一种新型海军礼炮

2013-07-03王琳琳彭松江

兵器装备工程学报 2013年6期

何行，王琳琳，彭松江

(中国船舶重工集团公司第713 研究所，郑州 450015)

海军礼炮装备于二级以上水面舰艇和军港码头礼炮分队。根据海军舰艇礼仪中礼炮鸣放要求发射礼炮弹，表示欢迎、致敬、答谢之意［1］。原我国海军礼炮是由45 mm 内膛炮改装设计的，采用方框式炮架，射角固定，我国海军现有礼炮口径较小，结构简易不能作为制式礼炮装备，主要存在音响、音质效果欠佳、外观不够雄壮威武、模块化程度差、适装性不好、无后继保障弹药的突出问题，与海军的国际地位不相适应。由于口径较小，只是简易的发射装置，未形成制式装备，由于结构的改变使得压力过小，火药燃烧速度低，燃烧不充分，存在放炮时声音尖锐，有些刺耳，不稳定，还有浓烟和大量的碎屑(火药燃烧不充分)的缺点，不能满足海军礼炮的使用要求。我国现有武警礼炮虽技术比较成熟，但是结构相对复杂，而且为牵引式炮架，不适合在水面舰艇上使用;而且采用电子击发，需要有配备专门的控制机构及专用电源、电缆，比较复杂，不便于在舰上使用。所以需要研制一种新型海军礼炮。

1 系统组成及功能

海军礼炮主要由炮身、炮尾、托架、三角支架、防盾、高低机、模拟反后座装置等，如图1 所示。

其中炮身是由药室、高低齿弧、耳轴、摇架、身管、炮口装置组成，如图2 所示。药室内膛结构与礼炮弹药相同的内膛结构，身管和药室采用断隔螺纹连接，炮身通过马牙榫和炮尾连接。炮身是由药室、高低齿弧、耳轴、摇架、身管、炮口装置组成，药室内膛结构与礼炮弹药相同的内膛结构，为了产生规定的声响效果，在药室和身管连接处采用了喇叭口的结构形式，以减小声波损失。

图1 海军礼炮总体结构示意图

图2 炮身结构示意图

炮尾由炮尾本体、击发机构、关闩机构、炮闩、开闩手柄组成，如图3 所示。炮尾本体用来安装楔形炮闩并用于连接炮身，射击时完成关闩闭锁、击发、后坐、开闩、抽壳等动作。炮尾上装有闩体限位块，在关闩到位时，对闩体进行限位，在炮尾本体的内表面的前部具有两个马牙榫，用来固定炮身，用身管卡锁锁定;炮尾本体侧壁的水平孔中安装有弹簧击发机构，当扳动击发手柄时，击发凸轮挤压弹簧击发杆，将击发动作传递到炮闩上，炮闩内部的击发机构解脱弹簧，完成击发动作。关闩机构通过弹簧储能机构，开闩时通过开闩手柄使开闩曲臂转动带动炮闩向下运动开闩并压缩簧储能，同时压缩击针弹簧储能;开闩到位时，炮闩被抽筒子挂住保持在开闩状态;在炮弹装填时弹体在炮尾本体和炮闩的导向槽内向前滑动，弹底缘撞击抽筒子，抽筒子向前转动解脱炮闩，同时弹簧释放能量，自动关闭炮闩，闭锁炮膛。

图3 炮尾结构示意图

托架用于支撑整个发射系统，主要由耳轴座、托架本体、外筒、方位插销、超越离合器安装孔、防盾安装孔等组成，见图4 所示。实现不同的方位和高低射角变化。通过耳轴座将摇架上的耳轴将炮身安装在托架上，并连接炮尾;安装在摇架上的高低齿弧和安装在托架上的小齿轮啮合，用于将发射系统固定在不同的高低射角。

图4 托架结构示意图

支架用于支撑整个礼炮，为三角架结构，可以快速拆卸和折叠。由支腿、快拆销、内筒、底座盘、连接盘、支撑轴等组成，见图5 所示。内筒用于连接托架，底座盘承受礼炮发射时的后坐力，并靠自身重量使礼炮保持平衡，实现射击稳定;连杆套在支撑轴上滑动，将支腿保持在撑开或者收回位置。

图5 支架结构示意图

防盾用于对操作手提供防护和对礼炮的装饰作用。外部装海军礼徽1 枚;防盾是由左右两个防盾本体组成，左右防盾通过合页连接，可以折叠展开，装箱时减小占用空间。防盾通过两个支撑臂固定在托架上。

模拟反后坐装置是为了总体造型的美观需要，由两个钢筒即复进机筒、驻退机筒、前后套箍组成，分别在摇架和身管上进行固定。

高低机安装在托架上，由高低手轮、小齿轮、超越离合器等组成，高低齿弧固定在炮身部分的摇架上。小齿轮、高低手轮分别固定在双向超越离合器的输出轴和输入轴上。离合器固定在托架的离合器座上。转动高低手轮，带动小齿轮转动，小齿轮通过高低齿弧带动俯仰部分高低运动，并通过超越离合器将俯仰部分锁定在指定高低射角。

2 工作原理

工作时，操作手利用操作开闩手柄进行人工开闩，开闩到位后，炮闩被抽筒子挂住保持在开闩状态，操作手人工将弹药送入膛内，输弹到位时，药筒底缘作用于抽筒子，抽筒子解脱，炮闩在关闩机构作用下向上运动，关闩。操作手操作击发手柄，释放击针，击发底火后引爆点火药，首先点燃辅助装药，伴有大量正在燃烧着的药粒的高温火药气体冲破硝基软片进入高压室，点燃主装药。装药在容积相对较小的高压室内具有一定的装填密度，经点火后可保持燃烧稳定，产生大量高温、高压气体。当高压室内达到一定压力后，火药气体沿挡药板的多个小孔同时冲破高压室膜片，进入低压室。少量随火药气体喷出的残余药粒在低压室内继续燃烧。随着火药气体量的增加，低压室内压力很快升高。当达到一定压力后，沿预制槽冲破低压室膜片，大量火药气体流入炮膛，沿炮管高速向前运动，并在炮管内形成平面激波。在激波和紧随其后的高温、高压火药气体喷出炮口的过程中，发出强烈的激波声和湍流声［2］，此即礼炮系统所需声响。发射后操作手人工开闩，将发射药筒排出。

3 系统特点

采用了组合式结构设计，单个部件重量轻，装配快捷，固定稳固，并靠自身的重心设计和炮架配重，保证射击稳定性;采用三角支架可折叠形式的炮架，可实现立姿操作，提高了舰员的使用方便性，并能有效节省存储空间;采用超越离合器式高低机，简化结构，自锁可靠，降低成本;采用机械击发机构，提高射击可靠性;全炮结构紧凑，美观大方，庄重威严;便于在舰艇上组合、拆装，在甲板上射击稳定，具有操作简单、发射安全、机动灵活、拆散装箱后占用空间小的特点。

4 试验及应用情况

1)试验情况。样机研制成功后，对海军礼炮进行了试验验证，试验历时3 个多月共射击弹药183 发，试验表明，海军礼炮的基本工作原理可行，机构动作的可靠，射击稳定性好，声响效果达到使用要求。具体指标如下:单个部件重量不超过70 kg，全炮分解组装时间小于30 min，炮前炮后100 m 处声压级达到120 dB(A)，炮手处声压级小于130 dB(A)。

2)应用情况。2009 年4 月18-20 日，在多国海军行动中，承担了迎接外舰时礼炮鸣放任务，先后迎接了14 个国家的海军舰艇，演习使用72 发，鸣放礼炮7 次，共计147 发。顺利完成了任务。海军礼炮共迎接了14 个国家的军舰，状态良好，圆满完成任务，受到了海军首长的表扬。后续多门海军礼炮装备部队，完成随舰出访任务。