0 引　言

某大口径舰炮在复进过程中抽壳，抽壳时抽筒子上端与药筒底缘相接触，药筒在抽筒子的作用下从炮膛内抽出，并以一定的速度向后运动，进入排壳装置^[1]，在后一发炮弹进入输弹通道前把药筒从输弹通道中排出，舰炮才能连续射击，否则将发生压壳故障（即后一发炮弹在向输弹线转动过程中，把前一发射击过的空药筒压住，造成停射）。通过对抽壳过程的理论分析，若抽壳初始速度大于12 m/s、平均速度达到8.65 m/s以上就不会发生压壳故障，平均速度8.65 m/s称为临界抽壳速度。仿真分析^[1-4]认为舰炮的抽壳阻力在常温（15℃）下处于18.46 ～109.3 kN之间，抽壳速度可达到14.9 ～20 m/s，若如此，应该不会发生压壳故障。但在实际试验和使用过程中，该故障却时有发生。仿真分析结果与实际情况不符，主要是在仿真过程中都进行了一定的假设。为了更真实地研究该舰炮的抽壳阻力和抽壳速度，找出解决问题的措施，进行了一系列的试验研究工作。

1 舰炮实际工作状态下的试验测试

在舰炮实际工作状态下进行试验测试，确认舰炮的抽壳阻力和抽壳速度。

在某舰炮样机上进行了3批弹药的抽壳阻力与抽壳速度测试试验，试验共射击弹药40发，选用3个批次两型弹药在常温状态下进行对比测试。

1）弹药状态

某1批次Ⅰ型弹（正装药，假引信，常温）10发；某2批次Ⅱ型弹（正装药，假引信，常温）20发；某3批次Ⅰ型弹（正装药，假引信，常温）8发。

2）测试条件

舰炮在0°射角发射。以在抽筒子上贴应变片的方式测抽筒子受力间接反映抽壳阻力。贴应变片的位置如图1所示。

在排壳通道上布置测点，测试药筒运动一定距离的时间，计算得到药筒在排壳通道上排出的平均速度。

3）测试结果

3批次弹药常温下抽筒子力曲线如图2所示。

3批次弹药常温下抽壳平均速度曲线如图3所示。

从测试结果可以看出，抽壳平均速度低于临界抽壳速度的现象确实存在，低于该临界抽壳速度就可能造成压壳故障，其中某2批次II型弹共射击20发，可能造成压壳故障的有6发，某3批次I型弹共射击8发，可能造成压壳故障的有3发。

从图2和图3也可以看出，抽筒子力和抽壳速度并不正相关，也就是说，抽筒子力大，抽壳速度并不一定大，抽筒子力并不能反映实际的抽壳阻力。

2 试验台架测试试验

为了找出抽壳阻力和抽壳速度的对应关系，进行台架测试试验。在试验台架上，利用剪切销模拟射击后的抽壳阻力，进行了抽壳速度、抽筒子应力测试。

设计一套抽壳阻力模拟装置以模拟抽壳阻力，如图4所示。阻力模拟装置由带连接头的药筒、剪切销、连接板和连接杆组成，带连接头的药筒通过剪切销与连接杆连接，连接杆另一端通过连接板固定在模拟身管前部，复进开闩抽壳时，药筒在抽壳机构作用下向后运动将剪切销剪断，通过改变剪切销的直径改变剪切销的剪切力，可实现不同抽壳阻力的模拟。

在空药筒（抽壳阻力为0）和不同规格剪切销（代表不同的抽壳阻力）的状态下，各进行了20次以上的试验，每种状态下模拟的抽壳阻力和平均抽壳速度如表1所示。模拟抽壳阻力与平均抽壳速度之间的关系如图5所示，使用φ9直径剪切销时，此时模拟的抽壳阻力为8.1 t，药筒不能被抽筒子抽出。

试验结果表明：抽壳阻力小于4.6 t时，抽壳阻力与抽壳速度正相关；大于4.6 t时，抽壳阻力增大会造成抽壳速度下降。只要药筒和舰炮药室之间存在抽壳阻力，就能使抽壳速度满足使用要求。

尽管台架刚度和实炮存在一定差异，但抽壳阻力和抽壳速度的变化趋势和实炮是一致的。

3 舰炮射击后抽壳阻力测试试验

从台架试验测试的结果看，只要药筒和舰炮药室之间存在抽壳阻力，抽壳速度就能达到临界抽壳速度以上，满足舰炮发射后抽壳要求，不会发生压壳故障。这就与舰炮实际工作状态下测试的结果不一致。

在舰炮上拆除了抽筒子等抽壳机构，观测开闩抽壳时药筒与药室的作用情况并测试抽壳阻力。

选取4个批次的弹药各5发共20发进行了试验，射角为0°，结果如表2所示。

试验结果表明：部分弹药射击后取到了闩体关闭信号，由于没有抽筒子，闩体重新打开，到舰炮阜阳部分运动到一定角度时药筒即可自行掉落，说明药筒和药室之间没有作用力，即没有抽壳阻力；有部分药筒在舰炮俯仰部分运动时没有掉落的，手动也可轻松取出药筒，说明抽壳阻力不大于10kg；部分弹药射击后药筒自行向后运动，运动距离长短不一。

因此认为，舰炮射击后，进行开闩抽壳时，药筒受到未知作用力而自行向后运动一段距离，使抽壳阻力变小或消失，抽壳速度减小，从而导致压壳故障发生。

4 增大抽壳阻力和抽壳速度试验

在抽壳瞬间药筒自动往后跑一段距离，说明药筒在抽壳瞬间受到一个向后的作用力，这个作用力大于药筒和药室之间的摩擦阻力。这个向后的作用力可能是由火药燃烧后的膛内气体作用力，可燃器件燃烧的作用力等形成。这个力形成的原因复杂，不好消除。因此要想不让药筒自动往后运动，只能增大药筒和药室之间的摩擦阻力。增大药筒和药室之间的摩擦阻力的方法很多^[5-6]，通过分析提出了2种便于实现的方案：调整药筒的机械性能；减小药室和药筒之间的间隙。分别对2种方案进行试验。

4.1 调整药筒的机械性能试验

药筒按机械性能不同，分为5个区域，如图6所示。

将原状态的药筒进行了退火处理，除Ⅰ区保持原来机械性能不变，Ⅱ～Ⅴ区的机械性能均得到降低，具体性能对比见表3。

采用3发退火状态药筒，在舰炮样机上进行了抽壳阻力测试，试验时，拆除了炮上的抽壳机构，射击在射角0°情况下进行，试验结果见表4。

试验结果表明，调整药筒的机械性能可以改善药筒的抽壳阻力，但不能有效消除药筒射击后自行向后运动的状况。

4.2 减小药室和药筒之间的间隙

减小药室和药筒之间的间隙有2种途径：增大药筒的外径，减小药室的内径。这2种途径均需重新进行加工生产，花费较大。因此，采用在药筒外表面喷涂高强度、耐热涂料的方法进行试验，以观察减小药室和药筒之间的间隙后是否仍然存在药筒自行向后运动的状况，以及抽壳阻力和抽壳速度的变化情况。经涂料处理后的药筒与药室的间隙在半径方向上不小于0.1 mm^[5]，以保证炮弹正常装填。

在药筒体部涂0.5 mm厚度涂料，口部涂1 mm厚度涂料，共进行了10发弹药的处理，5发在拆除抽筒子情况下进行抽壳阻力测试，5发装上抽筒子，进行抽壳速度的测试，试验结果见表5。

试验结果表明，减小药室和药筒之间的间隙可使抽壳阻力增大、抽壳速度增大，有效消除了射击后药筒自行向后运动的情况。

5 结　语

通过上述试验可以看出：舰炮射击后，进行开闩抽壳时，药筒受到未知作用力而自行向后运动一段距离，是使抽壳阻力和抽壳速度变小从而导致压壳故障的主要原因；调整药筒的机械性能可以改善药筒的抽壳阻力，但不能有效消除药筒射击后自行向后运动的状况；减小药室和药筒之间的间隙可使抽壳阻力增大，有效消除了射击后药筒自行向后运动的情况，提高了抽壳速度，为解决压壳故障提供了思路和依据。