﻿ 电磁轨道炮反后坐装置研究
 舰船科学技术  2019, Vol. 41 Issue (3): 137-141 PDF

Research on recoil mechanism of electromagnetic rail gun
MA Xin-ke, QIU Qun-xian, HE Hang, GAO Bo, GENG Hao, YUE Hai-bo
The 713 Research Institute of CSIC, Zhengzhou 450015, China
Abstract: With the increasing energy level of the electromagnetic rail gun, the recoil of the launcher is getting bigger and bigger. In order to improve the force of the carriage, it is necessary to use the recoil device. In this paper, an electromagnetic rail gun was taken as the research object, and the simplified model and dynamic model of launch system were established. Under the same launching conditions, the recoil law of the launching system with three different types of recoil mechanism at 0°and 45°elevating angle , was simulated respectively. It is concluded that under the condition of wide angle of fire, the comprehensive efficiency of the recoil mechanism with two reentry machine and two recoil machine in symmetrical arrangement is better than two others. This study has a certain reference value for the overall design of the launch system of the electromagnetic rail gun with large energy and wide angle of fire.
Key words: electromagnetic rail gun     angle of fire     recoil mechanism     recoil law
0 引　言

1 发射系统模型建立 1.1 发射系统模型

 图 1 发射系统简化实体模型 Fig. 1 Simplified entity model of launch system
1.2 动力学模型

 图 2 后坐部分受力示意图 Fig. 2 Schematic diagram of recoil force

 ${m_h}\frac{{{{\rm d}^2}x}}{{{\rm d}{t^2}}} = {F_{pt}} - {F_T} - ({F_f} + {F_z} + F) + {m_h}g\sin \alpha {\text{。}}$ (1)

2 3种类型反后坐装置及反后坐效能分析

2.1 3种类型反后坐装置 2.1.1 反后坐装置布局图

 图 3 三种类型反后坐装置布局图 Fig. 3 Layout of three types of recoil device
2.1.2 3种类型反后坐装置结构方案

1）复进机结构方案

 图 4 气压式复进机结构方案简图 Fig. 4 Schematic diagram of the structure of recuperating machine

2）驻退机结构方案

 图 5 驻退机结构方案简图 Fig. 5 Schematic diagram of the structure of recoil brak

3）驻退复进机结构方案

 图 6 驻退复进机结构方案简图 Fig. 6 Schematic diagram of the structure of recoil and recuperating integrated machine
2.2 后坐复进过程仿真

2.2.1 输入条件设定

 图 7 电流曲线和推力曲线 Fig. 7 Current curve and thrust curve
2.2.2 仿真计算结果

1）后坐力曲线

0°和45°射角工况下的后坐力曲线如图8所示。

 图 8 后坐力随时间变化曲线 Fig. 8 Recoil-time curve

2）后坐复进位移曲线

0°和45°射角工况下的后坐复进位移曲线如图9所示。

 图 9 后坐复进位移随时间变化曲线 Fig. 9 Stroke-time curve

3）后坐复进速度曲线

0°和45°射角工况下的后坐复进速度曲线如图10所示。

 图 10 后坐复进速度随时间变化曲线 Fig. 10 Velocity-time curve

4）后坐过程中储气腔气压曲线

0°和45°射角工况下的储气腔气压曲线如图11所示。

 图 11 气压随时间变化曲线 Fig. 11 Pressure-time curve

2.2.3 反后坐效能分析

1）对于后坐力变化规律，类型1和类型2相对于类型3后坐力变化趋缓，类型2的最大后坐力最小，类型3最大后坐力最大，最大后坐力越小越有利于发射装置架体的受力状态；

2）对于位移变化规律，类型3后坐复进位移变化更为急剧，3种类型的最大后坐位移依次增大，最大后坐位移均未超过110 mm，而常规大口径火炮往往有数百毫米以上的后坐位移，可见电磁轨道炮的后坐位移较小，这与电磁轨道炮具有较大的后坐部分质量有关；

3）对于速度变化规律，3种类型的最大后坐速度依次增大，类型3的复进末速最大，类型2的复进末速最小，复进末速越小，后坐部分复进终了时的动能越小，对炮架的冲击越小；

4）储气腔气压初值设置与储气腔数量有关，因此类型1气压初值设置的最高，类型3设置的最低，而气压值越高，越不利于反后坐装置气体密封性能。

5）3种类型反后坐装置对后坐部分的受力和身管的扰动具有不同的影响，由于复进机力和驻退机力在后坐过程中不同步，因此类型1反后坐装置的1套复进机和1套驻退机布局，会导致后坐部分受到偏转力矩作用，并造成身管的扰动，而类型2和类型3反后坐装置的布局方式能够使后坐部分受力更均匀，避免产生偏转力矩作用。

3 结　语

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