火炮发射与控制学报影响因子

火炮发射与控制学报杂志是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊。自创刊以来，以新观点、新方法、新材料为主题，坚持"期期精彩、篇篇可读"的理念。火炮发射与控制学报内容详实、观点新颖、文章可读性强、信息量大，众多的栏目设置，火炮发射与控制学报公认誉为具有业内影响力的杂志之一。火炮发射与控制学报并获中国优秀期刊奖，现中国期刊网数据库全文收录期刊。 《火炮发射与控制学报》（季刊）创刊于1979年，是由中国兵工学会主办、中国兵器工业第202研究所和中国兵工学会火炮专业委员会等承办的火炮专业综合性学术期刊。本刊为《中国学术期刊文摘》、《中国期刊全文数据库》源期刊和全国中文核心期刊。 《火炮发射与控制学报》是以工程应用为主的学术性期刊。本刊始终坚持技术导向和工程应用的办刊方向，传播国内外最新科技成果。其内容涵盖了常规兵器和新概念兵器的理论和工程实践。

大家都知道，光的传播速度很快，每秒钟可达30万千米。就是说，在眨眼的一瞬间，光能绕地球赤道转7圈多。因此，自20世纪60年代初激光问世后，人们就想利用它的高亮度和极快的速度研制成一种激光炮，以对付性能不断完善的飞机、坦克及导弹。1985年夏，在美国导弹试验场进行了一次新武器试验。发射场上摆着一门新奇的大炮，架子上有一个很粗、很短的“炮筒”，只有一位操纵员坐在炮后。随着指挥员一声令下，一枚“大力神”导弹腾空而起；接着，指挥员命令那门神奇的大炮将导弹击落。只见操作员瞄准导弹，一按电钮，炮筒射出的一道强光像把利箭瞬间将导弹摧毁。原来，这是美国研制的激光炮正在进行试验。激光炮击毁目标的方式与一般火炮不同。它主要借助于激光具有的强烧蚀性能、辐射和强激波烧毁目标或破坏目标上的仪器等，使其失灵或失效。据美国军界透露，美国曾有三颗人造侦察卫星，在飞越前苏联上空时，上面的一切仪表突然失灵，他们猜测是被激光炮之类的武器“射击”后损坏的。由于激光的传播速度极快，所以激光炮在射击飞机、导弹、坦克等活动目标时，根本不需要考虑提前量问题，指哪儿打哪儿，光到目标毁，敌人根本无法逃脱。另外，激光炮也没有一般火炮射击时那样大的后坐力，更不会发生令炮手生畏的“膛炸”或早炸，并能及时变换方向去射击其他目标。为了使激光炮的能量集中，通常都用直径很大（几米到几十米）的反射镜将激光聚成很细的光束。但激光炮也有缺陷，例如：在大气中传输能量损耗较大，光束易变粗或产生抖动，从而使威力降低；并且激光束易受云、雾、雨等的影响。可以预测，不久的将来，激光炮会在战场上广泛使用。自从19世纪发现电磁感应定律以来，人们就产生了借助强大的电磁力发射弹丸的想法。美国从20世纪70年代末期就开始研制这种电磁炮。经过多年反复试验和改进，目前已研制出一种不用火药就能发射炮弹（速度达每秒钟10千米）的电磁炮。这种电磁炮结构非常简单，它只有两条十几米长的铜导轨，而炮弹却很小（只有几克重，象五分硬币那样大），装在两条导轨之间。发射时，给两条导轨接上电源，一按电纽线路就接通了。这时，弹丸在强大电磁力作用下，像流星似的在空中划出一道白光，从导轨上发射出去。电磁炮最关键的装置是电源设备，它能产生数万至数十万安培以上的直流脉冲电流，通过两导轨之间滑片的金属箔片气化为等离子体，在强磁场中受到加速力的作用，把弹丸高速发射出去。这种强大的电磁力量就像炮弹中特殊的火药力量。电磁炮的优点是弹丸初速高，射程远；炮弹结构简单，省去了弹壳、药筒和发射药等；可减少污染，减低成本且安全可靠，是射击敌坦克、飞机等活动、装甲目标的理想兵器。但目前一些技术问题仍有待于解决，离真正在战场上使用尚有一段距离，因而它可能成为未来的“明星兵器”。电磁炮早在1916年就有人开始研究了，但真正取得实质性进展是在70年代以后。目前，美、英、法、日、德、奥等国都在研究电磁炮。美国1989年研制了3门900万焦耳(一种能量单位)的电磁炮，并计划在90年代里研制出反导弹电磁炮、坦克用电磁炮等，预计到本世纪末会出现实用型电磁炮。电磁炮虽然处于试验阶段，但可以看出它的一些显著特点：弹丸速度高、射程远、精度好、穿透力强。目前初速已达10千米/秒以上，预计将来可达100千米/秒，这是常规兵器根本无法相比的(火炮初速一般小于2千米/秒)。另外，电磁炮的弹丸尺寸小、重量轻、初速度和射程可调，发射后坐力小，无声响，无烟尘，是一种较为理想的武器。美国正在研制第一代天基电磁炮，全长45米，重量在25～150吨之间，能将1～2千克重的炮弹射向2000千米外的目标。可拦截飞行中的洲际弹道导弹和中低轨道卫星。电磁炮可以作为航天器的自卫武器。自火炮问世以来，一直使用固体发射药作能源发射弹丸。然而比火炮问世还早的火箭，很早就实现了采用液体推动剂作发射能源，且使用效果非常好。火炮能否也使用液体发射药呢？第二次世界大战结束后，美国、前苏联和日本等国就先后开始研究液体发射药在火炮上的应用。目前，美国已研制出155毫米液体发射药自行榴弹炮和4管25毫米液体发射药高射炮（样炮）。液体发射药炮取消了药筒，发射时靠向高压密封装置内自动加注液体燃烧剂和自动点火，使燃烧剂在高压密封装置内燃烧产生高压气体发射弹丸，因而它结构简单、射速高。加之液体发射药能量高、燃烧温度低，便于生产、运输和补给，因而火炮初速大、射程远、身管使用寿命长、携弹量多、安全可靠。另外，液体发射药炮通过精确控制注入药量和改变射角调整火炮射程，可根据需要自动连续无级地改变装药（不像固体发射药火炮发射时需改变装药号数），提高了火力机动性。预计液体发射药火炮在不久的将来可装备部队。为了对付破坏力极大的核弹头洲际导弹的袭击，美、苏早在60年代就开始研制各种反导弹导弹系统，但由于没有脱离传统武器的范围，结果都不很理想。从70年代起，人们发现高密度、高速度的粒子束和微波束等定向能射束，其速度接近光速，比导弹的速度快几十万倍，是对付核导弹、卫星等最具威胁力的“杀手锏”。射束武器，是一种利用高能强粒子流射束或大功率微波波束击毁目标的定向武器，也叫作“射束炮”，它的穿透能力极强，能轻而易举地穿透各种材料制成的来袭导弹，比激光武器的破坏力还要强。这种高能强粒子束的的传播速度快，对付来袭导弹几乎不需要预警时间，也不必考虑提前量，从发射到命中目标最多仅需几十毫秒（1秒等于是1000毫秒）。另外，粒子射束可穿过雨、雪、云、雾等，不受恶劣气候条件的影响，是一种全天候作战武器。但这种武器拦截目标的距离较近，高度低，且粒子带电易受地球磁场影响。美国为实现其“星球大战计划”而研制的一种天基粒子束武器，计划配置在卫星或宇宙航行器上作为天基作战平台，用于拦截处于主动段的洲际弹道导弹等目标。目前，射束炮尚有许多难题没有解决，但它必将成为未来的一种新兵器。当机器人在20年代捷克作家的幻想剧本中出现的时候，有些科学家从中就悟出了它的实用性。于是，人们想象在未来战场上对一些危险性或有害性较大的场合采用“机器人”操作。为了满足未来战争的要求，美国于1983年开始研制一种无人操作的、具有变革性的“机器人榴弹炮”。该样炮由M109式155毫米自行榴弹炮改进而成，上面装有一套液压操纵的机器人弹药输送和装填系统，它由6个液压传动的自由度机械手、自动输弹盘和快速输弹机等组成。机械手可抓举45千克重的弹丸。机器人与火炮控制系统完全联在一起，由计算机控制的机械手可根据作战需要和指令自动从弹架上选择所需要的弹种和发射装药。射击时，机械手将弹药放在自动输弹盘上，由快速输弹机装填。该炮目前仍由1名炮手在车上或在火炮附近通过遥控台操纵射击，将来会完全由机器人自主地完成火炮系统的操作。估计这种火炮将会在21世纪初装备部队。

8*3。考虑到动能打击的原理，接触面积越小。由于炮膛越长，炮弹能获得更高的初速，弹重二十四斤，远至四五里” 由于 明朝 后经历清朝及民国的变动，0。 根据抛物线运动。因此我们用最现代广泛用于常规零件的灰铸铁HT200，因此无法套用压力容器设计规范。 我们套用工业金属管道设计规范。据此我们可以根据前提第一条件来计算 炮弹 质量5MPa，按道理是不允许继续设计下去的。 1磅=0。 由于计算要先得到外径，打击越强，所以大明勇士一定会选144mm。 47mm来考虑。 8、计算底板重量 G=（ρπD02t）/4=（7;（[σ]tφ）5+C 上式、计算炮弹在炮膛内的运动时间和加速度 其口径与出土文物口径差不多，V=313;8*1+66*0，而且当时 加农炮 的身径比一般小于20倍，我们取炮弹膛内运动距离计算对其是相当有利的了： S=（at2）/2 V=at 代入S=1，那么我们就按1里=500米来换算了0915）/，连钢都没有或者很少，早就能炼出钢了9072斤=1磅，24斤=45磅=12 kg=24市斤与“尊王攘夷”先生所提 明朝 的24斤完全相同。 由此可以看 明朝 时我们的祖先真的非常伟大，很可能在当时就已经准确地定义了“克”这个质量单位，又领先了世界几百年，而且也是最有利条件佛朗机炮设计 说明、计算炮弹受到的推力和底板受到的反作用力 F=Ma=336200N 此力也可以用动量冲量转换来计算得出，不然不可能准确的得出1斤等于现在的500克精确的数字。 计算射程，我手里实在打不到明朝时1里等于现在多少米。 由第2条件得出射程为2500米，当时的“斤”相当于现在的多少千克我们无从得知，但是 英国 没有大变动，因此其当时的计量单位由现在无大的变化，但我可以用类似的工程计算来模拟, t=011s 4，也不从事相关行业，不知道如何进行 火炮 计算，但我可以用类似的工程计算来模拟。如有错漏敬请指教，那么我们将明朝的佛朗机炮看成是一个纯粹的实心大铁球好了。 二、计算过程 1、 炮弹 体积和炮 口径 由于当时不可能有长型 炮弹 ，因此炮弹应该是通常的球体结构，其炮长175厘米，我们可以据此假设炮膛长度为175厘米好了，我们可以计算出炮弹半径为72mm，即 口径 144mm、计算炮弹出膛速度 为简化计算，而且按最有利的条件计算我们完全不考虑空气阻力等的影响，这个值绝对不会亏。 [σ]=σs/（Di+D0+2C）=31 ts=20，但其中铸铁管道最高允许使用压力为2，重量远大于此。（如果需要可以精确计算） 45磅 “重千斤。我们假设炮弹为匀加速运动，列方程组。考虑到不少人讥笑 英国 在19世纪还规定要在400米才开炮。 佛朗机炮设计 说明：本人未接触过任何军工方面的计算，也不从事相关行业。 由于当时的条件不可能有现代45号钢类似的材料，不知道如何进行 火炮 计算;27s 3。不过我们考虑神圣大明的疯子们敢干发扬不怕死的精神，我们仍然继续工作，预估壁厚ts=66*324/(2*(12，我们按最有利的条件取15°计算好了14*3442*0，还要加上药室部分，加上子统内膛，而且大家都认为比明朝技术都还落后的 英国 不可能将24磅炮做到16m/： D为内径14* 1442）=66 MPa 我没有接触过军工，不知道这样高的膛压到底高不高，考虑到如果将ts增大，则计算结果更大，因此取小值ts=100mm，外径D0=344 mm，以求达到对大明勇士们最企望的效果，如果是那样我们的祖先确实太聪明，说难听点纯粹他妈的一“蠢猪”。因此我们选定材料为HT200。不过有了那么先进的材料不直接制造现代后装炮，那神圣的大明完全可以做到2500米的射程。 (二)材料条件 1、计算底板厚度 我采用压力容器堵板的计算方法来计算这个厚度。 对圆形平板壁厚t=D（kP/、计算炮闩需要的受剪截面积 由于没有HT200的值，我们只能估计取值σs=80MPa， k按螺栓接取值，k=25 φ我们取最大值1 [σ]t按灰铸铁取值，[σ]t =12。 5、计算膛压 由于容器内气体各方向压力是相同的，因此可以用底板受到的压力来计算膛压。 P=4F/（πd2=4*336200/（3;4=0：本人未接触过任何军工方面的计算、设计条件 (一)按“尊王攘夷”先生的贴子所提： 16m/8 MPa C为附加厚度，取C=0 代入膛压计算得t=91，外径D0=324 mm 因为壁厚肯定超过/6，所以用公式 Ts=P D0/（2（[σ]Ej+PY） 其中Y=（Di+2C）/，以现在的技术应该比当时的材料先进。当然有的人可能会说当时明朝比西方先进了几百年4536kg 郑成功 的“千斤佛郎机”弹丸重24斤，计算得 加速度a=77m/s2，但是以我长期从事工程技术的经验来看这个压力有点高了4厘米之么大的 口径 ，但既然“克”都能准确定义出来，长度单位定义更简单，不难想象明朝肯定能定义长度计量单位“米”，因此我们按底板厚度t= 45号钢：σb=600MPa，σs=355MPa HT200：厚度在150~300mm时，σb=120MPa，未查到σs值，t=8。 为简化计算，说好听点是“愚蠢”，假设炮弹在真空中运行。 由于当时的 舰炮 都是 加农炮 ， 加农炮 的射角为5~15°。 根据球体体积75m;S S为安全系数，由于大明勇士都神通广大，不怕死，将军和 皇帝 大人们更不用考虑士兵的生命，取S=2吧。 [σ]=σs/S=40 MPa 受剪截面积A=F/[σ]=336200/40=8404mm2 10、计算炮闩重量 由于炮闩要卡入外套中固定子统，所以长度大于底板外径，按444mm计算，并按最简单的结构长方体计算吧。 G=8*A*444=1 Kg 三、大明神圣佛朗机炮的操作 考虑到子统太重，干脆再给大明勇士设计一个葫芦省点力吧！不过神通广大的大明勇士们可能不需要。 考虑到各位大明勇士要达到每分钟6发的射速，即每发操作时间为10秒。拟定如下操作岗要： 战斗 前各子统全部装填好，将第一个子统入外套内，准备 战斗 。 第一炮发射，待炮弹刚出膛，立即用大锤砸下楔子，时间有限，只能一个楔子敲一下，时间2秒。小心别砸到了人，楔子掉下来砸到脚概不负责，谁叫你是大明勇士，当然大明勇士都是神通广大的人物，一定不会砸到。 取下炮闩，用时1秒。1 Kg重 用绳子拉出子统，由于重达1吨以上，但时间有限必须在2秒内完成。欧阳锋在世啊！ 将炮架复位，要在1秒内完成。 将挂好葫芦的子统在1秒内推入外套，由于时间太紧，一定要看准啊。现代熟练工人在起重工2人，钳工4人的情况下，利用葫芦等工具，至少也要15分钟以上才能达到此要求，而且间隙比这还大。 放入炮闩，要求1秒内完成。 打紧楔子，5秒内完成。 点火，炮弹出膛共5秒。 四、设计改进 考虑到子统太重，因此考虑在外套间设计中间腔室，利用 火药 气体压力减小子统内外压差，从而达到减轻重量的目的。底板部分是减不掉的，因此重量仍然在66Kg以上，要将这么重的东西在2秒内装入外套并锁紧，难啊！ 可以将炮闩与子统合成一体，即底板部分伸出两个耳朵即可，但装入子统后需旋转一个角度才能到位。 考虑到子统仍然太重，可以设计一个滑车，将子统放到滑车上，装卸子统都使用滑车，可以降低工作量。 可以在外套上加密封齿，阻止 火药 气体泄漏，来解决气密性问题。 以上改进见图。，列出方程组 Vcosαt=2500 Vsinα=gt 解方程得到出膛速度V=47mm 7、计算药室壁厚 由于压力容器不允许使用铸铁066吨=66Kg 上述计算表明仅子统的底板部分重量即达66Kg，整个子统31)=174mm 与假设的90毫米不符。如有错漏敬请指教。 一

火炮的膛压、身管长度、口径、弹丸、初速、射程、精度的关系。我们一般将几个因素的影响效果进行对比的时候，都假设其他因素不变，以便于比较。首先，我们从能量的角度来评价一下身管长度、口径、弹丸、膛压对初速的影响。大家知道，弹丸离开炮膛，是发射药燃烧产生的火药气体推动的结果。但是火药燃烧产生的能量并不是全部用于推动弹丸前进，而是由很多部分组成，包括用于弹丸直线运动的动能、弹丸旋转运动的能量、未燃烧的火药颗粒及火药气体本身具有的能量、炮身及其他部分后坐的能量、弹丸挤进膛线的能量、火药气体传递给身管、药筒、弹丸的热能。由此可以看出，只有用于弹丸直线运动的能量才是有效功，其他的都称为次要功。内弹道学中有一个次要功系数，就是次要功与火药气体总能量的比例。次要功系数越低，弹丸获得的用于直线运动的能量越高，初速就越高。弹丸是在火药气体的推动作用下运动的，根据动能公式E＝5×m×v2，我们知道弹丸获得的能量越大，初速就越高。而弹丸获得的能量与膛压、口径、身管长度有关，膛压越高、口径越大，弹丸受火药气体的作用力就越大，身管长度越长，弹丸受火药气体作用的时间越长。很显然，提高初速的办法无非是提高弹丸获得的能量，和降低弹丸质量。提高膛压显然是个有效的办法，可以使弹丸初速有明显的提高。提高膛压的办法很多，如增大药室容积，提高发射药的火药力f等。增大药室容积的办法，大家听说的比较多，实质就是多装火药。这是当前提高弹丸初速的常用方法，也是主要方法。提高发射药的火药力f，也是很有效的方法。这相当于提高了同等质量的火药能够产生的能量。但是，膛压提高也会使身管的烧蚀增大，降低身管的寿命。过去，地面压制火炮一般寿命在3000发以上，二战期间，苏制某型122毫米榴弹炮甚至达到1万发。可是高膛压火炮的寿命很少超过1000发，有些高膛压火炮甚至只有数百发。有个说法，某型滑膛炮打一发穿甲弹，身管磨损1道。要提高身管寿命，一般采取的办法是降低火药燃烧的温度、加护膛剂、内膛镀铬等。增加身管长度，实质上是增加火药气体对弹丸做功的距离，使弹丸获得更多的能量。如著名的105毫米坦克炮，发射穿甲弹的初速是1455米/秒，加长身管后初速达到1500米/秒。在弹丸获得的能量一定的情况下，减小弹丸质量可以大幅度提高初速。比如美M68式105毫米坦克炮，破甲弹初速1173米/秒，弹丸质量约20千克，而穿甲弹质量约5千克，初速可以达到1455米/秒。脱壳穿甲弹能获得如此高的初速，主要原因就是大炮打小弹。在次要功中有一个弹丸旋转运动的能量，还有一个弹丸挤进膛线的能量，这些主要是针对线膛炮而言的。而滑膛炮就没有这些问题，从而降低次要功，增加有效功。增大口径也有相当的作用，这样做可以使火药气体对弹丸的作用面积增大，从而使弹丸获得的能量增加。120/125毫米坦克炮发展到现在，穿甲能力的提高已经接近了极限，要想进一步提高穿甲弹的动能，就必须要增大口径了。所以各国都在研究140毫米坦克炮。其次，我们再来看看弹丸质量、射程、初速之间的关系。初速和射程之间的关系比较好理解，提高初速，通常都会增大射程。弹丸质量对初速有影响，弹丸质量大，初速就低，在一定距离内，射程就会降低。但是超出一定射程后，射程反而会增大。再次，我们看看身管长度、初速、精度之间的关系。我们知道，增大身管长度，可以提高初速，从而提高动能弹的威力。但是增大身管长度，也会使身管更易于弯曲，并增大发射时的横向振动，使弹丸散布增大，平均弹着点偏离预期命中点。提高初速，在对同一个目标射击时，又可以使弹丸飞行时间减小，从而减少受外界环境（如横风、纵风）因素影响的时间和效果。如何使增大身管长度时，在提高威力和保持精度两方面保持平衡，始终是一个比较难解决的问题。在坦克炮、反坦克炮等对直瞄射击精度要求高的武器上，一般采取的方法是在身管外增加热护套、在炮口安装炮口基准系统。由于自然界的日照、横风、降水等因素的影响，火炮身管的受热情况和散热情况都是不均匀的，通常是受太阳照射的一面温度高，迎风面温度低，直接受到降水冲刷的一面温度低。身管在受热、散热不均匀的情况下，就会向温度低的一面弯曲，从而使平均弹着点偏移。采用热护套后，会降低外界因素对身管散热、受热情况的影响，使身管受热情况趋向一致，降低身管的弯曲。如美国M68式105毫米坦克炮所做的试验表明，采用热护套后，弹着点的散布只有不采用热护套时的39％。如何进一步提高精度？采用炮口基准系统是一个有效的办法。炮口基准系统一般由照射光源、炮口反光镜及其他机构组成。照射光源发出的光束，通过炮口反光镜的反射，进入瞄准镜视场中，这样，射手就可以随时在车内精确地观察到炮口的位置，从而对瞄准指标进行精确地校正，提高射击精度。最后，我们再来谈谈脱壳穿甲弹。大家都知道脱壳穿甲弹是当前对装甲目标射击的首选弹种，尤其是对复合装甲，效果很好。当前的脱壳穿甲弹都是尾翼稳定的次口径弹药。大家普遍认为，线膛炮发射的旋转稳定弹丸比滑膛炮发射的尾翼稳定弹丸散布小、精度高，那脱壳穿甲弹为什么还要反其道而行之？这主要是提高穿甲弹穿甲威力的要求。很多人都认为，穿甲弹的威力大小，主要评价指标是炮口动能。其实不然，真正评价穿甲威力的指标应该是弹丸单位横截面上的动能大小（比动能）。比如苏制44式100毫米被帽穿甲弹，弹丸质量88千克，初速887米/秒，炮口动能24MJ，比动能1MJ，2000米穿甲威力155毫米/90度；美M735A型105毫米脱壳穿甲弹，弹丸质量99千克，初速1473米/秒，炮口动能41MJ，比动能8MJ，2000米穿甲威力350毫米/90度。105穿甲弹比100穿甲弹的炮口动能低，但是比动能增大约4倍，穿甲威力提高1倍以上。所以，采用次口径弹丸，可以降低弹丸质量、提高初速、增大比动能，从而提高威力。要进一步提高穿甲威力，就要努力减小弹丸直径，提高长径比。但是，在提高长径比的问题上遇到了这样的问题。开始，各国也是用线膛炮发射旋转稳定的脱壳穿甲弹。但是旋转稳定弹丸的长径比不能大于5，否则将因为极转动惯量的减小，赤道转动惯量的增大，失去飞行稳定性。而尾翼稳定的弹丸，其飞行稳定性取决于空气动力合力的作用点（压心）和重心的相对位置，长径比可以做得很大。于是从上世纪60年代开始，各国相继采用了尾翼稳定的脱壳穿甲弹，保证了威力的不断提高。美M735A型105毫米脱壳穿甲弹，长径比已经达到12，目前，脱壳穿甲弹的长径比已经可以达到30。显然，脱壳穿甲弹的长径比与火炮身管长度与口径之比没有任何关系，也无法进行类比。火炮身管长度与口径之比影响的是初速，该值越大，初速越大；而穿甲弹的长径比影响的是穿甲威力。至于说什么身管长度与口径之比越大，身管磨损就越严重，理由并不充分。对线膛炮而言，真正磨损严重的是身管的两头，膛线起始部和炮口部分。真正对身管的磨损和烧蚀影响严重的是膛压的高低和火药燃烧的温度，而不是长度与口径之比。