连续射击过程中加速运动弹丸激励下身管横向振动特性研究

周奇郑， 赵 洋， 王德石

(海军工程大学 兵器工程系，武汉 430033)

火炮振动对射击精度有重要影响，炮口振动一直是研究者关心的主要问题。炮口运动状态影响了弹丸出口的初始状态，决定了弹丸的外弹道特性。连续射击过程中，弹丸激励身管振动的累积导致了炮口振动幅度的增加，使弹着点的散布增大，致使火炮射击精度降低。因此，研究连续射击过程中，弹丸加速运动对身管振动特性的影响规律，对确定火炮的射速、提高射击精度具有重要的理论与实际意义。

火炮的振动在实际射击过程中是不可避免的，其对射击精度的影响最终是由炮口振动反映出来的。发射过程中身管的受力情况十分复杂，通常仅考虑膛内压力、身管和弹丸的重力，但实际上还应包含身管及弹丸的各类惯性力、布尔登载荷、膛内旋转摩擦力矩、身管配套装置的作用力等[1]。由于身管尺寸大，刚度小，加之承受高膛压及高速运动弹丸的冲击作用，其振动有其特殊性，故许多学者把火炮振动研究的重点集中在身管的振动上。理论上，身管的振动可归结为悬臂梁的振动，弹丸可简化为移动质量，即身管振动可转化为移动质量作用下悬臂梁的振动。张永昌等[2]在等截面Bernoulli-Euler梁理论的基础上，考虑射击过程中身管的剪切变形、弹丸惯性力矩等作用，建立了火炮身管横向振动的二阶偏微分方程。利用此方程可确定内膛弯曲度、身管热变形、弹丸偏心率、内弹道诸元和身管结构等对射弹散布的影响。……