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浅析弹性硅胶泥缓冲器在火炮的应用
发布日期:2014-04-22 新闻来源: 正文字号
前言:
现代火炮普遍采用了反后座装置,它主要是由制退机和复进机组成的。火炮反后座装置实质上就相当于一个缓冲器。将刚性炮架变为弹性炮架,使得火炮在射击时所承受的载荷大为降低,有效地改善了火炮威力和机动性的矛盾[1]。但是,现代战争对火炮系统的性能要求不断提高,对火炮的威力提高,同时也要求火炮具有良好的机动性。火炮威力的增加将产生火炮后座冲量过大带来的火炮发射载荷增加、火炮系统质量过大、机动性降低、发射平台结构强度变差、火炮精度下降等一系列问题。基于以上问题,本文提出了用弹性硅胶泥缓冲器代替传统的反后座装置。弹性硅胶泥缓冲器是由缸体、弹性胶泥、活塞杆、活塞、阻尼孔、密封装置等部分组成的;其结构简单、体积小、质量轻、价格便宜、性能稳定、耐老化性强、使用寿命长且无毒无臭等等。
1 硅胶泥的性质
1.1压缩性
弹性硅胶泥类似于弹簧,随着外界对它的压力增加,胶泥的体积可以被压缩,压缩到一定程度后,当外力减小或消失时,体积又可以短时间内复原。当外压力达500MPa时,体积压缩率不小于初始容积的17%[2]。
1.2高阻尼黏弹性
弹性硅胶泥的黏度是普通液体的几十万倍,可以产生很大的粘滞摩擦,把这种材料的胶泥缓冲器安装在火炮上,当后坐力对胶泥缓冲器的活塞发生作用力时,胶泥缓冲器能够起到很好的吸能、减振作用[3-4]。
除此之外,硅胶泥好有较好的流动性,热稳定性,耐老化性,且无毒无臭等。
2 弹性胶泥缓冲器
2.1弹性胶泥缓冲器的概念
弹性胶泥缓冲器是把可压缩体积的,具有流动性、粘弹性的胶泥放于密闭的容器中,类似于弹簧阻尼系统,利用这个简单的机构实现其吸收能量、减振、缓冲的机构。为了达到不同的工作需要,胶泥缓冲器需要采用不同的材料和结构。
2.2弹性胶泥缓冲器结构选择
不同的工作需要,根据所承受的冲击力的大小和所需阻尼力的大小,胶泥缓冲器需要采用不同的材料和结构。根据其运动方式的不同,可以将其分为平动式胶泥缓冲器和非平动式胶泥缓冲器。具体运用到火炮上,要求结构简单、自重轻,使火炮机动性强,所以选择平动式弹性胶泥缓冲器。
平动式胶泥缓冲器根据构造形式又有好多种,比如阻尼壶式缓冲器、阻尼孔式缓冲器、阻尼缸式缓冲器等[5-7]。其中只有阻尼孔式胶泥缓冲器目前使用比较广泛,这类阻尼器是通过缸体内活塞运动,迫使弹性胶泥通过阻尼孔产生阻尼。
阻尼孔式缓冲器一般又分为双出杆式阻尼缓冲器和单出杆式阻尼缓冲器[8]。如图,对于火炮,由于缓冲器不需要在较小的行程内提供特别大的阻尼,且承受的冲击力也不是特别大,所以这里选择单出杆式阻尼缓冲器就可以;现有可以设计的单出杆阻尼器有以下几种。