一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机及使用方法，涉及火炮制退和阻尼力领域，制退机筒内设置有内腔；所述内腔内设置有所述带变截面杆活塞A、带变截面孔活塞B和剪切增稠液腔室Ⅰ；所述内腔两端分别开设有第一流液孔和第二流液孔；所述带变截面杆活塞A包括活塞部分和制退杆；所述制退杆延伸出内腔和制退机筒；在制退杆带动下，活塞部分与带变截面孔活塞B配合挤压剪切增稠液腔室Ⅰ内的剪切增稠液体，剪切增稠液体从第二流液孔流出。本发明专利技术克服了零部件容易被能量巨大的制退液冲击带来的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机及使用方法
本专利技术涉及火炮制退和阻尼力领域，涉及一种基于剪切增稠的复合材料用于抵抗火炮后座力的一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机及使用方法。
技术介绍
对于传统制退机技术，制退装置的形式相对单一，特别是遇到不同的冲击荷载时，制退装置的损耗是非常大的，这在一定程度上大大降低了制退装置的使用寿命。剪切增稠流体(STF)是一类功能流体，其流变特性可由剪切速率或速度控制。当施加的剪切速率或剪切应力超过一临界值时，STF会发生剪切增稠，特别地，其粘度迅速增长，甚至会发生从连续性的剪切增稠(CST)到非连续性的剪切增稠(DST)甚至剪切堵塞(SJ)的转变。由于具有这种特殊的剪切增稠性质，STF在减震隔振和人体防护等领域有着很大的应用潜力。制退机是火炮的重要组成部分，功能主要是对火炮射击时火药气体产生的后坐力起缓冲作用，以保证火炮的射击稳定性提高射击精度。主要类型包括：转阀型、沟槽型、节制杆型和多孔衬筒型。现代火炮上普遍应用的是节制杆型制退机，它的特点是不仅结构简单而且该型制退机的缓冲性能比较容易控制。目前，制退机的故障主要体现在制退机液量偏少、制退杆活塞套和节制环磨损等，以上这些问题都与制退机内部流体与结构相互作用有关。目前国内的专利中，很少把STF复合材料运用到火炮制退装置中。中国专利申请号201910862652.9公开的“基于恒力控制原理的反后坐机构”可以实现不同冲击下可以保持恒力来抵抗冲击的目的，减少冲击力对后座的损害。但是结构整体比较复杂，不容易安装，操作不便。中国专利申请号201920999944.2公开的“固定制退机和复进机”具有提高火炮射击精度，消除炮架扭转的问题，但是制退机本身结构没有改变，容易受到制退液磨损而破坏。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提出了一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，克服了原本制退机制退机活塞因受到巨大冲击而容易磨损的缺点。与现有制退机相比，本专利技术制退筒内填充STF材料具有剪切增稠效应，具有较强的抗冲耗能减振的效果；带变截面杆活塞、带变截面孔活塞和变截面流液通道的存在可以有效的抵抗后坐力带来的冲击荷载，使得火炮发射时所产生的后坐力转化为更高的动能从而抵消后坐力。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，包括带变截面杆活塞A、带变截面孔活塞B、内腔和制退机筒；所述制退机筒内设置有内腔；所述内腔内设置有所述带变截面杆活塞A、带变截面孔活塞B和剪切增稠液腔室Ⅰ；所述内腔两端分别开设有第一流液孔和第二流液孔；所述带变截面杆活塞A包括活塞部分和制退杆；所述制退杆延伸出内腔和制退机筒；在制退杆带动下，活塞部分与带变截面孔活塞B配合挤压剪切增稠液腔室Ⅰ内的剪切增稠液体，剪切增稠液体从第二流液孔流出。进一步的，所述活塞部分包括圆柱形底座和设置在圆柱形底座上的数个变截面圆柱形；所述带变截面孔活塞B为开设有与变截面圆柱形配合的变截面孔。进一步的，所述制退机筒内还设置有流道通道筒，且流道通道筒设置在内腔内；当制退杆带动活塞部分与带变截面孔活塞B完成配合后，制退杆会带动内腔，使得内腔带动流道通道筒运动，从而挤压制退机筒内的补偿腔。进一步的，所述补偿腔内充有氮气。进一步的，所述制退机筒内设置有滑道，流道通道筒可沿滑道滑动。进一步的，所述内腔和流道通道筒有变截面流液通道。进一步的，所述制退机筒两端通过活塞筒盖密封，活塞筒盖通过紧固螺栓连接到制退机筒上。进一步的，所述带变截面杆活塞A与内腔之间有剪切增稠液腔室Ⅱ。基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机的使用方法，当火炮发射时，制退杆受到的冲击力时会向右移动，带动带变截面杆活塞A向右移动，此时剪切增稠液腔室Ⅰ内的剪切增稠液体在带变截面杆活塞A和带变截面孔活塞B的挤压下受到剪切力和剪切速度，剪切增稠液体会发生剪切增稠，粘度迅速增长，可以消减火炮后座一定的冲击力；当变截面杆活塞A和带变截面孔活塞B完全配合后，制退杆带动内腔挤压推动流道通道筒，流道通道筒挤压补偿腔内的氮气从而进一步的消减火炮后座的冲击力。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术制退筒内填充STF材料，具有受剪而增稠的特性，通过变截面的外循环通道，阻力变大，使得剪切增稠液减弱对零部件冲击损害，可以起到抗冲耗能减振和阻尼耗能减振的作用。2.本专利技术将原有的单个活塞变成两个变截面的活塞相互挤压，可以更大程度的抵抗后坐力到来的冲击，变截面带杆活塞和变截面带孔活塞增加了与液体作用的面积，削减了冲击力对筒壁的损伤。3.本专利技术利用外循环通道，增长了液体流动的路径，增加了制退机的摩擦阻力，有效的抵抗了火炮产生的后坐力，也有效的防止液体流速过快冲击零件对零件造成损伤。4.本专利技术增加了气体补偿装置，在出现制退力抵抗不了后退阻力时，补偿装置即补偿腔和内部的氮气会起到作用，补偿装置内的可压缩气体可以抵抗一部分后坐力，使得结构更加的稳固。5.本专利技术克服了零部件容易被能量巨大的制退液冲击带来的损伤。本专利技术在制退筒内填充具有剪切增稠效应的STF材料，具有比原本制退液更强的高耗能减振抗冲击的效果。一方面，在火炮发射时，会产生巨大的后坐力时，火炮内带杆变截面带杆活塞和带变截面孔的活塞可以抵抗冲击荷载；另一方面，增加了液体流动路径的长度和受到液体冲击活塞面积，远远削弱了剪切增稠液对制退机中部件的冲击损伤。6.本专利技术结构连接紧密，整体性很强，不会出现零件松动，脱落现象。附图说明图1为根据本专利技术实施例的火炮制退机整体的示意图；图2本专利技术图1涉及到的带变截面杆活塞A示意图；图3为本专利技术图2涉及到的带变截面孔塞B示意图。附图标记：1-第一流液孔；2-带变截面杆活塞A；2-1-活塞部分；2-11-圆柱形底座；2-12-变截面圆柱形；3-变截面流液通道；4-剪切增稠液腔室Ⅰ；5-带变截面孔活塞B；5-1-变截面孔；6-补偿腔；7-制退杆；8-第二流液孔；9-制退机外筒；10-流液通道筒；11-内腔；12-活塞筒盖；13-密封装置；14-制退杆与带变截面孔活塞B之间缝隙；15-紧固螺栓；16-剪切增稠液腔室Ⅱ。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，其特征在于，包括带变截面杆活塞A(2)、带变截面孔活塞B(5)、内腔(11)和制退机筒(9)；所述制退机筒(9)内设置有内腔(11)；所述内腔(11)内设置有所述带变截面杆活塞A(2)、带变截面孔活塞B(5)和剪切增稠液腔室Ⅰ(4)；所述内腔(11)两端分别开设有第一流液孔(1)和第二流液孔(8)；所述带变截面杆活塞A(2)包括活塞部分(2-1)和制退杆(7)；所述制退杆(7)延伸出内腔(11)和制退机筒(9)；在制退杆(7)带动下，活塞部分与带变截面孔活塞B(5)配合挤压剪切增稠液腔室Ⅰ(4)内的剪切增稠液体，剪切增稠液体从第二流液孔(8)流出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，其特征在于，包括带变截面杆活塞A(2)、带变截面孔活塞B(5)、内腔(11)和制退机筒(9)；所述制退机筒(9)内设置有内腔(11)；所述内腔(11)内设置有所述带变截面杆活塞A(2)、带变截面孔活塞B(5)和剪切增稠液腔室Ⅰ(4)；所述内腔(11)两端分别开设有第一流液孔(1)和第二流液孔(8)；所述带变截面杆活塞A(2)包括活塞部分(2-1)和制退杆(7)；所述制退杆(7)延伸出内腔(11)和制退机筒(9)；在制退杆(7)带动下，活塞部分与带变截面孔活塞B(5)配合挤压剪切增稠液腔室Ⅰ(4)内的剪切增稠液体，剪切增稠液体从第二流液孔(8)流出。


2.根据权利要求1所述的基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，其特征在于，所述活塞部分(2-1)包括圆柱形底座(2-11)和设置在圆柱形底座(2-11)上的数个变截面圆柱形(2-12)；所述带变截面孔活塞B(5)为开设有与变截面圆柱形(2-12)配合的变截面孔(5-1)。


3.根据权利要求2所述的基于STF的外循环变截面活塞火炮制退机，其特征在于，所述制退机筒(9)内还设置有流道通道筒(10)，且流道通道筒(10)设置在内腔(11)内；当制退杆(7)带动活塞部分(2-1)与带变截面孔活塞B(5)完成配合后，制退杆(7)会带动内腔(11)，使得内腔(11)带动流道通道筒(10)运动，从而挤压制退机筒(9)内的补偿腔(6)。


4.根据权利要求3所述的基于STF的外循环变截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：于国军，郭世购，吴卫国，于雪茹，周杰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32