火炮设计理论
分享
课程详情
课程评价
spContent=火炮设计理论是综合应用基础理论和专业理论的工程设计课程,主要内容包括火炮及其炮身、反后坐装置、自动机、炮架与底盘等主要零部件的设计理论与方法等。火炮设计理论是火炮工程研究的理论依据,是火炮科研人员必须掌握的基本理论。2006年被评为国家级精品课程,2015年通过国家级精品资源共享课验收。
—— 课程团队
课程概述

        火炮专业是南京理工大学的特色专业之一,自1953年哈军工成立时起,学校就设立了火炮专业,并设置了系列火炮设计理论课程,主要包括“炮身设计”、“火炮反后坐装置设计”、“火炮自动机设计”、“炮架与总体设计”等。一方面,根据培养通用人才的需要,进行教学改革,对专业课程进行整合,将火炮专业的专业课程,由原来的四门主干专业设计课程整合成“火炮设计理论”。同时为非火炮专业开设“火炮设计概论”。另一方面,在继承传统教育体系的基础上,拓宽专业内涵,不断更新教学内容,继续开设“炮身设计”、“火炮反后坐装置设计”、“火炮自动机设计”、“火炮系统分析与总体设计”等主干专业设计课程。

        火炮设计理论是武器系统与工程(火炮)专业的主要专业课,是一门综合应用基础理论和专业基础理论的工程设计课程。火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法,包括火炮设计理论的主要内容和发展,火炮系统分析与总体设计,以及火炮主要零部件(包括炮身、反后坐装置、自动机、炮架与底盘等)的设计理论和方法。火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及其设计理论。通过本课程学习,使学生掌握火炮设计基本理论和方法,为今后的工作打下专业基础。火炮设计理论,是火炮工程研究的理论依据,是火炮科研人员必须掌握的基本理论。

        “火炮设计理论”2006年被评为国家级精品课程,经过几年建设,2013年作为国家级精品资源共享课建设上线运行,2015年通过验收。

        课程特色:以树立工程思想、采用务实精神为指导,以应用系统工程方法解决实际设计问题能力的培养为主线,强调辩证认识通用性与特殊性,全面系统地讲授火炮设计基本理论和方法,构建完善的教学环节,具有工程性强、实用性强、专业性强的特点。

        课程的授课队伍由5位主讲教师、技术支持服务人员及2名助教组成,教学环节包括讲授、随堂测验、讨论、答疑互动、单元测验、单元作业和期末考试等。


授课目标

通过本课程的学习,使学生了解火炮设计理论及其发展,熟悉火炮设计的基本方法和思路,掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架与底盘等火炮主要零部件设计的基本理论和方法,提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识解决实际工程技术问题的能力。

课程大纲

序号

章标题

专题标题

时长

开课时间

主讲教师

1

1 绪论

1-1 火炮的基本概念

13分钟

第1周

张相炎

2

1-2 火炮设计理论概念

13分钟

3

2 火炮总体设计

2-1 火炮设计一般程序

17分钟

4

2-2 火炮战术技术指标体系

16分钟

5

2-3 火炮的威力

23分钟

6

2-4 火炮的战场生存能力

25分钟

7

2-5 火炮的可靠性

23分钟

8

2-6 火炮主要综合性能评价指标

13分钟

第2周

9

2-7 火炮系统分析概述

7分钟

10

2-8 火炮系统性能预测及其方法

32分钟

11

2-9 火炮系统性能评估及其方法

14分钟

12

2-10 火炮总体设计概述

33分钟

13

2-11 火炮总体方案设计

25分钟

14

3 炮身设计

3-1 炮身及其组成与分类

8分钟

第3周

袁人枢

15

3-2 身管设计压力曲线与内膛结构设计

10分钟

16

3-3 厚壁圆筒内的应力应变分布

5分钟

17

3-4 单筒身管的弹性强度极限

9分钟

18

3-5 单筒身管设计流程

6分钟

第4周

19

3-6 自紧原理与自紧方法

5分钟

20

3-7 自紧身管内应力分布与自紧曲线

18分钟

21

3-8 自紧身管设计流程

8分钟

22

4 反后坐装置设计

4-1 反后坐装置及其设计

7分钟

第5周

郑建国

23

4-2 反后坐装置典型结构

23分钟

24

4-3 炮膛合力计算

10分钟

25

4-4 自由后坐运动分析

15分钟

26

4-5 制退后坐运动分析

11分钟

27

4-6 后坐时全炮受力分析

13分钟

28

4-7 后坐制动图

9分钟

第6周

29

4-8 后坐设计与计算的数学模型

6分钟

30

4-9 复进机设计

19分钟

31

4-10 节制杆式制退机液压阻力方程

14分钟

32

4-11 节制杆式制退机结构设计

18分钟

33

4-12 炮口制退器设计

11分钟

34

5 自动机设计

5-1 火炮自动机及其组成

7分钟

第7周

刘宁

35

5-2 火炮自动机的工作原理

14分钟

36

5-3 闭锁机构及其设计

15分钟

37

5-4 开闩机构及其设计

15分钟

38

5-5 供弹机构及其设计

22分钟

39

5-6 浮动原理

14分钟

40

5-7 自动循环图

10分钟

第8周

41

5-8 简单自动机运动微分方程的建立

13分钟

42

5-9 自动机运动微分方程的推广

13分钟

43

5-10 传速比

11分钟

44

5-11 传动效率

9分钟

45

5-12 机构间撞击及其计算

17分钟

46

6 炮架与底盘设计

6-1 炮架及其组成

7分钟

第9周

孙全兆

47

6-2 架体结构设计

19分钟

48

6-3 架体强度计算

24分钟

49

6-4 平衡机及其设计

17分钟

50

6-5 瞄准机及其设计

15分钟

51

6-6 炮塔及其设计原则

9分钟

第10周

52

6-7 炮塔总体设计

5分钟

53

6-8 炮塔体设计

11分钟

54

6-9 火炮运行系统概述

6分钟

55

6-10 行军战斗变换器

7分钟

56

6-11 辅助推进装置

8分钟

57

6-12 火炮底盘系统概述

9分钟

第11周

张相炎

58

6-13 自行火炮底盘总体设计

13分钟

59

6-14 底盘动力系统及其选择

20分钟

60

6-15 底盘传动系统及其选择

24分钟

61

6-16 底盘悬挂装置及其选择

14分钟

62

6-17 轮式底盘行走装置及其选择

11分钟

63

6-18 履带式底盘行走装置及其选择

9分钟

期末考试

第12周

 

 


预备知识

        本课程可以零基础学习,既适用于高等院校火炮及兵器科学与技术相关专业学生对火炮设计理论的系统学习,也可以作为火炮科技领域人员的参考。先修“火炮概论”、“火炮构造”、“火炮弹道学”等课程将有助于深入理解和掌握本课程的知识内容。

证书要求

评分方案: 

        本课程学习中需完成单元测验、单元作业和期末考试,其中单元测验占20%、单元作业占20%、期末考试占60%。总成绩60分及以上者通过课程考核。

参考资料

张相炎, 郑建国, 袁人枢. 火炮设计理论[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2014.

伊玲益. 炮身设计[M]. 北京: 国防工业出版社, 1977.

高树滋, 陈运生, 张月林等. 火炮反后坐装置设计[M]. 北京: 兵器工业出版社, 1995.

张相炎. 火炮自动机设计[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2015.

孙远孝,潘学文. 炮架及总体设计[M]. 北京: 兵器工业出版社, 1995.

华恭,伊玲益. 炮架设计[M]. 北京: 国防工业出版社, 1982.

张培林, 何忠波, 白鸿柏等. 自行火炮推进系统[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2012.

谈乐斌, 张相炎, 潘孝斌等. 火炮概论[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2014.

钱林方. 火炮弹道学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2009.