專利名稱:一種沖擊式炮口制退器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種沖擊式炮口制退器，在保證制退效率的前提下，降低了噪音。該炮口制退器包括制退器本體(1)、導向分流管(2)和支撐架(3)；導向分流管(2)的外周上設置有多組排泄孔，多組排泄孔沿導向分流管(2)的軸線方向分布，每組排泄孔均勻分布在同一個圓周上；制退器本體(1)的中部外周上開有多個排氣孔，支撐架(3)套裝并固定在身管(4)的外周上，制退器本體(1)的一端固定在導向分流管(2)的一端，制退器本體(1)與導向分流管(2)一起套裝在身管(4)的外周上，制退器本體(1)的另一端通過螺紋與身管(4)的端部固定連接，制退器本體(1)的另一端套裝在支撐架(3)外周上并固定連接。
【專利說明】
一種沖擊式炮口制退器
技術(shù)領域
:
[0001]本實用新型屬于火炮技術(shù)領域，具體涉及一種沖擊式炮口制退器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減少火炮后座力，減輕火炮重量，提高火炮機動性能，人們利用彈頭離開炮口瞬間，膛內(nèi)火藥氣體自身所蘊藏的熱能，通過炮口退器裝置，現(xiàn)有的炮口制退器是將膛內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，產(chǎn)生與后座運動相反的后座制退力，從而達到減少后座阻力的目的?；鹋诎l(fā)射藥將炮彈從炮膛中發(fā)射出去，約消耗發(fā)射藥能量的1/3，所剩余的2/3火藥能量，從炮口噴流出進入大氣，將火藥氣體的機械功率轉(zhuǎn)換為以炮口沖擊波為主的炮口噪聲聲功率源。理論上來講，利用發(fā)射藥的剩余能量，將其充分的轉(zhuǎn)化為多后座阻力的后座制退力，消除后座阻力是可行的?，F(xiàn)有的炮口制退器存在如下缺陷，I)要獲得高后座制退力，將更多的火藥熱能量轉(zhuǎn)換為機械能量，進入大氣進行噪音功率轉(zhuǎn)換的火藥氣體能量越大，噪音越高，超壓噪聲波的指向性越強;2)當火藥氣體后噴角度與炮管軸線平行時，制退器的制退阻力Rf最大，制退效率最高;但后噴的火藥氣體產(chǎn)生的指向性超壓力噪聲卻直對操作手，危害也最大。為了調(diào)節(jié)平衡效率與噪聲之間的茅盾，人們只好在后座效率與噪聲之間選擇某個平衡點，將指向性超壓力噪聲軸線偏離炮后操作手位置某個角度，即后噴火藥氣體流軸線與炮管軸線之間的某夾角β，以犧牲制退效率的代價來換取減輕操作手所在位置所承受超壓力噪聲，致使制退器效率都在40%以下，這就是制退器噪聲制約著提高剩余火藥能量利用效率的茅盾，即噪聲制約了后座制退力的提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種沖擊式炮口制退器，解決了超壓噪聲波的指向性越強和制退效率與超壓力噪聲之間矛盾的技術(shù)問題，在保證制退效率的前提下，降低了噪音。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是，一種沖擊式炮口制退器包括制退器本體、導向分流管和支撐架。導向分流管的外周上設置有多組排泄孔，多組排泄孔沿導向分流管的軸線方向分布，每組排泄孔均勻分布在同一個圓周上;制退器本體的中部外周上開有多個排氣孔，多個排氣孔沿制退器本體的中部圓周均勻分布，排氣孔的下表面與制退器本體的軸線存在夾角，排氣孔使從身管口部排出的氣體導向制退器本體的中部端面。支撐架套裝并固定在身管的外周上，制退器本體的一端固定在導向分流管的一端，制退器本體與導向分流管一起套裝在身管的外周上，制退器本體的另一端通過螺紋與身管的端部固定連接，同時制退器本體的另一端套裝在支撐架外周并固定連接。
[0005]另一個技術(shù)方案是所述的制退器本體上沒有開排氣孔，而是多個排氣孔設置在炮管的中部外周上，多個排氣孔沿炮管的中部圓周均勻分布。
[0006]本實用新型的有益效益是，本實用新型以氣體分流技術(shù)為基礎，徹底地解決了長期以來一直困擾火炮發(fā)展的主要障礙一制退器效率與炮口噪聲相互制約的矛盾，從結(jié)構(gòu)上解脫了制退器效率與噪聲之間的相互制約關系，建立起制退器效率與噪聲獨立化的結(jié)構(gòu)，為炮兵武器技術(shù)裝備的研究發(fā)展提供新的發(fā)展思路與途徑;本實用新型實現(xiàn)了兵器行業(yè)長期以來的渴望，即充分利用火炮發(fā)射后，膛內(nèi)剩余火藥氣體熱能量轉(zhuǎn)換為火炮制退的機械能，大幅度的提高制退器效率，將火炮后座阻力大幅度削減到設計要求的期望值，降低炮口噪聲對炮手的威脅。
[0007]主要表現(xiàn)在:
[0008]I)從【背景技術(shù)】部分可以看出，在效率與噪聲相互制約的條件下，提高炮口制退器效率，實際上是不可能；因為后噴角接近180°的火藥氣體產(chǎn)生的超聲壓噪聲強度，是操作手絕對承受不了的威脅;超壓力強度的炮口噪聲，來源于火藥氣體的大機械功率，直接從炮口制退器擴張膨脹室噴出進入空氣，將其全部能量瞬息間轉(zhuǎn)換為超壓力沖擊波的聲功率。
[0009]本實用新型采用導向分流管:(I)首先將火炮后效期火藥氣體能量無外溢的匯集在制退器工作膛進行熱機能量轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的氣體機械能量作用于制退器反射面，然后折反向后，產(chǎn)生二倍的制退沖擊推量的高效率制退器；(2)后運動的氣體能量(功率)導入分流管，通過導向分流管上的多組排泄口，進行小能量的分流和改變氣體流向(從平行炮管軸線的180°變?yōu)榕c炮管垂直90°)，從制退器分流管排泄口順序的進入大氣進行機聲轉(zhuǎn)換，可得到較低的噪聲聲級;設總流量功率是分流量功率的N倍，則分流量功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的炮口噪聲聲壓，同比總功率的噪聲聲壓降低N倍;也就是說，本實用新型采用導向分流管，通過導管的導向，得到超高的制退效率;通過導管分流，將氣流分批量的低能量排泄，獲得所需低噪聲的聲壓；以多次數(shù)的低能量轉(zhuǎn)換，得到與一次性轉(zhuǎn)換同比降低幾倍的炮口噪聲(超壓沖擊波)，代替一次性大能量轉(zhuǎn)換的高超壓沖擊波；以時間換高效率，低噪音。
[0010]2)本實用新型的炮口制退器促使火炮結(jié)構(gòu)簡化，重量輕，提高了武器裝備輕便化；
[0011]3)本實用新型的炮口制退器低阻力，短后座距離，對火炮總體設計帶來諸多布置空間；
[0012]4)本實用新型實現(xiàn)輕型車輛、小型艦艇安裝大口徑的火炮的功能，提高了輕型機動裝備的戰(zhàn)斗威力；
[0013]5)本實用新型使火炮低后座阻力，使火炮射擊過程的干擾降低，提高了火炮的射擊精度；
[0014]6)本實用新型導致火炮總體結(jié)構(gòu)的變革與設計理念的更新，出現(xiàn)比現(xiàn)在裝備性能更完善的新型裝備。
【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型一種沖擊式炮口制退器的實施例一結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)剖視圖；
[0016]圖2為圖1的E-E向剖視圖；
[0017]圖3為圖1的C-C向剖視圖；
[0018]圖4本實用新型一種沖擊式炮口制退器的實施例二結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)剖視圖。
[0019 ]圖中1-制退器本體，2-導向分流管，3-支承座，4-炮管。
具體實施方案
[0020]根據(jù)說明書附圖對本實用新型的兩個實施例結(jié)構(gòu)做進一步詳細說明。
[0021]實施例一:如圖1所示，本實用新型沖擊式導向分流管炮口制退器包括制退器本體1、導向分流管2和支撐架3。
[0022]如圖2所示，導向分流管2的外周上設置有多組排泄孔，多組排泄孔沿導向分流管2的軸線方向分布，每組中的多個排泄孔均勻分布在同一個圓周上。
[0023]如圖3所示，制退器本體I的中部外周上開有多個排氣孔，多個排氣孔沿制退器本體I的中部圓周均勻分布。排氣孔的下表面為斜面，即排氣孔的下表面與制退器本體I的軸線存在夾角，從而使從身管4 口部排出的氣體導向制退器本體I的中部端面。
[0024]如圖1所示，支撐架3套裝并固定在身管4的外周上。制退器本體I的一端固定在導向分流管2的一端，制退器本體I與導向分流管2—起套裝在身管4的外周上，制退器本體I的另一端通過螺紋與身管4的端部固定連接，同時導向分流管2的另一端套裝在支撐架3外周并固定連接，制退器本體1、導向分流管2和支撐架3形成封閉筒形結(jié)構(gòu)。
[0025]本實用新型的安裝過程是，將制退器本體I的一端與導向分流管2前端對準，保證二者同軸線，電焊連接成為剛性整體，在身管4后端，安裝固定支撐架3，將剛性整體套入身管4，后移剛性整體并套入支撐架3上，直到制退器本體I的螺母口與身管上的螺紋對上，轉(zhuǎn)動剛性整體，直到制退器本體I上的螺母與身管螺紋全部耦合牢靠為止，用螺釘?shù)裙潭⒎至鞴?與支撐架3固定牢靠。
[0026]實施例二，如圖4所示，本實用新型沖擊式導向分流管炮口制退器包括制退器本體
1、導向分流管2和支撐架3。
[0027]導向分流管2的外周上設置有多組排泄孔，多組排泄孔沿導向分流管2的軸線方向分布，每組排泄孔均勻分布在同一個圓周上。炮管4的中部外周上設置有多個排氣孔，多個排氣孔沿炮管4的中部圓周均勻分布，排氣孔的下表面為斜面，即排氣孔的下表面與制退器本體I的軸線存在夾角，從而使從身管4 口部排出的氣體導向制退器本體I的端面。
[0028]支撐架3套裝并固定在炮管4的外周上。制退器本體I固定在導向分流管2的一端，制退器本體I與導向分流管2—起套裝在炮管4的外周上，制退器本體I通過螺紋與炮管4固定連接，同時制退器本體I的另一端套裝在支撐架3外周并固定連接，制退器本體1、導向分流管2和支撐架3形成封閉筒形結(jié)構(gòu)。
[0029]制退器本體I的排氣孔形成身管4口部的擴張，是承受火藥氣體分子沖擊產(chǎn)生制退力的主體;不同的制退器本體I結(jié)構(gòu)，組成不同型式的導向分流管制退器;實施例一的身管式制退器本體I為基本型結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)通用于各種彈(如旋轉(zhuǎn)彈、尾翼彈、脫殼彈迫)，可應用于線膛、滑膛等各種火炮;實施例二為炮管型，是在炮管上開挖排氣孔，能有效的解決減少擊迫炮等后座力問題；制退器本體I的中部端面到制退器本體I的外端面距離H，該距離加長了彈丸離開導向分流管2的排泄孔后的滯留時間，有助于提高制退器效率；
[0030]導向分流管2的作用是，先將排出身管4口部的氣體擴張膨脹，并向制退器本體I的中部端面撞擊，再使高速氣體在導向分流管2內(nèi)折返，進一步匯集，從而增加了制退力，提高了制退效率;折返并向后流動的氣體通過導向分流管2上的多組排泄口，分批分量的進行低能量的機聲轉(zhuǎn)換，兩組排泄口之間的距離代表氣體流動時間，排泄口的組數(shù)越多，導向分流管2越長，氣體總排泄時間也越長，每組排泄口面積的總和越小，分流排泄口攜帶的機聲能量轉(zhuǎn)換氣體能量越低，炮口噪聲同比降低越大，噪聲越低;從制退器本體I的中部端面到導向分流管2的第一組排泄口中心的距離L，距離L實質(zhì)上是代表后效期為氣體留腔時間，也是提高制退器效率的措施之一;導向分流管2的結(jié)構(gòu)尺寸及排泄口的組數(shù)、排泄口的面積跟隨炮口威力決定。
[0031]支承座3將導向分流管2后端支承起來，并將其與炮管固定為堅固的整體。
[0032]本實用新型的工作原理:
[0033]本實用新型導向分流管炮口制退器，是將彈丸離開炮口瞬間膛內(nèi)剩余熱能，通過較大的導向分流管2的擴張，將更多的火藥氣體熱能轉(zhuǎn)換為流速能，獲得高速度的氣體質(zhì)量流率，在導向分流管2的制約引導下，將加速氣體的能量(沒有任何外溢)撞擊制退器本體I的中部端面(制退器本體I的中部端面也稱制退器反射面)，增加后座制退力；從制退器本體I的中部端面折返的氣體，通過導向分流管2匯集并引導向后(與炮管軸線方向相反)流動，氣體流動產(chǎn)生的動推力，使制退器本體I的中部端面承受的制退力、效率加倍;所以在本實用新型制退器進行熱機能量轉(zhuǎn)換的高速氣體，在沒有外溢的能量損失和氣流動折轉(zhuǎn)180°的流動特殊條件下，導向分流管制退器具有超高的制退高效率。
[0034]向后高速流動的氣體，在進入大氣進行一次性的、指向性對著炮手的機聲能量轉(zhuǎn)換之前，移動一段距離后，通過導向分流管2上多組排泄口和排泄口的橫截面積，將氣體流動方向折轉(zhuǎn)為90° (使炮口壓力波指向性偏離炮手位置)分批量的將制退器本體I產(chǎn)生的(總)能量，進行多批次的小能量排泄，以少量的能量進行機聲能量轉(zhuǎn)換，換取低超聲壓的炮口噪聲，是實現(xiàn)降低威脅操作手噪聲的工作機制。
[0035]本實用新型的制退效率和降噪聲效果通過理論得到驗證:I)利用理論公式可以計算炮口氣體在本實用新型制退器內(nèi)膨脹過程的氣體流速、質(zhì)量流率和推力，從而驗證經(jīng)過本實用新型的制退器放大作用，制退器反射面的推力增大，即增大制退力;2)通過計算從制退器流出而匯集于導向分流管2內(nèi)的氣體流總功率、聲功率級和聲壓級，根據(jù)本實用新型制退器工作原理，導向分流管的作用是身管內(nèi)流動氣體總功率通過導向分流管2的排泄孔，將總功率分流成若干的小功率能量，進行機聲功率轉(zhuǎn)換，這不但降低了炮口沖擊波的聲壓，同時將氣體流向轉(zhuǎn)向90°，使聲功率源的指向性也從平行于炮管變?yōu)榕c炮管垂直，90°的偏離操作手位置，形成沒有側(cè)(吹)孔傾角的常規(guī)制退器工作狀態(tài)。
[0036]本實用新型的宗旨:極大化提高制退器的效率而保持炮口噪聲符合設計要求;根據(jù)氣體分流量與噪聲聲級數(shù)的變化規(guī)律，我們可以將威力不同的各種口徑的炮口噪聲，調(diào)整到近擬相等的聲壓水準;所不同的是，對于大口徑、大威力的火炮來說，是以增多分流管的分流次數(shù)(即加長分流管長度、延長噪聲爆破時間)來降低噪聲聲壓。
[0037]倘若槍炮戰(zhàn)術(shù)技術(shù)對噪聲提出特殊要求:如微聲阻擊槍炮(隱蔽阻擊)，可將分流量M調(diào)整理更低M<1%，把聲壓降低>100倍，或者在分流管外，套上消聲過慮筒，將從分流窗口排泄出來的氣體進行再次的擴張膨脹(降壓降速)后進行更低的機聲能量轉(zhuǎn)換而得到更低的聲壓。
【主權(quán)項】
1.一種沖擊式炮口制退器，其特征是:該炮口制退器包括制退器本體(I)、導向分流管(2)和支撐架(3);導向分流管(2)的外周上設置有多組排泄孔，多組排泄孔沿導向分流管(2)的軸線方向分布，每組排泄孔均勻分布在同一個圓周上；制退器本體(I)的中部外周上開有多個排氣孔，多個排氣孔沿制退器本體(I)的中部圓周均勻分布，排氣孔的下表面與制退器本體(I)的軸線存在夾角，排氣孔使從身管(4) 口部排出的氣體導向制退器本體(I)的中部端面；支撐架(3)套裝并固定在身管(4)的外周上，制退器本體(I)的一端固定在導向分流管(2)的一端，制退器本體(I)與導向分流管(2)—起套裝在身管(4)的外周上，制退器本體(I)的另一端通過螺紋與身管(4)的端部固定連接，同時制退器本體(I)的另一端套裝在支撐架(3)外周并固定連接。2.按照權(quán)利要求1所述的一種沖擊式炮口制退器，其特征是:所述的制退器本體(I)上沒有開排氣孔，而是多個排氣孔設置在身管(4)的中部外周上，多個排氣孔沿身管(4)的中部圓周均勾分布。
【文檔編號】F41A21/36GK205718656SQ201620329279
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】陳士瓊
【申請人】陳士瓊