[发明专利]一种气液式平衡机的设计方法

说明书

本发明提供了一种气液式平衡机的设计方法，遍历武器系统的各个射角，根据A气腔的最大气压、初始装填质量以及气态方程求解出A气腔的体积；已知任意射角对应的弹簧力力臂值，根据平衡原理得出B气腔的气压，根据气态方程求出B气腔的体积；求出A、B气腔的体积最大值V_max，得出平衡机筒内腔的体积以及液体腔的体积。本发明提供的设计方法简单，可快速提供出占用最小空间的智能平衡机的设计诸元以及气液平衡机筒装填诸元。

技术领域

本发明涉及一种平衡机设计方法。

背景技术

武器系统随着其射击状态(射角、储弹量、导弹数量)的改变，会引起其起落部分的不平衡力矩变化，而较重的弹丸质量以及导弹的发射会引起不平衡力矩的敏感变化，现阶段还未发现一种能高效解决此类问题的平衡机系统。

目前应用于高炮的平衡机主要采用弹簧式平衡机。弹簧式平衡机一端铰接于上架或托架上，另一端直接或通过挠性件(如链条、钢丝绳等)与起落部分连接。用一个平衡机时，一般装在上架的一侧；用两个时，则对称装于上架的两侧。在中国期刊《火炮发射与控制学报》2015年第1期上，一篇题为“基于复合型法的某高炮平衡机优化设计”的文章中公开了一种火炮平衡机设计方法，通过复合型优化算法解算出适应于高炮武器系统的弹簧刚度、初始压缩量、滑轮半径等值，通过计算结果设计相应的结构零部件，从而实现弹簧式平衡机的设计。此类平衡机只能尽量去平衡高炮射角在-7°至87°范围内时起落部分的重力矩，而无法平衡具有较大负载变化、射角变化的武器系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种智能平衡机设计方法，能实时平衡大负载变化的武器系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能平衡机设计方法，所述的智能气液式平衡机包括钢丝绳、气液式平衡机筒、带流量检测的液体泵、液体流量控制系统和储液箱；所述的气液式平衡机筒为封闭的中空柱体，内腔中通过两个活塞依次分隔为A气腔、液体腔和B气腔，所述的钢丝绳一端连接武器系统的起落部分，另一端连接气液式平衡机筒内的一个活塞；所述的液体腔侧壁开有通孔，通过带流量检测的液体泵连接储液箱；所述的液体流量控制系统控制液体腔和储液箱之间的液体流动；遍历武器系统的各个射角，根据A气腔的最大气压P_A、初始装填质量m_A以及气态方程求解出A气腔的体积V_Ai；已知任意射角对应的弹簧力力臂值L_臂，根据平衡原理，平衡机力矩{(P_A-P_B)×S×L_臂}等于重力矩，得出B气腔的气压P_B，其中S为平衡机筒的内横截有效受力面积；已知B气腔初始装填质量m_B，根据气态方程求出B气腔的体积V_Bi；求出A、B气腔的体积最大值V_max，得出平衡机筒内腔的体积(V_max+V_活塞)以及液体腔的体积(V_max+V_活塞-V_Ai-V_Bi)。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的设计方法简单，原理简单。

(2)本发明提供的设计方法可快速提供出占用最小空间的智能平衡机的设计诸元以及气液平衡机筒装填诸元。

(3)本发明提供的设计方法，减少了原有平衡机的占用空间，为系统其他机构提供了充足的空间。

附图说明

图1是气液式平衡机结构示意图；

图2是A、B、C腔体积变化曲线图；

图3是气腔压力示意图；