轻量化82 mm无后坐力炮关键技术研究

发布时间：2020-04-02 10:11

【摘要】：无后坐力炮具有近战武器火力大,打击精度高,成本低,伴随士兵作战时轻便等特点,符合现代战争对近战的要求,填补了近程反坦克武器与反坦克导弹之间的火力空白。无后坐力炮的轻量化是提高其作战性能的关键因素之一。本文采用带状变燃速药作为无后坐力炮的发射药,建立了带状变燃速发射药燃烧数学模型,根据经典无后坐力炮内弹道理论,建立基于变燃速发射药的内弹道数学模型。模型计算结果与该口径无后坐力炮实验结果相吻合。求解的得到的内弹道最大膛压57.6Mpa,炮口初速221m/s,与相同弹丸质量,相同装药量的常规装药相比,膛压下降11.4%速度提高7.3%。基于该模型分析发射药内外层密度,内外层燃速比以及外层与总厚度比对最大膛压,炮口初速,不平衡冲量的影响。计算结果表明为了减少膛压和不降低初速,变燃速药内外层密度之比不能过大,内外层燃速比应适当取较大值,外层厚度与药片弧厚之比取较小值。基于变燃速发射药的内弹道数学模型得出的内弹道参数,采用钛合金设计无后坐力炮身管,运用碳纤维丝缠绕的方法,进一步轻量身管。针对锥形尾喷管,随着锥角的增加,即喷管长度减小,喷管推力降低的特点,采用最大推力喷管型面法设计喷管型面,建立满足无后坐力炮无后座要求的喷管长度优化数学模型,以达到短化喷管长度的目的。通过求解得到在不改变无后坐力炮初速和不平衡冲量的情况下,设计喷管长度比锥形喷管短16.7%,质量轻14.3%。
【图文】：

图 1.1 M18 式 57 毫米无后坐力炮越南战争期间，美军已经更新完成了步兵营内的反装甲/攻坚武器体系。编入了 M67 式 90 毫米无后坐力炮，保留步兵营的 M40 式 106 毫米无后用新的反装甲/攻坚武器体系，但是在战场上的表现任然不令人满意。M后坐力炮虽然质量只有 16.8 公斤，但缺点明显后喷火焰大、射程近、精上世纪 70 年代中期被“龙”式单兵反坦克导弹取代。M40 式 106 毫米无后上满足要求，但其 709.5 公斤的战斗全重(不含弹)导致步兵分队机动能力983 年夏季，美国陆军开始进行新一代轻型反坦克武器选型，最终瑞典 FF AT-4 式 84 毫米火箭筒入选。同年 9 月，美军向瑞方订购了 27 万具该型美国阿利安特技术公司根据许可证生产，并命名为 M136 式。与 M72 一样兵使用的一次性火箭筒，较之 M72，AT-4 的战斗全重增至 6.7 公斤，有效 米，而且破甲厚度也增至 450 毫米，基本满足了美国陆军对轻型反坦克武求。然而，仅仅过了五年，到 1988 年，美国陆军又决定为特种部队和第

图 1.2 “卡尔·古斯塔夫”无后坐力炮及弹药日，美国陆军宣布，采购 1111 具“卡尔·古斯塔夫”M3E1 轻型无后坐力炮，替代已装备多年的“卡尔·古斯塔夫”M3 轻型无后坐力炮。该型武器虽然陆军特种部队，但陆军也在进行测试，不排除未来大规模列装的可能。如终成真，意味着退出美陆军装备序列数十年后，无后坐力炮将以一种全新归。内研究现状时期，中国就对美制的无后坐力炮十分重视。那时中国政府就想法从美后坐力炮，主要是 M18 型 57 毫米和 M20 型 75 毫米无后坐力炮，，由兵工其进行研制。虽然制造出了样炮，但是限于当时的技术水平，研制的样炮要求，因此仿制没能成功。而对美 M20 型无后坐力炮的仿制工作至 194了部分图纸工作[10]。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ302

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本文编号：2611812