温度对火炮后坐装置工作性能影响十分复杂,基于某型火炮的内弹道和反后坐装置后坐反面问题模型,采用数值仿 真方法,系统分析了装药温度、驻退机温度、复进机温度单个变化和同时变化对火炮后坐阻力和后坐长度的影响.研究表明： 装药温度和驻退机温度变化对火炮后坐阻力和后坐长度影响较大;火炮首发射击和连续射击时,后坐阻力峰值和后坐长度 与温度之间并不是单调的增减关系;火炮连续射击可以达到更为苛刻的极限射击条件.

自紧身管是高膛压火炮普遍采用的身管,目前多采用液压和机械自紧方法。自紧弹自紧是一种较新的自紧方法,具有很高的效率,但是只能实现局部自紧。文中采用数值仿真方法,分析了某型火炮自紧弹自紧身管的相关问题,包括身管使用中要承受的最大压强、单筒身管和全长全塑身管的强度、自紧弹自紧身管的强度以及永久胀大比等。研究表明：单筒身管强度不能满足要求,自紧弹自紧后,身管膛底部分强度得到提高,身管各截面安全系数均大于1.2,自紧区域自紧度不超过0.45,膛线起始部永久胀大比不超过0.01%,自紧弹自紧身管能够满足强度要求。

为考察不同强度理论下自紧身管强度的差异,对基于第三强度理论、第四强度理论开端、第四强度理论闭端自紧身管加工时、加工后和射击时身管截面应力分布进行了数值仿真,并计算了不同强度理论下某型火炮局部自紧身管的强度。研究标明:不同强度理论下自紧身管截面上应力分布曲线相似;在自紧度相同情况下,基于第三强度理论、第四强度理论开端、第四强度理论闭端的自紧身管强度依次变大。

单筒身管是目前火炮广泛采用的身管,我国单筒身管基于第二强度理论进行设计,要基于其他强度理论设计单筒身管,必须寻求与强度理论匹配的安全系数,确保不同强度理论设计出来的身管壁厚基本一致。文中通过研究给出了适合我国使用的基于第三和第四强度理论的单筒身管设计方法,数值仿真算例证明了方法的有效性。

目前火炮复进机利用弹簧和气体作为储能介质。为减小复进机体积和质量,提出了一种利用可压缩液体作为储能介质的液体式复进机结构,并分析了其力学特性。依托某型火炮,给出了液体式复进机代替液气式复进机的设计方案,仿真结果证明了其可行性。

身管压坑允许深度曲线是战场判断身管能否使用的依据,但是目前只在单筒身管上使用。文中提出将压坑允许深度曲线用于自紧身管的必要性,并参考单筒身管给出了自紧身管压坑允许深度曲线的计算方法,仿真算例证实了该方法的有效性。相对单筒身管,自紧身管压坑允许深度曲线计算的安全系数不同,强度公式不同,尤其理论外形计算因涉及管壁弹性区和塑性区而十分复杂。研究也发现,目前我国自紧身管存在较大的安全裕度。

枪炮身管设计压力曲线是设计身管壁厚的依据,考虑到目前确定身管设计压力曲线的方法较为复杂,提出用直线代替曲线的简化方法,该方法计算工作量减少一半以上,仍然具有足够的精度。两种典型火炮的数值仿真结果证明了该简化方法的有效性。该研究为枪炮身管快速设计提供了参考。

复进机液量检查是一项重要的火炮勤务工作。在分析气温对复进机气压和液量影响的基础上,提出了一系列简化方案:不用人工后坐的液量正常检查,人工后坐长度任意化,安装温度和压强传感器,开发专用计算器。这些方案可以大大减少复进机液量检查的勤务工作量。研究表明,在复进机无漏液漏气情况下,气温对压强影响较大,对液量影响极小。

为了更好地理解反后坐装置的作用,基于反后坐装置反面问题模型,对某型火炮射击过程中反后坐装置的能量消耗进行了数值仿真。研究发现,该火炮有效能量占火药总能量的22.36%,后坐能量占火药总能量的0.33%;火炮后坐能量在后坐时被消耗约80%,被驻退机消耗约91%,被液压阻力消耗约92%;复进机利用后坐能量约20%将后坐部分推回原位。

目前枪炮自紧身管都是通过内自紧来实现的。文中提出用外自紧来完成身管自紧的设想,推导了外自紧相关理论公式,仿真分析了内、外自紧身管应力分布和强度的区别。研究标明:外自紧也能达到身管自紧的目的,外自紧身管强度低于内自紧身管。研究为自紧身管制造指出了新的思路。