口聲源能量的技術(shù)措施①在同樣裝藥量和彈丸質(zhì)量的條件下增膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)傳聲損失()傳聲損失也稱傳遞損失或透射損失。消聲器的傳聲損失是消聲器入口處的聲功率級(jí)與消聲器出口處的聲功率級(jí)之差,由于聲功率級(jí)不能直接測(cè)量,要通過測(cè)量聲壓級(jí)來計(jì)算聲功率級(jí)和傳聲損失。主要用于消聲器的設(shè)計(jì)計(jì)算。插入損失()插入損失是在未安裝消聲器前某定點(diǎn)的聲壓級(jí)與安裝消聲器后同一定點(diǎn)的聲壓級(jí)之差。插入損失常用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量消聲器的消聲量。不過這種現(xiàn)場(chǎng)五、膛口消聲器膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)傳聲損失()五、膛口消聲器膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)測(cè)量的插入損失因受環(huán)境噪聲和距離衰減的影響,不可能完全正確地評(píng)價(jià)消聲器的消聲效果,有時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果要進(jìn)行修正。減噪量()
也稱聲壓級(jí)差或兩端點(diǎn)點(diǎn)差。消聲器進(jìn)口端面的平均聲壓級(jí)與出口端面的平均聲壓級(jí)之差,減噪量受聲源和環(huán)境影響。如果聲源內(nèi)阻抗和終端阻抗相等,則聲源和終止端就無反射,這時(shí)減噪量大于插入損失和傳聲損失。五、膛口消聲器膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)測(cè)量的插入損失因受環(huán)境噪聲和距離衰膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)衰減量()消聲器內(nèi)部?jī)牲c(diǎn)間的聲壓級(jí)的差值稱為衰減量。主要用來描述消聲器內(nèi)聲傳播的特性,通常以消聲器單位長(zhǎng)度的衰減量來表征。五、膛口消聲器膛口消聲器的消聲量評(píng)價(jià)衰減量()五、膛口消聲器典型膛口消聲器網(wǎng)式消聲器網(wǎng)式消聲器的結(jié)構(gòu)形式如圖9-25所示。五、膛口消聲器典型膛口消聲器網(wǎng)式消聲器五、膛口消聲器典型膛口消聲器隔板式消聲器隔板式消聲器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在消聲筒內(nèi)安放有消聲隔板或消聲碗,如圖9-26所示。五、膛口消聲器典型膛口消聲器隔板式消聲器五、膛口消聲器典型膛口消聲器封閉式消聲器封閉式消聲器的結(jié)構(gòu)形式是在膛口安裝一消聲筒,消聲筒的中央彈孔處用一橡皮封閉(圖9-27)。五、膛口消聲器典型膛口消聲器封閉式消聲器五、膛口消聲器第9章膛口裝置設(shè)計(jì)第9章膛口裝置設(shè)計(jì)主要內(nèi)容膛口裝置的類型膛口制退器膛口助退器與防跳器膛口消焰器膛口消聲器主要內(nèi)容一、膛口裝置的類型膛口裝置的概念:安裝在武器膛口,利用后效期火藥燃?xì)饽芰繉?duì)槍炮產(chǎn)生一定作用的能量轉(zhuǎn)換裝置。膛口裝置的類型:按功用不同,大致可分為膛口制退器、膛口助退器、膛口消焰器等幾種類型。一、膛口裝置的類型二、膛口制退器含義:制退器是一種控制后效期火藥燃?xì)饬髁俊饬鞣较蚝蜌饬魉俣鹊哪芰哭D(zhuǎn)換裝置。作用:用于減小武器射擊時(shí)所產(chǎn)生的后坐力及后坐沖量,從而減輕射手或架體所承受的載荷。對(duì)于手持式武器,減小后坐沖量可以減輕射手的疲勞,提高武器的連發(fā)精度。一、膛口制退器的類型及工作原理二、膛口制退器一、膛口制退器的類型及工作原理作用原理:以不同的結(jié)構(gòu)形式控制后效期內(nèi)火藥燃?xì)饨?jīng)中央彈孔與側(cè)孔道的流量比,控制側(cè)孔道氣流的方向和速度,以動(dòng)量傳遞的方式減小火藥燃?xì)鈱?duì)武器的后坐能量。二、膛口制退器作用原理:以不同的結(jié)構(gòu)形式控制后效期內(nèi)火藥燃?xì)饨?jīng)中央彈孔與側(cè)二、膛口制退器根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類:?jiǎn)问覇闻盘趴谥仆似鳌问叶嗯盘趴谥仆似鳌⒍嗍叶嗯盘趴谥仆似?、無室膛口制退器。根據(jù)制退器的工作原理分類:沖擊式膛口制退器、反作用式膛口制退器、沖擊反作用式膛口制退器。膛口制退器的分類:二、膛口制退器根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類:?jiǎn)问覇闻盘趴谥仆似鳌?.單室單排膛口制退器單室單排膛口制退器只有一個(gè)直徑較大、長(zhǎng)度較短的內(nèi)腔和一排側(cè)孔。膛口噴出的火藥燃?xì)庠谥仆似髑慌蛎?,部分氣流從?cè)孔排出,其余氣流從中央彈孔出。54式12.7mm高射機(jī)槍的膛口制退器就采用了這種形式,如圖9-2所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類1.單室單排膛口制退器單室單排膛口制退器只有一個(gè)直徑較大、長(zhǎng)2.單室多排膛口制退器單室多排膛口制退器由一個(gè)較大、較長(zhǎng)的內(nèi)腔和有多排側(cè)孔構(gòu)成。美國(guó)的P50式12.7mm狙擊步槍膛口制退器就是這種類型,如圖9-3所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類2.單室多排膛口制退器單室多排膛口制退器由一個(gè)較大、較長(zhǎng)的內(nèi)3.多室多排膛口制退器多室多排膛口制退器內(nèi)腔被隔板分成若干室(一般最多為4室),各室都有一排側(cè)孔。隔板中央多呈內(nèi)凸形,便于使沖向隔板的氣流向側(cè)孔分流。丹麥麥德森20mm高射炮膛口制退器和美國(guó)6管20mm航炮膛口制退器就采用這種結(jié)構(gòu),如圖9-4所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類3.多室多排膛口制退器多室多排膛口制退器內(nèi)腔被隔板分成若干室4.無室膛口制退器無室膛口制退器的外形多為扁平形狀,內(nèi)腔直徑較小,有多排側(cè)孔且側(cè)孔道較長(zhǎng),故稱無室型。這類膛口制退器,火藥燃?xì)庠趦?nèi)腔的膨脹很小,高壓燃?xì)獾絺?cè)孔內(nèi)或側(cè)孔口部才膨脹并加速噴出。美國(guó)巴雷特M82式12.7mm狙擊步槍的膛口制退器即是這種結(jié)構(gòu),如圖9-5所示。根據(jù)制退器的結(jié)構(gòu)形式分類4.無室膛口制退器無室膛口制退器的外形多為扁平形狀,內(nèi)腔直徑根據(jù)制退器的工作原理分類沖擊式膛口制退器也稱開腔式膛口制退器,典型結(jié)構(gòu)如圖9-6所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):腔室直徑較大(一般不小于2倍口徑),兩側(cè)具有大面積側(cè)孔,前方帶有一定角度的反射擋板。1、沖擊式膛口制退器
根據(jù)制退器的工作原理分類1、沖擊式膛口制退器2、反作用式膛口制退器反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-7所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):腔室直徑很?。ㄒ话悴怀^1.3倍口徑),沒有或只有很小的前反射擋板,側(cè)孔多排布置。根據(jù)制退器的工作原理分類2、反作用式膛口制退器反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-73、沖擊反作用式膛口制退器沖擊反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如圖9-8所示結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有較大直徑的腔室(大于1.3倍口徑)和分散的圓形或條形側(cè)孔。根據(jù)制退器的工作原理分類3、沖擊反作用式膛口制退器沖擊反作用式膛口制退器的典型結(jié)構(gòu)如膛口制退助旋器對(duì)于轉(zhuǎn)管武器而言,膛口裝置除了制退作用外,還可以根據(jù)需要,利用膛口裝置能夠改變氣體流動(dòng)的特點(diǎn),獲得驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)管武器身管組旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力矩。膛口制退助旋器的結(jié)構(gòu)原理如圖9-9所示。二、膛口制退器膛口制退助旋器二、膛口制退器二、膛口制退器膛口制退助旋器二、膛口制退器膛口制退助旋器膛口制退器的特征量及影響因素1、膛口制退器的特征量表征膛口制退器性能的特征量有結(jié)構(gòu)特征量α、效率和沖量特征量χ等。膛口制退器的結(jié)構(gòu)特征量α的值僅取決于膛口制退器的結(jié)構(gòu),而與彈道條件無關(guān)。結(jié)構(gòu)特征量α定義為:二、膛口制退器膛口制退器的特征量及影響因素1、膛口制退器的特征量二、膛口制膛口制退器的效率是評(píng)價(jià)制退器所起制退作用大小的一個(gè)系數(shù),可以按制退器所吸收的沖量與武器原有后坐沖量之比確定。假設(shè)沒有制退器時(shí)后坐體的質(zhì)量為
,后效期終了時(shí)后坐體的速度為v,在其他條件不變的情況下,安裝制退器后,后坐體的質(zhì)量為m,后效期終了時(shí)后坐體的速度為v,則制退器的效率為:二、膛口制退器膛口制退器的效率是評(píng)價(jià)制退器所起制退作用大小的一個(gè)系數(shù),可以膛口制退器的沖量特征量χ的計(jì)算公式為:式中:κ———絕熱指數(shù)。在非定常后效期理論中,膛口制退器的沖量特征χ基本上只取決于膛口制退器的結(jié)構(gòu)特征量α,而與彈道條件無關(guān)。二、膛口制退器膛口制退器的沖量特征量χ的計(jì)算公式為:二、膛口制退器2、影響膛口制退器的因素分析制退腔結(jié)構(gòu):①制退腔直徑D:在其他條件不變的情況下,若制退腔的直徑D增加,則效率提高。但D增大到一定值時(shí),對(duì)效率的影響就不大了。②制退腔錐角γ:由實(shí)驗(yàn)得知,當(dāng)制退腔的長(zhǎng)度λ一定時(shí),制退器的效率將隨錐角γ的增大而提高;但當(dāng)錐角增大到一定值后,效率的提高就不顯著了。γ角值一般約為25°~35°。二、膛口制退器2、影響膛口制退器的因素分析二、膛口制退器③制退腔長(zhǎng)度λ:制退腔錐角γ值一定時(shí),制退腔長(zhǎng)度λ增加,則氣流容易膨脹,對(duì)提高效率有利。但制退腔長(zhǎng)度過大時(shí),作用不大。對(duì)于錐角大的制退器,制退腔可設(shè)計(jì)得短一些;錐角小的制退器,制退腔可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一些。制退器中央彈孔直徑減小中央彈孔直徑對(duì)提高制退器效率有較大的效果。因?yàn)闇p小了,自中央彈孔流出的火藥燃?xì)饬烤蜕倭恕H绻茉趶楊^飛出中央彈孔后,依靠一定的機(jī)構(gòu)將中央彈孔立即關(guān)閉,使火藥燃?xì)獠蛔灾醒霃椏琢鞒?,則可進(jìn)一步提高制退效率。二、膛口制退器③制退腔長(zhǎng)度λ:制退腔錐角γ值一定時(shí),制退腔長(zhǎng)度λ增加,則氣制退器側(cè)孔道斷面面積在其他條件不變的情況下,側(cè)孔道斷面面積之總和增加,自側(cè)孔道流出的火藥燃?xì)饬吭龆?,制退器效率將提高。但同一?cè)孔道過大時(shí),經(jīng)側(cè)孔道流出的部分火藥燃?xì)鈱⒅苯酉蚯皣姵?,而不?jīng)前壁反射向后噴,因此效率反而下降,如圖9-10所示。側(cè)孔道的形狀對(duì)效率亦有影響,縱向長(zhǎng)的側(cè)孔道,氣流容易向前噴射,對(duì)提高效率不利。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),側(cè)孔道的斷面宜寬不宜長(zhǎng),有時(shí)設(shè)計(jì)成很多小圓孔,如圖9-11所示。二、膛口制退器制退器側(cè)孔道斷面面積二、膛口制退器二、膛口制退器側(cè)孔道的位置盡量靠近前壁較為有利。二、膛口制退器側(cè)孔道的位置盡量靠近前壁較為有利。制退器側(cè)孔道角度隨著角的增加,側(cè)孔道氣流反力的軸向分力要增大,對(duì)制退器效率的提高有利。但角過大,膛內(nèi)氣流流入側(cè)孔道時(shí)的速度損失增大,將減少側(cè)孔道的流量,效率反而下降。改變側(cè)孔道的入口角度,可以改善氣流的流動(dòng)條件,如圖9-12所示,但加工較為困難。二、膛口制退器制退器側(cè)孔道角度二、膛口制退器制退室數(shù)目
一般來說,增加制退室的數(shù)目對(duì)提高效率有利,圖9-13所示為多室制退器。各個(gè)制退室對(duì)效率的影響是不同的,靠近膛口的制退室所起的作用最大,約占總效率的70%~80%,第二個(gè)制退室約占15%~20%,第三個(gè)制退室作用就很小。故制退室的數(shù)目過多實(shí)際意義并不大。二、膛口制退器制退室數(shù)目二、膛口制退器彈道諸元同一制退器在不同的彈道條件下射擊,其效率是不同的。二、膛口制退器膛口制退器的設(shè)計(jì)膛口制退器的設(shè)計(jì)要求①制退器設(shè)計(jì)得合理與否對(duì)射擊精度有很大影響。對(duì)于手持式武器,要求安裝制退器后有較好的連發(fā)精度,對(duì)于有架座的武器,則要求在減輕重量的情況下(與全槍配合)保證一定的精度。彈道諸元二、膛口制退器膛口制退器的設(shè)計(jì)膛口制退器的設(shè)計(jì)要求②制退器的結(jié)構(gòu)尺寸不宜太大,特別是橫向尺寸不能太大,重量要盡量輕。特別是手持式武器,安裝較大的制退器使用操作都不方便。③安裝制退器后不應(yīng)有很強(qiáng)的沖擊波和噪聲,以免威脅或傷害射手,影響射擊精度。膛口制退器的設(shè)計(jì)步驟①首先按總體提出的制退器效率指標(biāo),選擇制退器的類型,確定結(jié)構(gòu)方案;②對(duì)制退器結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)(包括分析計(jì)算)。二、膛口制退器②制退器的結(jié)構(gòu)尺寸不宜太大,特別是橫向尺寸不能太大,重量要盡③加工制造,在所設(shè)計(jì)武器或?qū)嶒?yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)彈射擊試驗(yàn)、修改結(jié)構(gòu)方案。④繪制工程圖。二、膛口制退器③加工制造,在所設(shè)計(jì)武器或?qū)嶒?yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)彈射擊試驗(yàn)、修改結(jié)三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器在身管后坐式自動(dòng)武器中,為了保證完成自動(dòng)動(dòng)作或提高武器的射擊頻率,往往在膛口安裝助退器。膛口噴出的火藥燃?xì)馔ㄟ^助退器作用在膛口端面上,增加一部分身管的后坐能量,如圖9-14所示。三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器助退器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作性能的影響三、膛口助退器與防跳器中央彈孔直徑中央彈孔直徑對(duì)助退器工作的影響很大。中央彈孔直徑大,則助退腔內(nèi)的壓力低,助退效果小?;钊麢M斷面積在其他結(jié)構(gòu)條件不變的情況下,活塞橫斷面積大,則活塞端面受到的力大,助退效果大。但活塞面積增大,武器的橫向結(jié)構(gòu)尺寸加大,這是不利的。助退器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作性能的影響三、膛口助退器與防跳器中央彈孔三、膛口助退器與防跳器3.助退腔初始容積助退腔初始容積大,氣體充滿助退腔所需的時(shí)間長(zhǎng),腔內(nèi)氣體的壓力低,助退效果差。有助退器時(shí)后坐體速度的確定無助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔媒K了時(shí)身管的自由后坐速度為:三、膛口助退器與防跳器3.助退腔初始容積有助退器時(shí)后坐體速度三、膛口助退器與防跳器有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔脮r(shí)期身管的后坐速度為:式中:μ—助退系數(shù);i—后效期內(nèi)某瞬時(shí)火藥燃?xì)夂笮趯?duì)后體坐體的單位壓力沖量。有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔媒K了時(shí)后坐體的后坐速度為:三、膛口助退器與防跳器有助退器時(shí),火藥燃?xì)庾饔脮r(shí)期身管的后坐三、膛口助退器與防跳器助退系數(shù)μ的確定助退系數(shù)μ值與口徑d、活塞面積、中央彈孔等因素有關(guān):式中:三、膛口助退器與防跳器助退系數(shù)μ的確定助退系數(shù)μ值與口徑防跳器某些手持式自動(dòng)武器的膛口防跳器往往和其他的膛口裝置結(jié)合起來應(yīng)用,如圖9-17和圖9-18所示三、膛口助退器與防跳器防跳器某些手持式自動(dòng)武器的膛口防跳器往往和其他的膛口裝置結(jié)合三、膛口助退器與防跳器三、膛口助退器與防跳器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型消焰器工作原理屏蔽前期焰及一次焰火光膛口安裝了消焰器后,自側(cè)向屏蔽了由前期焰及一次焰而生的火光。降低出口處火藥燃?xì)鉁囟茸蕴趴趪姵龅幕鹚幦細(xì)馍淞髟谔趴谘b置中經(jīng)過膨脹得到降溫,使氣流流出裝置時(shí)溫度已較低,因此失去了產(chǎn)生火焰的條件,起到滅火的作用。降低出口處火藥燃?xì)鈮毫λ?、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型消焰器工作原理四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型自膛口噴出的火藥燃?xì)馍淞髟谔趴谘b置中已得到膨脹,氣體出裝置時(shí)的壓力已很低,這樣氣體出膛口裝置后的膨脹度較小,膨脹后產(chǎn)生的正激波強(qiáng)度亦較低,氣體通過馬赫盤后的壓力回升值亦較小,由此避免中間焰及二次焰的產(chǎn)生。消焰器的結(jié)構(gòu)類型錐形遮光罩一種圓錐角大而短的錐形膛口裝置。由于圓錐張角大,使出口的火藥燃?xì)馀蛎浂却?,壓力、溫度下降較快,因而減小了一次焰和膛口輝光。四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型自膛口噴出的火藥燃?xì)馍淞髟谔畔嫫鞯墓ぷ髟砼c結(jié)構(gòu)類型錐形消焰器如捷59式通用機(jī)槍的膛口裝置(圖9-21),其結(jié)構(gòu)與錐形遮光罩看似相同,但其圓錐角小,錐形尺寸長(zhǎng),這從根本上克服了錐形遮光罩的缺點(diǎn)。圓柱形消焰器和筒形消焰器如美勃朗寧輕機(jī)槍的膛口裝置(圖9-22),圓柱形消焰器內(nèi)截面積較大,火藥燃?xì)饽艹浞峙蛎?,溫度容易降低,但火藥燃?xì)鈴臉尶谶M(jìn)入消焰器是突然膨脹,容易產(chǎn)生激波,且截面愈大激波愈強(qiáng),因此要合理選擇內(nèi)徑尺寸控制激波強(qiáng)度,以達(dá)到減小中間焰和二次焰的目的。四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型錐形消焰器四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器叉形消焰器如美M16自動(dòng)步槍的膛口裝置(圖9-23),叉形消焰器的內(nèi)腔一般有錐形過渡段,其內(nèi)角約為20°,長(zhǎng)度較短,側(cè)壁開有長(zhǎng)條孔,有利于消焰且可減少由消焰器引起的附加后坐力。消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器叉形消焰器消焰器的工作原理與結(jié)構(gòu)類型四、膛口消焰器組合式消焰器組合式消焰器是綜合利用上述幾類消焰器的特點(diǎn),將其中2種或2種以上的結(jié)構(gòu)形式組合起來,故稱為組合式消焰器(圖
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