正在射擊的新型車載速射迫擊炮研究

摘 要：迫擊炮在我國國防中發揮著至關重要的作用，是軍事國防不可缺少的一種重要裝備。新型車載速射迫擊炮在原有迫擊炮基礎上改進而成，相比于傳統的車載速射迫擊炮性能更優。為了加強人們對新型車載速射迫擊炮的進一步認識，本文以國產車載速射迫擊炮為例，首先對車載速射迫擊炮進行簡要介紹，然后對處于正在射擊狀態的迫擊炮關鍵結構進行分析。

關鍵詞：射擊狀態；SM4型81毫米車載速射迫擊炮；關鍵結構

迫擊炮誕生于20世紀初，在經歷了一段低谷時期的發展后其射程短、彈道曲率大、機動性強等優點逐漸在戰爭環境中顯現，尤其是在復雜的戰場環境下，自此迫擊炮開始走上快速發展道路。迫擊炮分為牽引式、自動式和單兵攜行三種類型，其中自行式具有火力猛、機動性強、生存適應能力強等多種優點。對迫擊炮進行研究，有助于推動國內迫擊炮制造技術進步，對增強我國綜合國防力量具有重要意義。

1 國產新型車載速射迫擊炮介紹

SM4-81毫米車載速射迫擊炮是我國最新研發的一款車載速射迫擊炮。在整個研制過程中，國家迫擊炮專業研制機構協同其他各參與方，經多次樣機試驗、檢測，最終取得了較為滿意的研發成果，實現了迫擊炮武器系統的一體化設計，實現了高機動性能、高速射等多種關鍵技術。

SM481毫米車載速射迫擊炮武器系統主要由底盤系統、火力系統、彈藥系統、火控電氣系統等多個子系統構成，底盤系統采用國產東風EQ2050軍用越野車底盤，行程最遠可超550km，車速最高超100km/h[ 1 ]。與82毫米車載速射迫擊炮相比，SM4-81毫米車載速射迫擊炮不僅保留了迫擊炮火力猛的特點，更在此基礎上實現了武器功能的進一步提升和豐富。通過使用微光鏡、激光直瞄鏡，實現了夜間瞄準射擊和半直瞄準射擊；通過配備電機驅動方向機和火控計算機，實現了炮彈發射命中率的提升，射擊準備時間的縮短，方向調炮的快速準確進行以及射擊諸元解算的自動進行和諸元裝定精確度的提升。

2 正在射擊的車載速射迫擊炮關鍵結構性能分析

2.1 速射迫擊炮發射過程中的非線性行為

SM481毫米新型車載速射迫擊炮由眾多復雜零部件組裝而成，機械系統十分復雜，在發射過程中伴隨有強沖擊、瞬時、高能等一系列行為，這一正在發射的過程會使結構部件的變形與剛體運動發生耦合，進而產生強烈的非線性行為[ 2 ]。對于正在發射的車載速射迫擊炮而言，其非線性行為主要表現在三方面，即邊界條件非線性（在分析過程中邊界條件發生了變化）、材料非線性（材料的應力應變關系表現為非線性）和幾何非線性（位移大小影響著結構響應）。

接觸問題是邊界條件非線性中的一個典型問題，當發生非線性行為時，對于邊界條件的分析將是在計算過程中逐步確定而不是在計算之前就能全部確定。材料非線性指實際應用中材料的本構關系所包含的應力應變、載荷作用時間等因素之間關系的非線性。在車載速射迫擊炮發射初期，彈藥在驅動壓力的作用下運動，使得彈帶逐漸進入膛線內部，這一過程彈帶的材料會經歷一個從彈性到塑性，再到最后失效的變化過程，是材料的一種典型非線性表現[ 3 ]。幾何非線性，速射迫擊炮在后坐復進運動過程中，炮管在復進機力等多種力的綜合作用下后坐，然后依靠復進機重新復進，彈丸運動亦是如此，這一過程會發生大轉動、大翻轉、大位移，進而產生幾何非線性。

2.2 車載速射迫擊炮關鍵結構的靜、動能分析

車架結構是車載速射迫擊炮的關鍵結構之一，也是車載速射迫擊炮底盤系統中的最基礎部分，其不僅性能對迫擊炮的使用安全性、射擊穩定性和射擊精度等各種性能有著直接巨大的影響，而且承載著迫擊炮的靜動載荷與發射過程中產生的后坐力。為了進一步了解處于發射過程中速射迫擊炮車架結構的性能（動態性能、靜態性能），本文采用有限元分析法對正在發射過程的車載速射迫擊炮車架結構受力情況進行分析。

迫擊炮的車架結構有綜合式、框式（邊梁式、周邊式）和脊梁式三種形式，而國產SM481毫米車載速射迫擊炮的車架結構采用的是邊梁式結構，為由若干個橫梁和分布在左右兩邊的兩個縱梁組成的剛性架構[ 4 ]。在發射過程中，迫擊炮的車架結構主要受車輛自身的重力和后坐力兩種力作用，由于車架第6橫梁與反后坐裝置相連，發射時迫擊炮產生的后坐力會直接傳遞到車架結構的6橫梁上。

根據上面對正在發射中迫擊炮車架結構的受力分析，采用Solid Works軟件對車載速射迫擊炮車架結構進行三維建模，車架模型為邊梁式結構，由2根縱梁、6根橫梁組成，縱梁內設有加強板，為車架主要承載部分。

為便于計算，需要對三維模型進行簡化處理，忽略小孔等一些尺寸較小的結構，保留車架的主要力學特性，然后將簡化后的模型轉換格式導入到有限元軟件中進行靜、動態性能分析[ 5 ]。分析結果顯示：發射中的車載速射迫擊炮車架靜力學特性為第6橫梁承受最大重力與后坐力，而動力學特性表現為車架第6橫梁所承受的后坐力隨著時間的變化而變化。

3 總結

車載速射迫擊炮是迫擊炮常見類型中的一種，在國防炮兵訓練中占據重要地位，而新型車載速射迫擊炮機動性能強、火力更猛，是對迫擊炮制造技術進步的一種成分體現和證明。在增強綜合國力要求不斷提升的情形下，對車載速射迫擊炮的研發研制及其理論研究是相關人員要做的一項重要工作?？傊芯啃滦蛙囕d速射迫擊炮，研究正在發射中的車載速射迫擊炮意義重大。

參考文獻：

[1] 陳立春.正在射擊的新型車載速射迫擊炮[J].兵器知識，2016，08：86.

[2] 陶齊岡.基于剛柔耦合模型的某車載迫擊炮關鍵結構分析[D].南京理工大學，2014.

[3] 國產SM4型81毫米車載速射迫擊炮[J].兵器知識，2008，11：35-36.

[4] 馮帥. 60mm全自動輕型迫擊炮后坐力緩沖和方向機的設計與研究[D].東北大學，2013.

[5] 鄔欣明.某車載自動迫擊炮全炮動力學仿真[D].南京理工大學，2008.

作者簡介：

馮鵬（1993-）男，蒙古族，河北張家口人，本科，研究方向：速射迫擊炮。