杜中华，吴向东，黄涛

（军械工程学院，石家庄 050003）

0 引言

近年来，在大口径火炮领域，155 mm 口径得到优先发展，世界各国研制并装备了各种履带式、轮式和车载式155 mm 火炮。为了进一步提高155 mm 火炮的机动性，轻型牵引式155 mm 火炮的研究已引起各国的极大兴趣。轻型155 mm 火炮研制的最大难点在于火炮口径大、威力大，但是重量极轻（如美国的M777 火炮重量只有4 t），因而射击稳定性很难保证。同时，在后坐和复进过程中，与稳定性有关的各力呈现复杂的时变特征，给稳定性分析带来很大困难。本文基于Fortran 外挂模块和多体力学软件ADAMS 建立了某轻型155 mm 火炮的虚拟样机，通过射击仿真，分析了火线高、后坐长度、驻锄与土壤间隙、驻锄与土壤接触面积、土壤刚度等因素对射击稳定性的影响，为该型火炮设计提供了依据。

1 虚拟样机模型

某轻型155 mm 火炮简化为7 个刚体，如图1 所示。其中，炮身与摇架间采用直线移动副；摇架（为简化问题，将上架归于摇架）与底盘、底盘与4 个驻锄间采用固定副；底盘与土壤、4 个驻锄与土壤间添加实体接触。各刚体质量和惯量特性用实际数据赋值，由于采用52 倍口径身管，炮身长度8 m，为防止火炮放置状态下前翻，加入1 对长度5 m 的前驻锄，底盘直接坐于地面，火炮总重4.5 t。

图1 火炮涉及刚体

在多体力学软件ADAMS 中生成刚体，添加约束后，还要添加炮膛合力、驻退机力、复进机力等，这些力由于计算公式复杂，用Fortran 软件编制子模块，然后编译生成dll文件，供ADAMS 中模型调用。Fortran 外挂程序与ADAMS 之间的信息交互通过t、V 和X 3 个参数完成，如图2 所示。……