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本书在继承传统火炮设计理论和方法的基础上，针对未来战争的特点及其对现代装甲车辆武器系统的要求、现代装甲车辆武器系统特点和发展趋势，融合现代设计理论和方法，系统介绍现代装甲车辆武器系统设计的基本概念、设计理论与方法，主要包括装甲车辆武器系统设计基础概念、战术技术要求及其功能设计、装甲车辆武器总体方案设计、装甲车辆火炮武器设计、装甲车辆车载弹药的选用、装甲车辆自动装弹机设计、装甲车辆辅助武器设计、装甲车辆炮塔设计、装甲车辆火控系统设计等。本书具有一定的通用性和适应范围，主要供本行业研究、设计、制造、管理与教学人员使用，也可以用作装甲车辆工程专业研究生住专业教材和高年级本科生教材。

第１ 章　装甲车辆武器系统及其设计概述…………………………………… 001

　　１.１　装甲车辆武器简介…………………………………………………… 002

　　　　１.１.１　装甲车辆武器……………………………………………… 002

　　　　１.１.２　装甲车辆武器的组成及其功能…………………………… 003

　　　　１.１.３　装甲车辆武器的结构特点………………………………… 004

　　１.２　身管武器工作原理概述……………………………………………… 005

　　　　１.２.１　身管武器发射原理及过程………………………………… 005

　　　　１.２.２　身管武器发射特点………………………………………… 007

　　　　１.２.３　射击循环……………………………………………………… 010

　　　　１.２.４　弹道学简介…………………………………………………… 011

　　１.３　装甲车辆武器的发展………………………………………………… 017

　　　　１.３.１　装甲车辆武器的发展历程………………………………… 017

　　　　１.３.２　装甲车辆武器的发展现状………………………………… 021

　　　　１.３.３　装甲车辆武器的发展趋势………………………………… 029

　　１.４　装甲车辆武器设计概述……………………………………………… 035

　　　　１.４.１　装甲车辆武器设计的主要内容…………………………… 035

　　　　１.４.２　装甲车辆武器设计的基本理论…………………………… 036

　　　　１.４.３　装甲车辆武器设计的基本方法…………………………… 038

第２ 章　装甲车辆武器总体设计……………………………………………… 043

　　２.１　装甲车辆武器总体设计内容与原则……………………………… 044

　　　　２.１.１　现代武器的特点与研制程序……………………………… 044

　　　　２.１.２　武器总体设计的地位和作用……………………………… 046

　　　　２.１.３　武器总体设计的主要依据与内容………………………… 047

　　　　２.１.４　武器总体设计的原则……………………………………… 054

　　２.２　装甲车辆武器系统战术技术要求与性能设计…………………… 055

　　　　２.２.１　车载火炮的总体性能要求与性能设计…………………… 055

　　　　２.２.２　弹药性能要求及其设计…………………………………… 064

　　　　２.２.３　火炮弹种和基数与配比…………………………………… 065

　　　　２.２.４　火控系统性能要求及其设计……………………………… 067

　　　　２.２.５　车载机枪性能要求及其设计……………………………… 069

　　　　２.２.６　车载反坦克导弹性能要求及其设计……………………… 071

　　２.３　武器总体设计方法与技术…………………………………………… 073

　　　　２.３.１　系统工程理论与方法……………………………………… 073

　　　　２.３.２　优化方法……………………………………………………… 073

　　　　２.３.３　计算机辅助设计（ＣＡＤ） ………………………………… 075

　　　　２.３.４　可靠性设计…………………………………………………… 076

　　　　２.３.５　轻量化技术…………………………………………………… 077

　　　　２.３.６　人机环工程设计…………………………………………… 080

　　　　２.３.７　虚拟样机技术……………………………………………… 082

　　　　２.３.８　武器总体布置技术………………………………………… 083

　　２.４　装甲车辆武器系统分析……………………………………………… 086

　　　　２.４.１　装甲车辆武器系统分析的任务…………………………… 086

　　　　２.４.２　装甲车辆武器系统分析方法……………………………… 087

　　２.５　车炮匹配性技术与评价……………………………………………… 094

　　　　２.５.１　车炮匹配性概念…………………………………………… 094

　　　　２.５.２　车炮系统匹配性技术……………………………………… 095

　　　　２.５.３　车载火炮系统匹配性评价………………………………… 100

第３ 章　装甲车辆火炮武器设计……………………………………………… 111

　　３.１　装甲车辆火炮武器结构特点………………………………………… 112

　　　　３.１.１　装甲车辆火炮炮身结构特点……………………………… 112

　　　　３.１.２　反后坐装置的结构特点与布置…………………………… 113

　　　　３.１.３　射击安全装置和药筒处理装置…………………………… 115

　　　　３.１.４　火炮的平衡…………………………………………………… 115

　　３.２　火炮炮身设计………………………………………………………… 116

　　　　３.２.１　炮身设计概述……………………………………………… 116

　　　　３.２.２　身管设计……………………………………………………… 118

　　　　３.２.３　炮闩与炮尾设计…………………………………………… 141

　　　　３.２.４　其他装置设计……………………………………………… 148

　　３.３　反后坐装置设计……………………………………………………… 153

　　　　３.３.１　火炮发射静止性和稳定性………………………………… 153

　　　　３.３.２　反后坐装置及其设计流程………………………………… 159

　　　　３.３.３　复进机设计…………………………………………………… 163

　　　　３.３.４　制退机设计…………………………………………………… 169

　　３.４　摇架设计……………………………………………………………… 184

　　　　３.４.１　摇架及其作用……………………………………………… 184

　　　　３.４.２　摇架结构设计……………………………………………… 184

　　　　３.４.３　摇架受力分析……………………………………………… 186

　　　　３.４.４　摇架的强度分析…………………………………………… 187

　　３.５　火炮其他结构设计…………………………………………………… 189

　　　　３.５.１　平衡机设计…………………………………………………… 189

　　　　３.５.２　瞄准机设计…………………………………………………… 196

第４ 章　装甲车辆车载弹药的选用…………………………………………… 205

　　４.１　装甲车辆弹药简介…………………………………………………… 206

　　　　４.１.１　弹药的概念…………………………………………………… 206

　　　　４.１.２　弹药的组成…………………………………………………… 206

　　　　４.１.３　弹药的类型…………………………………………………… 209

　　　　４.１.４　装甲车辆车载弹药………………………………………… 211

　　４.２　炮弹…………………………………………………………………… 211

　　　　４.２.１　炮弹及其组成……………………………………………… 211

　　　　４.２.２　炮弹的种类…………………………………………………… 212

　　　　４.２.３　主要炮弹的作用与结构…………………………………… 215

　　４.３　引信…………………………………………………………………… 226

　　　　４.３.１　引信及其组成……………………………………………… 226

　　　　４.３.２　引信的类型…………………………………………………… 228

　　４.４　反坦克导弹…………………………………………………………… 231

　　　　４.４.１　反坦克导弹及其特点……………………………………… 231

　　　　４.４.２　反坦克导弹技术…………………………………………… 231

　　４.５　火zha药………………………………………………………………… 235 

　　　　４.５.１　火zha药简介…………………………………………………… 235

　　　　４.５.２　装药结构……………………………………………………… 244

第５ 章　装甲车辆自动装弹机设计…………………………………………… 249

　　５.１　装甲车辆弹药装填系统概述………………………………………… 250

　　　　５.１.１　弹药装填系统……………………………………………… 250

　　　　５.１.２　弹药装填系统工作方式…………………………………… 252

　　　　５.１.３　对自动装弹机的要求……………………………………… 254

　　　　５.１.４　自动装弹机设计的主要内容……………………………… 256

　　５.２　小口径自动炮供弹机构设计………………………………………… 257

　　　　５.２.１　供弹机结构类型…………………………………………… 257

　　　　５.２.２　拨弹机构设计……………………………………………… 260

　　　　５.２.３　输弹机设计…………………………………………………… 272

　　５.３　坦克炮自动装弹机设计……………………………………………… 278

　　　　５.３.１　坦克炮自动装弹机………………………………………… 279

　　　　５.３.２　坦克炮自动装弹机的基本设计要求……………………… 281

　　　　５.３.３　坦克炮自动装弹机的结构方案…………………………… 281

　　　　５.３.４　吊篮式自动装弹机结构设计……………………………… 286

　　５.４　大口径火炮分装式自动装弹机设计……………………………… 289

　　　　５.４.１　大口径火炮分装式自动装弹机的构成及其功能………… 289

　　　　５.４.２　大口径火炮分装式自动装弹机的基本设计要求………… 293

　　　　５.４.３　大口径火炮分装式自动装弹机的结构方案……………… 294

　　　　５.４.４　分装式自动装弹机设计…………………………………… 305

第６ 章　装甲车辆辅助武器设计……………………………………………… 311

　　６.１　车载机枪设计………………………………………………………… 312

　　　　６.１.１　车载机枪的功能要求……………………………………… 312

　　　　６.１.２　车载机枪的选用…………………………………………… 314

　　　　６.１.３　车载机枪架座设计………………………………………… 315

　　６.２　遥控武器站设计……………………………………………………… 319

　　　　６.２.１　遥控武器站概述…………………………………………… 319

　　　　６.２.２　遥控武器站功能设计……………………………………… 321

　　　　６.２.３　遥控武器站设计技术……………………………………… 323

　　　　６.２.４　遥控武器站人机界面设计………………………………… 324

第７ 章　装甲车辆炮塔设计……………………………………………………… 327

　　７.１　装甲车辆炮塔设计概述……………………………………………… 328

　　　　７.１.１　炮塔及其作用……………………………………………… 328

　　　　７.１.２　炮塔设计的主要内容和要求……………………………… 329

　　７.２　炮塔总体设计………………………………………………………… 331

　　　　７.２.１　炮塔总体设计的原则……………………………………… 331

　　　　７.２.２　炮塔总体布置及总体设计………………………………… 331

　　　　７.２.３　炮塔主要尺寸的确定……………………………………… 332

　　７.３　炮塔主要部件设计…………………………………………………… 335

　　　　７.３.１　炮塔体的设计……………………………………………… 335

　　　　７.３.２　托架的设计…………………………………………………… 339

　　　　７.３.３　炮塔座圈的设计…………………………………………… 341

　　　　７.３.４　吊篮设计……………………………………………………… 343

　　７.４　炮塔防护设计………………………………………………………… 344

　　　　７.４.１　防护类型与要求…………………………………………… 344

　　　　７.４.２　防护系统设计……………………………………………… 348

　　７.５　炮塔电磁兼容性设计………………………………………………… 351

　　　　７.５.１　电磁兼容原理与设计技术………………………………… 351

　　　　７.５.２　炮塔电磁兼容性及要求…………………………………… 355

　　　　７.５.３　炮塔电磁兼容设计………………………………………… 356

　　７.６　人机工程设计………………………………………………………… 365

　　　　７.６.１　炮塔人机工程设计概述…………………………………… 365

　　　　７.６.２　炮塔人机工程分析………………………………………… 367

　　　　７.６.３　炮塔人机工程设计………………………………………… 368

第８ 章　装甲车辆火控系统设计……………………………………………… 381

　　８.１　火控系统概述………………………………………………………… 382

　　　　８.１.１　火控系统基本概念………………………………………… 382

　　　　８.１.２　火控系统的功能与组成…………………………………… 383

　　　　８.１.３　火控系统主要类型与特点………………………………… 387

　　８.２　火控系统理论………………………………………………………… 392

　　　　８.２.１　火控问题的描述…………………………………………… 392

　　　　８.２.２　火控命中问题及其解算…………………………………… 397

　　　　８.２.３　火控系统修正……………………………………………… 409

　　８.３　火控系统设计………………………………………………………… 413

　　　　８.３.１　火控系统设计要求与性能指标…………………………… 413

　　　　８.３.２　火控系统总体设计………………………………………… 419

　　　　８.３.３　火控设备及其选用………………………………………… 429

　　８.４　火炮信息化…………………………………………………………… 476

　　　　８.４.１　火炮信息化概述…………………………………………… 476

　　　　８.４.２　信息化火炮武器平台……………………………………… 477

　　　　８.４.３　火炮故障诊断与控制技术………………………………… 477

　　　　８.４.４　火炮状态实时监视、诊断与控制技术…………………… 478

　　　　８.４.５　利用信息化技术提升火炮性能…………………………… 482

参考文献…………………………………………………………………………… 485

索　引……………………………………………………………………………… 489

张相炎，男，教授，博士生导师。火炮系统分析与总体技术、新概念火炮技术、武器系统可靠性领域专家，南京理工大学教师。江苏省高等学校教学名师，精品课程负责人，优秀教学团队主要负责人，江苏省教学成果一等奖获得者。出版“十五”“十一五”“十二五”国家规划及其他规划教材共9部，其中“十五”国家规划教材《火炮设计理论》获中国大学出版社图书奖首届优秀教材二等奖、国防科工委“十五”国防特色专业优秀教材奖；出版专著3部；主持和参加多项火炮技术科研项目，获部科技进步二等奖1项、部科技进步三等奖4项。

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