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中北大学学位论文3管包括枪弹 不动 击锤转动 按顺序依次击发火箭

归档日期:07-08       文本归类:单发阻铁      文章编辑:爱尚语录

  中北大学学位论文3管包括枪弹 不动 击锤转动 按顺序依次击发火箭枪弹。武器体积、重量较大 扳机力比较大。1969年 美国AAI公司设计师尹威尼 巴勒设计了一种六管手枪。这种枪枪管不动 扳机带动击锤转动 依次击发弹膛内的枪弹。它的主要特点体现在弹上 每一个弹壳实际上就是一个独立的枪管 内装箭型“弹丸”

  中北大学学位论文3管包括枪弹 不动 击锤转动 按顺序依次击发火箭枪弹。武器体积、重量较大 扳机力比较大。1969年 美国AAI公司设计师尹威尼 巴勒设计了一种六管手枪。这种枪枪管不动 扳机带动击锤转动 依次击发弹膛内的枪弹。它的主要特点体现在弹上 每一个弹壳实际上就是一个独立的枪管 内装箭型“弹丸”。弹丸尽管是借助火药气体发射的 但推动弹丸的是一个活塞 当箭弹射出后 这个活塞又迅速关闭了“枪管”口 火药气体被阻止在弹壳内 射击时无声、无烟、无焰。手枪也可以在空气中射击 不过有效射程较小。据报道 英国的特种作战部队装备了该手枪 并在英阿马岛战争中接受了实战的考验。1971年 德国AJw工厂研制了一种水下手枪——BUw2。这是一种可以多次装填的半自动射击武器 发射一种带有流体稳定结构的火箭弹丸。弹药分别装在4根枪管内 枪管组成了一个一次性使用的整体。1978年 美国专家里戈林 巴尔设计了一种水下弹匣式鱼鳔步枪。该枪装有一个旋转的转轮 内有13根发射管 管内装有火箭弹 它实际上是一个大型的转轮枪。20世纪70年代 德国HK公司研制成功了水下步枪 名为P 11水下手枪。 德国762mmP 11水下手枪HKP 1l式7 62mm水下无声专用手枪是德国黑克勒和科赫责任有限公司 HK 为水下特种部队研制的。并于1976年投入使用。共生产了数百支P 11手枪 由于它能在地面和水下使用 引起了西方国家海军特种部队较高的兴趣 成为世界许多国家 特别是欧洲国家的特种编制武器 在问世前后一段较长的时间内 曾经是德国及相关国家的高级机密。P 11水下手枪由两大主要部件构成 枪管束和握把。该手枪共装配5支枪管 全部密封 通过枪栓旁可折叠转换装置安装在手柄托架上 子弹发射所需要的电流由装配在手柄中问的两组蓄电池提供。P 不能自动装填子弹密封在弹膛兼枪管内。枪管发射完后必须运回工厂重新装填。而俄罗斯的1C 水下手枪要方便得多 可以自己装填子弹 尽管1C 11的发射机理与普通手枪不同。扣动扳机时。电池组释放电流电流由探针传输给发射药 点火出发枪弹。发射以后自动转换到下一个探针。这种手枪在水下射击时有散射程为15m 岸上可达50m由于蛙人行动的区域通常在港口附近 水下能见度很中北大学学位论文4差。所以对于行动诡秘的蛙人来说 悄悄接近敌人、潜到有效射程之内并不是什么难事。P 11的静音性能也很好。枪管束上有缺口、准星式机械瞄具 为了在水下模糊的光线中能较好地瞄准目标。瞄具上带有含氚的光源。枪管束可发射两种弹 一种为水下使用的枪弹 一种为空气中使用的枪弹。这些子弹长100mm 像小飞镖一样 从枪管发射后会打开翼片来保持平衡。弹芯使用的是贫铀材料 因此穿透力很强 适合在水下使用。箭弹在水下的有效射程为15m。在空气中的有效射程为25m 但其精度也容易受横风的影响。弹头的侵彻力主要取决于着角的大小 在水中 近距离可以穿透1cm厚的钢板。在空气中 25m距离上也可以穿透这么厚的钢板。图1 1德国7 62mmP 11水下手枪 俄罗斯水下枪前苏联于1968年开始研制水下枪械其中包括水下手枪和水下突击步枪 这两种枪均要求使用常规弹药。1971年 水下手枪正式装备部队 20世纪80年代 水下步枪也进入部队服役。1 俄罗斯1CM 5mm水下专用4管无声手枪俄罗斯的45mm1C 水下专用4管无声手枪和566mmAC水用无声突击步枪 C是俄文“水下专用手枪”的字母缩写 AC是俄文“水下专用自动步枪”的字写 是比较成功的。1CM 5mm水下手枪采用4根枪管联装结构弹夹供弹 手工装填 单发射击。该抢10个弹夹、1个人造革手枪套、将枪弹装入弹夹的工具、携枪腰带和3中北大学学位论文5个装弹夹用的金属盒。该枪CC4 5mm枪弹 枪弹被刚性地卡紧在弹夹里 弹夹容弹量4发。每支枪可携带4个弹夹 共16发弹。1CM 水下手枪通过固定瞄准器和准星来瞄准 并装配特殊防护层以保障手枪在海水中的完好性能。该枪发射4 5mm箭形弹 箭长115mm 全弹长145mm 全弹质量219。箭形弹在地面上100m处射弹径向散布为150mm 在水中的精度要依据水深而定。1C 1CM 5mm水下专用4管无声手枪无论是从战斗性能 还是从行动安全程度、使用方便性能等方面来讲 都优于所有同类产品 赢得了较高的评图1 21CM 水下手枪及弹2 俄罗斯5 66mmAC水下突击步枪5 66mmAC水下突击步枪的自动发射原理与大多数常规自动步枪相同 都是采用活塞长行程自动原理、机头回转式闭锁机构、开膛待机式击发原理。AC水下自动步枪的特点是装配了可控制枪管火药气排放量的装置 从而保障步枪既能在水下 又能在地面使用。该枪使用26发弧形弹匣、安装了伸缩式枪托、准星照门式瞄准机构。可进行单、连发射击。该枪还设计有气体调节装置 以保证恶劣条件下使用的可靠性。与水下手枪一样 水下自动步枪使用无缝滑膛枪管 采用扳机撞击式击发机制 位于机匣左侧的往返式撞针弹簧作为火力转换器 同时也是保险装置 保障单发点射或自动多发射击 多发射击时发射的子弹数量不等 少则3 多则10发。566mmAC水下突击步枪使用5 66mmMC、MCT箭型弹。箭弹的尾端装在常规的弹壳 前苏联5 45mm步枪弹弹壳 里。在有效射程内 箭弹可穿透5mm厚的玻璃面罩 并造成致命伤害20世纪80年代 前苏联还为水下突击步枪研制了曳光枪弹。中北大学学位论文6图1 3苏俄蛙人装备的水下自动步枪1 2国内研究现状国内在刚结束的2004年9月北京军事傅物馆举办的国防科技知识展上我海军陆战队和特种部队水下作战的手枪爆光。从外形上看 我国的水下枪与SPP 1颇有几分相似 同样也是发射箭形弹 估计二者发射原理和供弹原理应该相同。但仔细对比SPP 1与国产水下手枪的外形特征后 发现国产水下手枪的枪身看上去要比SPP更大、更粗壮 结合我国当前枪械口径选择的习惯 我们推测 我国水下手枪的口径为5 8毫米 特别值得注意的是 我国的水下枪有呈等边三角形布置的3支枪管 比SPP少一支枪管 这也说明我国设计人员从口径到枪械结构设计方面并没有“克隆”SPP 而是在吸收别人优秀设计方案的同时加入了我国设计师对于水下手枪战术应用的独特理解 鉴于我国水下手枪充分消化吸收了前苏联的SPP 1的设计 我国的5 8毫米口径弹的性能要优于俄罗斯4 5毫米口径箭形弹 面且我国的水下枪诞生时间较晚 所以 有理由相信 我们的水下手枪应该是世界上同类武器中的佼佼者。图1 4国产qbs06式水下自动步枪中北大学学位论文71 3课题研究的主要内容和本文的组织本论文介绍了水下枪械发射时内弹道的技术特点 以弹丸和弹丸前枪管内的水柱为受力体建立了水下枪械内弹道的简化模型。导出水下枪械内弹道基本方程。以某单基药为发射药 对一箭型弹进行了弹道特征参数的仿真计算 计算结果表明 文中所建立方程组较为适用。论文的安排 本论文共分七章。第一章为绪论部分 简要介绍课题研究的发展与简介、国内外对水下枪械的研究现状 第二章是水下枪械弹丸前端水柱分析 结合流体力学讲述了水下枪械弹丸前端水柱运动的两种流态即层流和紊流 介绍了弹丸前端水柱流态为层流时的基本方程式 速度分布规律以及平均流速 前端水柱为紊流流动时的内部结构 导出了两种流态时的沿程水头损失的公式以及确定了两种流态时的取值 第三章是水下枪械内弹道仿真模型的建立 介绍了包括 水下枪械内弹道过程分析 水下内弹道基本模型的建立 第四章是水下枪械内弹道解法 仿真计算 各次要功能量的分析以及介绍了水下枪械仿真计算用到的MATLAB软件和龙格库塔公式。第五章是实验结果与仿真结果对比分析 第六章是水下枪械参数分析 包括装药量变化对水下枪械发射的影响 火药力变化对水下枪械发射的影响 弹重变化对水下枪械发射的影响枪管长度对水下枪械发射的影响 弹丸启动压力对水下枪械发射的影响 第七章是结论及展望 叙述本研究的结论和有待改进完善之处。中北大学学位论文82水下枪械弹丸前端水柱分析水和空气均为流体 但空气的黏性系数和密度都很小 在常规枪械中枪管内的空气对弹丸的作用忽略不计。但在水下 水的黏性系数和密度均比空气大很多 对弹丸的运动已不能忽略不计。对于水下枪械而言 除研究弹丸的内弹道过程外 还必须对弹丸前方的水柱进行研究 在火药燃气压力的作用下 枪管内弹丸前端水柱的运动状态会随着水柱速度的变化而发生变化 在弹丸运动速度较低时 枪管内水的流动为层流状态 随着弹丸速度逐渐的增大 水的流动又会变为紊流状态。在此期间还有层流段向紊流段转变的瞬间过渡层 因其转变情况复杂 时间很短 对本论文的计算影响不大 为了简化模型 便于计算 我们忽略瞬间过渡层。仅考虑水下枪械前端水柱运动流态为层流和紊流时的两种状态。2 1弹丸前端水柱流态为层流时的运动情况以及沿程水头损失2 1弹丸前端水柱均匀流基本方程式为了确定弹丸前端水柱流态为层流时的沿程水头损失的计算式首先来研究弹丸前端水柱流态为层流流动时即均匀流流动时的阻力规律。在图2 1所示的均匀流中 在任选的两个断面1 2上列出伯努利方为222wpvpvZZhgggg 1均匀流方程式推导中北大学学位论文9由均匀流的性质得22112222vvgg12wfhh代入上式 考虑弹丸前端水柱流段在流向上的受力平衡条件设两断面间的距离为l 过流断面面积12AAA 在流向上该流段所受的作用力有重力分量singAl 端面压力1pA和2pA 管壁切向力0l 为流段截面的湿周 0为该流段四周表面单位面积上的摩擦切应力 2在上述外力的作用下沿枪管管轴方向作等速流动 因此该流段上的所有外力之和等于零 120sin0pApAgAll等式两端除以gA 并将12sinlZZ 代入整理得 01212lppZZgggA 设fhJl为单位长度的沿程水头损失称为水力坡度 则有 0gRJ 02rR上式可写成002rg 0r—圆管半径单位mm式 是研究枪管弹丸前端水柱沿程水头损失的基本公式称为均匀流基本方程式。它反映了枪管前端水柱沿程水头损失和枪管管壁切应力之间的关系。表明沿程水头损失与单位面积上的摩擦力即切应力成正比 与流体的种类、水力半径以及管长等因素有关。图2 2层流流动断面特征如图2 如取任意半径r的同轴圆柱形流体来讨论可类似地求得沿程水头损失fh和管内任一点轴向切应力与之间的关系。因此同一管轴上 半径为r处的流体层切应力为 22fgrrhgJl 000rJrJ由于均匀流单位长度上的水头损失相等即水力坡度0JJ 由此得 00rr或00rr 表明均匀流过流断面上的切应力是按直线r 即在枪管管轴上 切应力0 当0rr 即在枪管管壁处 切应力为最大值 此时0。均匀流基本方程式虽然说明了沿程水头损失fh与切应力之间的关系 但是用来求解沿程水头损失fh 还需要知道切应力的变化规律。通过上面的介绍我们知道了均匀流基本方程式给出了枪管前端水柱流动时产生沿程水头损失的原因。2 2层流时的速度分布、平均流速以及沿程水头损失枪管前端水柱层流运动可以看成无数无限薄得圆筒层 一个套着一个地相对滑动 如图22所示 可以证明这种轴对称的流动 各流层间的切应力大小满足牛顿内摩擦定律 10由于速度u随着r的增大而减小 所以等式右边加负号 以保证为正。联立 10整理得 2gJdurdr 在均匀流中 对上式积分并代入边界条件 0rr时 0u 11可见 圆管中弹丸前端水柱流态为层流时断面流速分布是以管中心线为轴的旋转抛物面 如图2 2所示0r时 即在枪管管轴上 达到最大流速22max0416gJgJurd 12中北大学学位论文12将 12代入平均流速定义式002rAurdrdAQvAAA得平均流速220832gJgJvrd 13比较 14即平均流速等于最大流速的一半。根据公式 13可得 232fvhJllgd 14从理论上证明了层流沿程水头损失和平均速度一次方成正比。将式 15写成沿程水头损失的一般形式 即fvglvlvhJllrgdgvddgvddg由于Revdvd所以264Re2flvhdg令 64Re 16则22flvhdg fh—流段的沿程水头损失单位m—沿程阻力系数64Re

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