CN110595266A - 基于恒力控制原理的反后坐机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于武器发射技术领域，具体涉及一种基于恒力控制原理的反后坐机构。所述反后坐机构以外，设置有车体与炮管，在车体与炮管之间设置有驻退机、复进机；所述反后坐机构包括：气压系统和执行器；所述气压系统包括：单向阀、限压阀、蓄能器以及压力源；所述执行器两端分别铰接在车体与炮管上，与驻退机、复进机并联。本发明基于恒力控制原理，提出利用发射时的高压气体抵消炮(枪)管的后坐力，从而提高平台的发射稳定性，提高命中率；缩短下一火力准备时间，提高射速。在物理结构上，本发明保留传统反后坐装置中驻退机、复进机，引入了执行器、蓄能器、单向阀及限压阀等部件。本发明结构紧凑，无需传感、控制机构，可靠性好。

Description

基于恒力控制原理的反后坐机构

技术领域

本发明属于武器发射技术领域，具体涉及一种基于恒力控制原理的反后坐机构。

背景技术

随着火炮的口径越来越大，火炮发射后坐力越来越大，另一方面，车辆轻量化要求越来越高，车体自重不断减小，导致火炮发射时武器平台振动幅度大，重新稳定的时间越来越长；当车辆在侧顷坡上发射或在水上发射时，还可能引起车辆翻车。因此，传统基于不变阻尼的反后坐装置已不能满足要求。

近年来，有学者开始研制磁流变阻尼反后坐装置，其具有变阻尼范围大、响应快等优点。但由于材料沉降问题得不到解决，一直未能工程应用。基于其它控制原理的系统，也存在缺少成熟有效的控制算法以及引入众多传感器、控制器所带来的可靠性低结构复杂等问题。

因此开发新原理研制新结构的反后坐装置显得极为迫切。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何通过原理与结构创新，降低作用在车身上的后坐力。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于恒力控制原理的反后坐机构，所述反后坐机构以外，设置有车体2与炮管1，在车体2与炮管1之间设置有驻退机3、复进机4；所述反后坐机构包括：气压系统14和执行器5；

所述气压系统14包括：单向阀8、限压阀7、蓄能器9以及压力源；

所述执行器5两端分别铰接在车体2与炮管1上，与驻退机3、复进机4并联。

其中，所述气压系统14连接炮管1，其压力源为发射时炮膛内的高压气体6。

其中，所述执行器5的高压腔为有活塞杆的工作腔室；

所述气压系统14的压力源经过单向阀8、限压阀7向蓄能器9蓄能，蓄能器9向执行器5的高压腔施加高压，高压对活塞杆施加作用，当炮管1后坐时执行器5输出拉力，从而抵消因炮管1后坐压缩驻退机3、复进机4对车体2的推力。

其中，所述执行器5的行程末端设计有卸压阀10，残余气体排出车外15。

其中，所述高压气体6为火药燃烧时产生的高压气体。

其中，所述气压系统14直接作用于执行器5。

其中，所述执行器5为气缸。

其中，所述气压系统14和执行器5，与驻退机3、复进机4一体化设计。

其中，所述气压系统14的动力源为发射时炮膛内的高压气体；所述气压系统14入口连接炮膛内，出口连接执行器5高压腔，用高压钢管依次连接单向阀8、限压阀7、蓄能器9。当气体压力高于需求时，限压阀7进行限压，部分高压气体提出车外15。

其中，所述反后坐机构用于火炮发射时，降低火炮车体受到的后坐力，减小车体受到的冲击。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明技术方案在不降低系统可靠性、不过度增加系统复杂度的前提下，降低车身受到的后坐力，减小车体受到的冲击。

本发明技术方案有利于缩短二次观瞄、发射时间并提高命中概率，有利于降低极限环境(如侧顷坡、水上、松软地面等)车辆侧翻、沉陷的风险。

附图说明

图1为本发明技术方案原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题，本发明提供一种基于恒力控制原理的反后坐机构，如图1所示，所述反后坐机构以外，设置有车体2与炮管1，在车体2与炮管1之间设置有驻退机3、复进机4；其特征在于，所述反后坐机构根据现代控制理论中恒力控制算法，所述主动控制所需的动力源为发射时的高压气体；

所述反后坐机构包括：气压系统14和执行器5；

所述气压系统14包括：单向阀8、限压阀7、蓄能器9以及压力源；

所述执行器5两端分别铰接在车体2与炮管1上，与驻退机3、复进机4并联。

其中，所述气压系统14连接炮管1，其压力源为发射时炮膛内的高压气体6。

其中，所述执行器5的高压腔为有活塞杆的工作腔室；

所述气压系统14的压力源经过单向阀8、限压阀7向蓄能器9蓄能，蓄能器9向执行器5的高压腔施加高压，高压对活塞杆施加作用，当炮管1后坐时执行器5输出拉力，从而抵消因炮管1后坐压缩驻退机3、复进机4对车体2的推力。

其中，所述执行器5的行程末端设计有卸压阀10，当运行至行程末端时，残余气体排出车外15，快速卸压。

其中，所述高压气体6为火药燃烧时产生的高压气体。

其中，所述气压系统14直接作用于执行器5。

其中，所述执行器5为气缸。

其中，所述气压系统14和执行器5，无传感、控制系统，无需任何电气元件。可与驻退机3、复进机4一体化设计。

其中，所述气压系统14的动力源为发射时炮膛内的高压气体；所述气压系统14入口连接炮膛内，出口连接执行器5高压腔，用高压钢管依次连接单向阀8、限压阀7、蓄能器9。

其中，所述反后坐机构用于火炮发射时，降低火炮车体受到的后坐力，减小车体受到的冲击。

实施例

本发明是依据主动悬挂领域的恒力控制算法提出的。该算法的控制思想是：用控制力实时抵消弹性元件的动态力，达到车身加速度最小化的目的。

具体而言，本发明将设计有源的主动控制系统。由于发射时火药燃烧可产生的高压气体，因此本发明不需额外引入动力源；由于激励形式单一仅有脉冲冲击，且控制力大小难以达到反坐力，因而无需安装传感器实现精确控制，部分抵消即可。因此，本发明中的控制系统实为被动系统，仅依靠机械元件就能完成。其组成如下。

所提供的基于恒力控制原理的反后坐机构是在传统驻退机3、复进机4的基础上引入气压系统14和执行器5。气压系统14包括：单向阀8、限压阀7、蓄能器9等部件，其压力源6为发射时的高压气体。执行器5两端分别铰接在车体与炮管上，与驻退机3、复进机4并联。

所述气压系统14和执行器5，高压作用在活塞杆一侧。当炮管后坐时执行器输出拉力，抵消因炮管后坐压缩驻退机、复进机对车体的推力。气压系统14可直接作用于执行器。

如图1所示，本实施例的控制系统安装在车体与炮管间，与传统驻退机、复进机在力学上为并联关系。本发明受车辆主动悬架领域的恒力控制算法启发，提出用控制力抵消后坐力的技术方案。

所述控制力来自执行器5及其气压系统。

所述执行器5两端分别铰接在车体2与炮管1上，在力学上与传统驻退机3、复进机4为并联关系，可采用一体化设计。所述执行器5的高压腔为有活塞杆的腔室。当炮管2后坐时执行器5输出拉力。执行器5行程末端设计有卸压阀10。

所述气压系统14的动力源为发射时炮膛内6的高压气体。系统入口连接炮膛内6，出口连接执行器5高压腔，用高压钢管依次连接单向阀8、限压阀7、蓄能器9等；

所述入口孔径需严格，尽量避免泄漏。高压气体为有害气体，需过滤或收集处理，避免直接排入战斗室对人体造成伤害。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于恒力控制原理的反后坐机构，所述反后坐机构以外，设置有车体(2)与炮管(1)，在车体(2)与炮管(1)之间设置有驻退机(3)、复进机(4)；其特征在于，所述反后坐机构包括：气压系统(14)和执行器(5)；

所述气压系统(14)包括：单向阀(8)、限压阀(7)、蓄能器(9)以及压力源；

所述执行器(5)两端分别铰接在车体(2)与炮管(1)上，与驻退机(3)、复进机(4)并联工作。

2.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述气压系统(14)连接炮管(1)，其压力源为发射时炮膛内的高压气体(6)。

3.如权利要求2所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述执行器(5)的高压腔为有活塞杆的工作腔室；

所述气压系统(14)的压力源经过单向阀(8)、限压阀(7)向蓄能器(9)蓄能，蓄能器(9)向执行器(5)的高压腔施加高压，高压对活塞杆施加作用，当炮管(1)后坐时执行器(5)输出拉力，从而抵消因炮管(1)后坐压缩驻退机(3)、复进机(4)对车体(2)的推力。

4.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述执行器(5)的行程末端设计有卸压阀(10)。

5.如权利要求2所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述高压气体(6)为火药燃烧时产生的高压气体。

6.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述气压系统(14)直接作用于执行器(5)。

7.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述气压系统(14)和执行器(5)，与驻退机(3)、复进机(4)一体化设计。

8.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述气压系统(14)的动力源为发射时炮膛内的高压气体；所述气压系统(14)入口连接炮膛内，出口连接执行器(5)高压腔，用高压钢管依次连接单向阀(8)、限压阀(7)、蓄能器(9)。

9.如权利要求1所述的基于恒力控制原理的反后坐机构，其特征在于，所述反后坐机构用于火炮发射时，降低火炮车体受到的后坐力，减小车体受到的冲击。