武器发射工程教学大纲-火炮反后坐装置设计

《火炮反后坐装置设计》课程教学探索
刘树华
【期刊名称】《中北大学学报（社会科学版）》
【年(卷),期】2002(000)002
【摘要】<火炮反后坐装置设计>是火炮及自动武器专业的一门主要专业课;它不仅研究制退机和复进机的结构设计,而且研究其工作参数与全炮受力的关系,旨在解决火炮及自动武器威力与机动性的矛盾.研究了该课程的教学内容改革和多媒体教学问题,阐述了该课程教学内容应体现本领域的新原理、新结构、新技术,应与相关学科和技术的发展相适应,提出了对于本课程应用多媒体教学手段将明显提高教学效率和教学效果.
【总页数】2页(P42-43)
【作者】刘树华
【作者单位】华北工学院,机械电子工程系,山西,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TJ30-4
【相关文献】
1.火炮身管-反后坐装置集成优化设计方法研究 [J], 洪亚军;曹岩枫;尹强;徐诚
2.火炮反后坐装置结构参数化设计研究 [J], 朱铭君;刘树华;曹广群
3.基于Simulink的软后坐火炮反后坐装置的仿真分析 [J], 秦凯
4.某火炮反后坐装置区间不确定参数辨识 [J], 鲍丹;赵抢抢;侯保林
5.基于虚拟样机技术的火炮反后坐装置设计评价研究 [J], 贾长治;胡仁喜;杜秀菊;陶辰立
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《火炮架体及火炮总体设计》课程教学大纲课程代码：110442053课程英文名称：Gun rack and gun design课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：武器发射工程大纲编写（修订）时间：2017年5月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是武器发射工程专业的选修专业课。

内容涉及理论力学、有限元分析等多方面的知识。

对用于生产的各类炮架进行结构、强度等分析，使学生熟练掌握炮架设计的全过程，对将来从事生产技术工作具有重要意义。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求掌握火炮炮架的结构、受力等基本知识和方法，熟悉炮架设计的过程和流程，具备利用所学知识实际设计架体的初步能力。

（三）实施说明１.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。

２.教学手段：在教学中采用电子教案等教学手段，以确保在有限的学时内高质量地完成课程教学任务。

讲课联系实际并注重培养学生的创新能力。

（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。

本课程的先修课程主要有理论力学、材料力学、有限元法、武器系统导论和武器制造工艺学等课程。

（五）对习题课、实践环节的要求通过习题课对重点知识进行强化和复习，培养学生消化和巩固所学知识，加深对炮架总体设计的理解。

（六）课程考核方式1.考核方式：考查2.考核目标：在考核学生对炮架设计基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的结构设计能力、受力分析能力和强度计算能力。

3.成绩构成：最终理论考试、平时考核（包括作业、小测验、提问以及出勤等）的总和。

其中期末笔试成绩占80%，平时考核成绩占20%。

（七）参考书目《炮架及火炮总体设计》，中北大学编，内部讲义《火炮设计理论》，张相炎等编，北京理工大学出版社，2005《炮架设计》，伊玲益，国防工业出版社，1982二、中文摘要本课程是武器系统与发射工程专业的选修专业课。

《火炮反后坐装置设计》课程教学大纲课程代码：110442004课程英文名称: The design for recoil mechanism课程总学时：40 讲课：38 实验:2 上机：0适用专业：武器发射工程大纲编写（修订时间）：2017年5月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标火炮反后坐装置是武器发射工程本科的专业选修课，火炮是人类武器发展历史上出现最早的热兵器，今天在各种高新技术装备中仍然是个军兵种的主要火力手段，火炮设计者坚持不懈地为提高它的威力、机动性、反应能力、生存能力、可靠性而努力。

反后坐装置就是人们为解决火炮威力和机动性的矛盾而发展衍生出来的。

因此，火炮反后坐装置的设计在武器系统与发射工程专业的学习中具有非常重要的意义。

通过本课程的学习使学生掌握火炮反后坐装置的基本构成、基本原理、各机构的受力分析和运动过程，从而指导其进行反后坐装置的结构设计，为今后其它火炮专业课程的学习和从事该专业的工作打下良好基础。

(二）知识、能力及技能方面的基本要求在知识上，要求学生掌握火炮反后坐装置的基本结构、工作原理以及设计过程中的要点问题。

在能力上，要求学生掌握其任务、环境、功能、结构和性能指标，机构各部件在各种后坐受力环境下的运动原理，各动力学参量的分析和计算。

技能上要求学生能根据实际情况，独立完成反后坐装置的设计及初步验算。

（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路进行讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。

讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：多媒体教学，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求高等数学、理论力学、材料力学、有限元及其应用、火炮概论，枪炮内弹道等。

（五）对习题课、实践环节的要求1．习题主要在于巩固所学的基本理论，培养学生运用理论解决实际问题的能力，因此课外习题不应少于15道题。

大口径火炮反后坐装置多目标优化设计研究的开题报告一、研究背景及意义现代大口径火炮已广泛应用于陆军、海军与空军领域，其作为重要的战斗装备，其效能与性能的优劣直接关系到军队战斗训练的成败，然而火炮的反后坐力问题却是一直以来制约其性能提升的主要瓶颈之一。

在火炮射击时，火炮的后坐力会导致火炮的弹丸发射精度与连续射击能力下降，同时也会对火炮本身的稳定性造成损坏，甚至威胁到操作人员的安全。

因此，如何降低火炮的反后坐力，提高火炮的稳定性和精度，成为了当前具有实际意义的问题。

二、研究内容及技术路线本课题研究的对象是大口径火炮的反后坐装置多目标优化设计，主要内容包括对火炮反后坐装置设计的优化与改进，通过对火炮射击时的动态力学模拟分析，确定合理的反作用力控制方案，从而降低火炮的反后坐力，提高火炮的稳定性和精度。

具体的技术路线如下：1. 收集大口径火炮反后坐装置的相关实验数据和文献信息，对其结构和原理进行分析，并进行反作用力分析。

2. 基于SolidWorks和ANSYS软件平台，建立大口径火炮反后坐装置三维模型，并进行有限元分析，探究反后坐装置的结构设计对火炮反作用力的影响。

3. 分析火炮在射击过程中的动态特性，建立反作用力控制系统的数学模型，利用控制理论技术，设计并优化反作用力控制算法。

4. 通过算法验证模拟和实验，验证算法和模型的有效性和可靠性，为下一步火炮反后坐装置的应用提供科学依据。

三、研究预期成果通过对大口径火炮反后坐装置多目标优化设计的研究，预期能够取得以下成果：1. 提出一种新的大口径火炮反后坐装置的优化和改进方法，实现火炮反作用力的稳定和控制，降低反后坐力，提高火炮的精度和稳定性。

2. 建立大口径火炮反作用力控制的数学模型和算法，并通过验证模拟和实验，科学证明算法和模型的有效性和可靠性。

3. 科学的指导火炮反后坐装置的应用，提高火炮的实用性和应用价值。

四、研究难点及解决方案1. 如何优化大口径火炮反后坐装置的结构设计，降低反后坐力。

《综合课程设计B1》教学大纲课程编码：110451003 学时/学分：2周/4学分一、大纲说明（一）适用专业:武器发射工程（二）课程设计性质:必修（三）主要先修课程和后续课程1、先修课程：计算机辅助设计，工程设计软件，有限元法及其应用2、后续课程：气体动力学，火炮设计理论，炮架及火炮总体设计（四）适用教学计划版本：2017二、课程设计目的及基本要求1、课程设计的目的本课程设计是在学生完成了计算机程序设计、计算机辅助设计、工程设计软件，有限元法等课程学习之后的一个实践环节。

其目的是通过对火炮身管的结构分析和设计，使学生进一步掌握火炮身管的绘制方法和强度计算，并将其应用到实际工程问题中，以培养和提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

2、基本要求1）掌握计算机辅助设计和有限元法等课程理论知识、设计方法和计算步骤。

2）熟悉计算机辅助设计和有限元法等课程所学的基本理论所面临的实际工程问题。

3）能够对所指定的设计题目进行合理的分析，利用计算机软件完成有限元强度计算。

4）完成课程设计报告。

三、课程设计内容及安排1. 课程设计内容每人一个题目。

设计要求：1）用AutoCAD绘制出加农炮身管图并标注尺寸2）用AutoCAD绘制单元网格图3）标注单元参数节点号4）分析单元载荷和约束5）按要求编写有限元计算数据文件6）撰写说明书7）通过答辩完成形式：设计任务书一份，设计说明书一份。

2.课程设计安排本课程设计学时为2周。

第1周：布置设计任务，讲解设计方法，准备资料，绘制产品图、标注尺寸；分析设计任务和相关资料，确定设计方案。

第2周：划分单元网格、添加边界约束条件、编写数据、撰写说明书，参加答辩。

四、指导方式根据课设指导书提出设计要求，通过随时答疑的方式及时解决学生做课程设计过程中遇到的问题。

五、课程设计考核方法及成绩评定1.考核方式：考查。

2.考试方法：课程设计报告，答辩。

3.课程总成绩：最终答辩、平时考核（包括出勤、态度、提问、独立工作能力等）成绩的总和。

武器发射工程教学大纲武器发射工程教学大纲在现代科技的快速发展下，武器发射工程作为一门重要的学科，扮演着保卫国家安全和维护世界和平的重要角色。

为了培养具备专业知识和技能的工程师，制定一份全面而系统的武器发射工程教学大纲至关重要。

本文将从理论与实践相结合、课程设置、教学方法和评估方式等方面探讨武器发射工程教学大纲的设计。

一、理论与实践相结合武器发射工程作为一门技术性很强的学科，理论与实践相结合是教学大纲设计的核心原则。

学生应该通过理论课程的学习，了解武器发射原理、设计和优化等相关知识。

同时，实践课程的设置也是必不可少的，学生需要亲自操作和实践，掌握武器发射系统的组装、调试和测试等技能。

通过理论与实践的结合，学生将能够全面理解和掌握武器发射工程的基本原理和技术。

二、课程设置针对武器发射工程的学科特点，教学大纲应包含以下几个主要课程：1. 武器发射原理与设计：介绍武器发射系统的基本原理，包括动力学、热力学和流体力学等相关知识。

重点讲解武器发射系统的设计原则和方法，培养学生的设计能力和创新思维。

2. 弹道学：讲解弹道学的基本概念和理论，包括弹道轨迹、弹道稳定性和弹道修正等内容。

通过实例分析和计算，培养学生的弹道分析和计算能力。

3. 发射系统工程：介绍武器发射系统的组成和功能，包括发射装置、引信和控制系统等。

重点讲解发射系统的设计、测试和改进方法，培养学生的工程实践能力。

4. 仿真与优化：介绍武器发射系统的仿真和优化方法，包括数值模拟、优化算法和参数优化等。

通过实践项目，培养学生的仿真和优化能力。

5. 安全与环保：讲解武器发射过程中的安全和环保问题，包括爆炸安全、废弃物处理和环境保护等。

培养学生的安全意识和环保意识，提高武器发射工程的可持续发展能力。

三、教学方法为了提高教学效果，教学大纲应明确采用多种教学方法，包括理论讲解、实验演示、案例分析和项目实践等。

理论讲解是基础，通过讲解基本概念和原理，帮助学生建立知识框架。

反后坐装置反后坐装置：在炮身与炮架之间安装的，用来耗散和储存火炮射击时的后座能量并使炮身复位的结构部件。

作用：1减小火炮架体在射击时的受力（①减小炮架质量，提高火炮机动性，②稳定性提高，有利于提高射击精度，③火炮质量不变的情况下，可使火炮口径增大或跑口动能增加，提高火炮威力）2把射击时的全炮后坐运动变为可控的炮身后坐运动（①火炮重复射击时的操作简化，有利于提高射速，②炮身后坐运动为自动装填提供动力，③控制炮身的后坐运动可获得要求的后坐参数或结构参数）后坐微分方程m h d2x/dt2=F pt-F R其中F R=FΦh+F f+F+F T-m h g sinφ火药燃气作用过程分为：1启动期(特点:1膛压低2后坐运动距离短3后坐速度低），2弹丸在堂内运动时期（炮膛合力计算：F pt=F t-F zm-F dx)，3火药气体后效时期（炮膛合力计算F pt=F g*e?（-t/b),有炮口制退器F pt=χF g e?(-t/b) )火炮的稳定性：是指火炮射击时不跳离地面的特性。

火炮的静止性：是指火炮在射击时沿水平方向不移动的特性，后坐静止条件F Rmax≤[F T] (驻锄所能提供的最大水平反力）后坐稳定条件F NA=(m z g L xφ-F pt L e-F R h)/L D≥0 后坐稳定力矩：m z g L xφ；翻转力矩：FptLe+FRh后坐稳定极限角φj：射角φ减小到一定程度时，火炮处于稳定与不稳定之间的临界状态，此时的状态称为后坐稳定极限状态，此时的射角为φj提高火炮射击稳定性途径：1减小动力偶距F pt L e,2减小后坐阻力F R (增大后座长度lλ, 增大后坐部分质量m h，采用双重后坐系统，采用炮口制退器，采用前冲后坐系统，采用膨胀波火炮发射技术）3减小力臂h从动量表达式看:反后做装置是一个缓冲器，它将一个幅值很大，作用时间短变化剧烈的炮膛合力F pt转化为一个幅值较小，作用时间长变化较平缓的后坐阻力F R，传递到炮架上从动能表达式看：反后坐装置是一个能量变换器，将幅值很大，变化剧烈的炮膛合力Fpt在短距离上做的功转化为一个幅值较小，变化较平缓的后坐阻力FR在较长距离上做的功火药气体作用系数β的物理意义：火药气体平均速度与弹丸初速之比。

《火炮设计理论》课程教学大纲课程代码：110441002课程英文名称：Artillery design Theory适用专业：武器发射工程课程总学时：48 讲课：42 实验：6 上机：0大纲编写（修订）时间：2017年5月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是武器发射工程专业的必修专业课，是本专业的学位课程。

内容涉及火炮结构设计的基本理论和设计准则。

重点介绍火炮炮身的基本知识和炮身种类构造特点及设计理论。

通过本课程的学习，使学生能够理解火炮的基本构成和作用特点，具有能够进行火炮炮身分析和设计的能力。

为培养学生将来从事火炮设计与生产工作奠定基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求重点掌握火炮系统的组成。

掌握火炮身管的设计理论。

了解火炮的各个组成部分的特性和相互作用的关系。

使学生具有分析和火炮总体结构的能力，具有设计火炮身管的能力。

（三）实施说明本教学大纲是依据本科生武器发射工程专业的2017版教学计划而编写。

在教学中应采用先进的、直观的教学手段——多媒体教学，以使学生很容易理解教学内容。

（四）对先修课的要求枪炮内弹道学等相关课程（五）对习题课、实验环节的要求重点章设有1-2道习题，以巩固所学内容。

（六）课程考核方式1．考核方式：考试。

2．考试方法：笔试，闭卷。

3．课程总成绩：期末考试成绩、实验成绩，平时考核（包括中期考试、作业、小测验、提问以及出勤等）、上机环节考核成绩的总和。

其中期末笔试成绩占70%，平时考核占20%。

实验占10%.（七）参考书目《炮身设计》，中北大学翻印《火炮设计理论》，张相炎等，北京理工大学出版社，2005二、中文摘要本门课程是武器发射工程专业的基础必修课，它包含了火炮设计的基本理论。

重点在于火炮身管的基本理论、类型及结构特征。

通过本门课程的学习，学生能理解火炮身管的基本理论、类型及结构特征，从而提高学生设计火炮的能力。

三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第1部分火炮系统的概念及构成总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0具体内容：1）火炮概述;2）火炮的战术技术指标;3）火炮总体设计任务与内容。