摩擦力可调式缓冲装置的设计与分析文献综述

 2022-11-09 11:31:13

文献综述:

  1. 引言

即便是在多极化格局较为和平的当代,局部地区的冲突也从未间断,强大自己的国防力量,是无时无刻不需求的。在高科技条件下的现代化战争中,作战行动更富于突发性,军队的流动性增大,遭遇战的可能性增加,战争态势错综复杂,情况千变万化,争夺战争的主动权,对快速反应要求更高。因此在未来的战争将会要求步兵装备的自动武器拥有更高的机动性和灵活性。然而,为了增大武器威力,步兵的自动武器在逐步向大口径、高射速和大威力方向发展,同时,也相应带来后坐力变大等一系列问题,进而影响射击精度。因此,采取有效措施减小机枪后坐力,是自动武器研究的一项及其重要的课题[1][2]

较长时间以来,武器专家想出了很多方法来尝试着减小后坐力,像是添加缓冲装置[3]、使用浮动击发技术[4]、软后座技术[5]等方法来减小武器的后坐力,从而提高射击精度。而在这之中,对武器添加缓冲装置是最易于实现的,同时现阶段对缓冲装置的研究也十分多,不管是结构优化还是阻尼材料的选择都提供了不少研究方法及手段[6][7]。因此,本次课题也将通过相关手段对缓冲装置进行优化设计,使之能有效减少给定枪支上的后坐力。

  1. 国内外自动武器的研究状况

早在19世纪,英籍美国人海勒姆·史蒂文斯·马克沁发明了第一款真正成功的以火药燃气为能源的自动武器——马克沁机枪。当时不少守旧的将军认为马克沁机枪是浪费枪弹的武器,但是在之后的多次战斗中,它成功地消灭了进攻的敌人。因此在20世纪初开始,国竞相研制成功了不同的自动原理、不同结构的机枪。随着对枪的结构和自动原理认识不断深化,涌现了许多新发明,枪械的结构逐渐趋向成熟[8]

我国相对于国外而言自动武器起步较晚,国内对于高射频自动机减小后坐力有一定的研究,但与国外还存在差距,主要表现在:减少后坐力理论研究和实验研究落后[9],研究方法和手段几乎还是沿用传统方法,对减小后坐力的新方法和新原理重视不够[10]。因此,必须及早跟踪和研究国外在自动机减小后坐力方面取得的突破性进展和经验,以缩短国内和国外的差距。

  1. 缓冲装置的工作原理及特点

缓冲装置的设计是自动武器总体设计的必要环节。武器在射击的过程中,常伴有冲击运动,尤其是枪机(炮栓)和枪(炮)身后坐与复进到位时的冲击很大,所以常装有缓冲装置。缓冲装置包括枪机(炮栓)缓冲装置和枪(炮)身缓冲装置[11]。缓冲装置主要指消耗和吸收自动武器后坐能量,以减轻后坐撞击的装置。不同的武器对缓冲装置的性能要求不同,对于有的高射速武器,要求缓冲装置将所吸收的能量尽量放出,以提高武器的复进速度和射速,高射速武器的缓冲装置的设计不但要考虑首发后坐阻力,还要考虑连发时后坐阻力不能叠加的问题。而有些武器则要求缓冲装置将所吸收的能量尽可能的消耗,以减小武器后坐时的撞击,并降低射速。因此,缓冲装置在整个射击循环过程中起到减小冲击力,提高零部件的寿命,提高射击稳定性和射击精度,或减轻射手疲劳的作用[12]

  1. 缓冲装置的分类。

缓冲装置按照结构划分,种类很多,在这里主要介绍一下弹簧式缓冲器、弹簧液压式缓冲器、内源式FORC缓冲器、摩擦弹簧式缓冲器和磁流体缓冲器。

4.1 弹簧缓冲器 amp; 液压缓冲器 amp; 内源式FORC装置

弹簧缓冲器是用弹簧作为缓冲元件的装置,其利用弹簧形变达到缓冲和储能目的,如图4.1.1所示[13]。弹簧缓冲装置一般分为螺旋弹簧缓冲装置、碟形弹簧等缓冲装置。螺旋弹簧缓冲装置是用圆柱形螺旋弹簧作为缓冲元件,弹簧丝断面形状有圆形、矩形、方形等,它主要是由缓冲簧筒、缓冲簧、顶杆等组成。这种缓冲装置能将所吸收的大部分能量到返回枪机组件,应用较为广泛。

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