CN111076606A - 增大弹丸初速和缩短炮管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法，其含炮身、弹丸筒(4)、炮尾(5)、炮架、制退复进机、药筒(6)、发射火药(7)和弹丸(8)。炮身由螺旋炮管(1)、直炮管(2)和弹簧片(3)组成。螺旋炮管(1)替代常规火炮的炮管，但其不向外伸出，常规炮管存在的弊端消除了，又为弹丸(8)发射速度的增大创造了条件；弹丸筒(4)的质量远小于弹丸(8)的质量，高温燃气膨胀做功，弹丸筒(4)获得的动能远小于弹丸(8)获得的动能，提高了火炮的效率；火炮的机动性、隐蔽性和使用方便性都得到了大大提高；3G打印技术的应用，为制造螺旋炮管(1)和弹丸筒(4)开辟了新途径。

Description

增大弹丸初速和缩短炮管的方法

技术领域

本发明涉及一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法，尤其是弹丸初速增大，炮管长度减小的增大弹丸初速和缩短炮管的方法。

背景技术

现代战争，火炮的作用越来越大，其是战争的利器。

为了增大弹丸初速以提高弹丸射程，火炮的炮管越来越长。但伸出的长长炮管带来了许多问题。

其一，火炮的隐蔽性变差。当今，侦察设备日益先进，有人机、无人机和卫星满天飞，隐蔽性差的武器很容易被敌方发现，而发现即被摧毁。

其二，火炮的机动性变差，转移阵地或运有输都不方便，需要耗费不少时间。当今，雷达和计算技术日益先进且与时俱进，根据弹丸的弹道和弹着点，很快就能算出火炮的位置。火炮若不能快速转移，很容易被摧毁。

其三，炮管的长度受到限制，制约了弹丸初速度的提高。

其四，为了平衡长长炮管的重力力矩，火炮的总质量越来越大，造价越来越高。

依靠伸出长长炮管提高弹丸初速从而提高射程的方法已走到尽头，需要开拓创新另想办法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法。本发明另一个要解决的技术问题是制造增大弹丸初速和缩短炮管的方法中的螺旋炮管和弹丸筒的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法，含炮身、炮尾、弹丸筒、炮架、制退复进机、药筒、发射火药和弹丸。

该炮身和该炮尾安装在该炮架上。

该制退复进机与该炮架连接，在发射弹丸的过程中，既减小该炮架的后退，又使该炮架迅速复位。

该炮身由螺旋炮管、直炮管和弹簧片组成。

该螺旋炮管的中心线为螺旋线，其后端与该炮尾的前端连接为整体，其内腔为螺旋管壁围成的螺旋炮膛；该螺旋炮膛，其中心线与该螺旋炮管的中心线重合，其径向横断面的直径大于该弹丸的最大外径，其上没有膛线；该炮尾的轴线与位于该螺旋炮管后端的该螺旋炮管的中心线相接且相切。

该直炮管的轴线为直线，其后端与该螺旋炮管的前端连接为整体，且其圆周外表面是该螺旋炮管前端圆周外表面的延伸，其内腔为直管壁围成的直炮膛，其轴线与位于该螺旋炮管前端的该螺旋炮管的中心线相接且相切；该直炮膛，其轴线与该直炮管的轴线重合，其外径等于该弹丸的最大外径；该直管壁的厚度大于该螺旋炮管上螺旋管壁的厚度。

弹簧片的长度，小于或等于直炮管上直管壁与螺旋炮管上螺旋管壁的厚度差；多个弹簧片位于直炮管的后端，且环绕该直炮管的轴线均匀分布；这多个弹簧片，其前端分别与相应位置的该直炮管上露出在螺旋炮管上螺旋炮膛中的后端面固紧连接，且固紧连接处接近该螺旋炮管上的螺旋管壁，其后端分别向着该直炮管的轴线向后倾斜。

该弹丸筒，其安放在该螺旋炮管的螺旋炮膛中，且可在该螺旋炮膛中做螺旋运动，其由筒壁和筒底围成整体，其内腔为圆柱形弹丸腔，其用耐高温、耐磨损的材料制造，其质量远小于弹丸的质量；该筒底的中部有圆形底孔，该底孔的轴线与该弹丸腔的轴线重合；该筒壁，其外壁面与相应位置的该螺旋炮膛的外表面活动接触，其中心线与相应位置的该螺旋炮膛的中心线重合；该弹丸腔，其轴线与该弹丸筒的中心线相切且切点位于其中心点，其外径等于该弹丸的最大外径，其深度等于或小于该弹丸上位于最前的面积最大的横断面和底面之间的距离。

发射弹丸的过程是这样的：弹丸筒位于螺旋炮管后端的螺旋炮膛中，该弹丸安放在该弹丸筒的弹丸腔内；安放在炮尾中的内药筒中的发射火药点火后，产生的高温燃气膨胀做功，推动该弹丸和该弹丸筒，一同沿该螺旋炮膛做加速圆周运动；该弹丸和该弹丸筒加速运动到直炮管的后端时，该弹丸筒与多个弹簧片接触而减速，该弹丸筒的动能转化为这多个弹簧片的弹性势能，而该弹丸继续加速进到该直炮管的直炮膛中，然后从该直炮膛的前端射出；这多个弹簧片的弹性势能再转化为该弹丸筒的动能，该弹丸筒改为反向运动，并因惯性返回该螺旋炮管的后端。

该直炮管上直炮膛的结构有两个优选方案。

该直炮管上直炮膛的结构的第一个优选方案是这样的，该直炮膛没有膛线。

第一个优选方案适用于尾翼稳定弹丸。

该直炮管上直炮膛的结构的第二个优选方案是这样的，该直炮膛有膛线。

第二个优选方案适用于旋转稳定弹丸。

一种制造该螺旋炮管和该弹丸筒的方法是这样的，该螺旋炮管和该弹丸筒都可采用激光3D打印技术制造。

采用这样的结构后，若螺旋炮管有n圈，螺旋炮管中心线的半径为r，该螺旋炮管的展开长度为2nπr。取n＝3，r＝1.5m，该螺旋炮管相当于28.26m的常规炮管，但其并没有向外伸出。长长炮管向外伸出存在的弊端消除了。

采用这样的结构后，由于炮管的长度可以很大，其又不向外伸出，为弹丸发射速度(初速度)的增大创造了条件。

采用这样的结构后，由于螺旋炮管的螺旋炮膛中没有膛线，弹丸筒在其中作加速圆周运动时，摩擦力较小，加速效果好，螺旋炮管使用寿命长。

采用这样的结构后，螺旋炮管和直炮管相接，弹丸通过短的直炮管后再射出，提高了射击精度。

采用这样的结构后，由于弹丸筒对弹丸能够自动提供径向侧压力，该径向侧压力是弹丸在螺旋炮膛中作加速圆周运动时的向心力，因而弹丸能够作稳定加速圆周运动。

采用这样的结构后，由于弹丸筒的质量远小于弹丸的质量，高温燃气膨胀做功，弹丸筒获得的动能远小于弹丸获得的动能，从而提高了火炮的效率。

采用这样的结构后，由于直炮膛可以设置膛线，也可以不设置膛线，因而既可以做成发射尾翼稳定弹丸的火炮，又可以做成发射旋转稳定弹丸的火炮。

采用这样的结构后，随着激光3G打印技术的发展，为制造螺旋炮管和弹丸筒开辟了新途径。

采用这样的结构后，火炮的机动性、隐蔽性和使用方便性都得到了大大提高。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是螺旋炮管和炮尾的竖直剖面示意图，该图中弹丸处于待发射状态。

图2是螺旋炮管和直炮管的竖直剖面示意图，该图中弹簧片处于伸展状态。

图3是螺旋炮管和直炮管的竖直剖面示意图，该图中弹丸即将进到直炮管。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法，含炮身、炮尾5、弹丸筒4、炮架、制退复进机、药筒6、发射火药7和弹丸8。

该炮身和该炮尾5安装在该炮架上。

该制退复进机与该炮架连接，在发射弹丸8的过程中，既减小该炮架的后退，又使该炮架迅速复位。

如图1、图2所示，该炮身由螺旋炮管1、直炮管2和弹簧片3组成。

如图1所示，该螺旋炮管1的中心线为螺旋线，其后端与该炮尾5的前端连接为整体，其内腔为螺旋管壁1a围成的螺旋炮膛1b。该螺旋炮膛1b，其中心线与该螺旋炮管1的中心线重合，其径向横断面的直径大于该弹丸8的最大外径，其上没有膛线。该炮尾5的轴线与位于该螺旋炮管1后端的该螺旋炮管1的中心线相接且相切。

如图2、图3所示，该直炮管2的轴线为直线，其后端与该螺旋炮管1的前端圆滑连接为整体，且其圆周外表面是该螺旋炮管1前端圆周外表面的延伸，其内腔为直管壁2a围成的直炮膛2b，其轴线与位于该螺旋炮管1前端的该螺旋炮管1的中心线相接且相切。该直炮膛2b，其轴线与该直炮管2的轴线重合，其外径等于该弹丸8的最大外径。该直管壁2a的厚度大于该螺旋炮管1上螺旋管壁1a的厚度。

如图2所示，弹簧片3的长度，小于或等于直炮管2上直管壁2a与螺旋炮管1上螺旋管壁1a的厚度差。多个弹簧片3位于直炮管2的后端，且环绕该直炮管2的轴线均匀分布。这多个弹簧片3，其前端分别与相应位置的该直炮管2上露出在螺旋炮管1上螺旋炮膛1b中的后端面固紧连接，且固紧连接处接近该螺旋炮管1上的螺旋管壁1a，其后端分别向着该直炮管2的轴线向后倾斜。

如图1所示，该弹丸筒4，其安放在该螺旋炮管1的螺旋炮膛1b中，且可在该螺旋炮膛1b中做螺旋运动，其由筒壁4a和筒底4b围成整体，其内腔为圆柱形弹丸腔4d，其用耐高温、耐磨损的材料制造，其质量远小于弹丸8的质量。该筒底4b的中部有圆形底孔4c，该底孔4c的轴线与该弹丸腔4d的轴线重合。该筒壁4a，其外壁面与相应位置的该螺旋炮膛1b的外表面活动接触，其中心线与相应位置的该螺旋炮膛1b的中心线重合。该弹丸腔4d，其轴线与该弹丸筒4的中心线相切且切点位于其中心点，其外径等于该弹丸8的最大外径，其深度等于或小于该弹丸8上位于最前的面积最大的横断面和底面之间的距离。

发射弹丸8的过程是这样的：如图1所示，弹丸筒4位于螺旋炮管1后端的螺旋炮膛1b中，该弹丸8安放在该弹丸筒4的弹丸腔4d内。安放在炮尾5中的内药筒6中的发射火药7点火后，产生的高温燃气膨胀做功，推动该弹丸8和该弹丸筒4，一同沿该螺旋炮膛1b做加速圆周运动。如图3所示，该弹丸8和该弹丸筒4加速运动到直炮管2的后端时，该弹丸筒4与多个弹簧片3接触而减速，该弹丸筒4的动能转化为这多个弹簧片3的弹性势能，而该弹丸8继续加速进到该直炮管2的直炮膛2b中，然后从该直炮膛2b的前端射出。如图3所示，这多个弹簧片3的弹性势能再转化为该弹丸筒4的动能，该弹丸筒4改为反向运动，并因惯性返回该螺旋炮管1的后端。

该直炮管2上直炮膛2b的结构有两个优选方案。

该直炮管2上直炮膛2b的结构的第一个优选方案是这样的，该直炮膛2b没有膛线。

第一个优选方案适用于尾翼稳定弹丸8。

该直炮管2上直炮膛2b的结构的第二个优选方案是这样的，该直炮膛2b有膛线。

第二个优选方案适用于旋转稳定弹丸8。

一种制造该螺旋炮管1和该弹丸筒4的方法是这样的，该螺旋炮管1和该弹丸筒4都可采用激光3D打印技术制造。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，如用螺旋弹簧替代多个弹簧片。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。

Claims (4)

1.一种增大弹丸初速和缩短炮管的方法，含炮身、炮尾(5)、炮架、制退复进机、药筒(6)、发射火药(7)和弹丸(8)；所述炮身和所述炮尾(5)安装在所述炮架上；

其特征在于：

所述制退复进机与所述炮架连接，在发射弹丸(8)的过程中，既减小所述炮架的后退，又使所述炮架迅速复位；

所述增大弹丸初速和缩短炮管的方法，还含弹丸筒(4)；

所述炮身由螺旋炮管(1)、直炮管(2)和弹簧片(3)组成；

所述螺旋炮管(1)的中心线为螺旋线，其后端与所述炮尾(5)的前端连接为整体，其内腔为螺旋管壁(1a)围成的螺旋炮膛(1b)；所述螺旋炮膛(1b)，其中心线与所述螺旋炮管(1)的中心线重合，其径向横断面的直径大于所述弹丸(8)的最大外径，其上没有膛线；所述炮尾(5)的轴线与位于所述螺旋炮管(1)后端的所述螺旋炮管(1)的中心线相接且相切；

所述直炮管(2)的轴线为直线，其后端与所述螺旋炮管(1)的前端圆滑连接为整体，且其圆周外表面是所述螺旋炮管(1)前端圆周外表面的延伸，其内腔为直管壁(2a)围成的直炮膛(2b)，其轴线与位于所述螺旋炮管(1)前端的所述螺旋炮管(1)的中心线相接且相切；所述直炮膛(2b)，其轴线与所述直炮管(2)的轴线重合，其外径等于所述弹丸(8)的最大外径；所述直管壁(2a)的厚度大于所述螺旋炮管(1)上螺旋管壁(1a)的厚度；

弹簧片(3)的长度，小于或等于直炮管(2)上直管壁(2a)与螺旋炮管(1)上螺旋管壁(1a)的厚度差；多个弹簧片(3)位于直炮管(2)的后端，且环绕所述直炮管(2)的轴线均匀分布；这多个弹簧片(3)，其前端分别与相应位置的所述直炮管(2)上露出在螺旋炮管(1)上螺旋炮膛(1b)中的后端面固紧连接，且固紧连接处接近所述螺旋炮管(1)上的螺旋管壁(1a)，其后端分别向着所述直炮管(2)的轴线向后倾斜；

所述弹丸筒(4)，其安放在所述螺旋炮管(1)的螺旋炮膛(1b)中，且可在所述螺旋炮膛(1b)中做螺旋运动，其由筒壁(4a)和筒底(4b)围成整体，其内腔为圆柱形弹丸腔(4d)，其用耐高温、耐磨损的材料制造，其质量远小于所述弹丸(8)的质量；所述筒底(4b)的中部有圆形底孔(4c)，所述底孔(4c)的轴线与所述弹丸腔(4d)的轴线重合；所述筒壁(4a)，其外壁面与相应位置的所述螺旋炮膛(1b)的外表面活动接触，其中心线与相应位置的所述螺旋炮膛(1b)的中心线重合；所述弹丸腔(4d)，其轴线与所述弹丸筒(4)的中心线相切且切点位于其中心点，其外径等于所述弹丸(8)的最大外径，其深度等于或小于所述弹丸(8)上位于最前的面积最大的横断面和底面之间的距离；

发射弹丸(8)的过程是这样的：弹丸筒(4)位于螺旋炮管(1)后端的螺旋炮膛(1b)中，所述弹丸(8)安放在所述弹丸筒(4)的弹丸腔(4d)内；安放在炮尾(5)中的内药筒(6)中的发射火药(7)点火后，产生的高温燃气膨胀做功，推动所述弹丸(8)和所述弹丸筒(4)，一同沿所述螺旋炮膛(1b)做加速圆周运动；所述弹丸(8)和所述弹丸筒(4)加速运动到直炮管(2)的后端时，所述弹丸筒(4)与多个弹簧片(3)接触而减速，所述弹丸筒(4)的动能转化为这多个弹簧片(3)的弹性势能，而所述弹丸(8)继续加速进到所述直炮管(2)的直炮膛(2b)中，然后从所述直炮膛(2b)的前端射出；这多个弹簧片(3)的弹性势能再转化为所述弹丸筒(4)的动能，所述弹丸筒(4)改为反向运动，并因惯性返回所述螺旋炮管(1)的后端。

2.根据权利要求1所述增大弹丸初速和缩短炮管的方法，其特征在于：

所述直炮管(2)的直炮膛(2b)没有膛线。

3.根据权利要求1所述增大弹丸初速和缩短炮管的方法，其特征在于：

所述直炮管(2)的直炮膛(2b)有膛线。

4.一种制造权利要求1所述增大弹丸初速和缩短炮管的方法中的螺旋炮管(1)和弹丸筒(4)的方法，其特征在于：

所述螺旋炮管(1)和所述弹丸筒(4)都可采用激光3D打印技术制造。

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