《火炮设计理论》课程简介火炮设计理论是武器系统与工程（火炮）专业的主要专业课，是一门综合应用基础理论和专业基础理论的工程设计课程。
通过本课程学习，使学生掌握火炮设计基本理论和方法，为今后的工作打下专业基础。
火炮设计理论，是火炮工程研究的理论依据，是火炮科研人员必须掌握的基本理论。
火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及其设计理论。
火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法，包括火炮设计理论的主要内容和发展，火炮主要零部件（包括炮身、反后坐装置、自动机及炮架等）的设计理论和方法。
教学组织以课堂教学为主，辅助自学、网络教学和实验教学。
教学方式以多媒体课件为主，结合板书、交流互动等多种形式。
课程的教学目标与基本要求1. 教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握火炮及其主要零部件设计的基本理论和方法，提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识及解决实际工程技术问题的能力。
2. 基本要求：了解火炮设计理论及其发展，熟悉火炮设计理论的基本方法和思路，掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架等火炮主要零部件设计的基本理论和方法。
学时数：总 64 学时，其中：授课56学时，实验8学时教材：张相炎主编，火炮设计理论，北京理工大学出版社，2005年参考书目：①谈乐斌等编，火炮概论，北京理工大学出版社，2005年②伊玲益编，炮身设计，国防工业出版社，1977年③高树滋等编，火炮反后坐装置设计，兵器工业出版社，1995年④张相炎编著，火炮自动机设计，北京理工大学出版社，2010年⑤韩魁英等编，火炮自动机设计，国防工业出版社，1988年⑥孙远孝等编，炮架及总体设计，兵器工业出版社，1995年第1次课(1 绪论)一、教学目的和要求了解火炮设计理论的地位和作用、发展，熟悉火炮设计理论的主要内容。
二、教学内容纲要1 火炮的特点、地位、作用2 火炮设计流程3 火炮设计理论的主要内容、方法4 课程的地位、作用、学习方法与基本要求5 课程的学习安排三、重点、难点课程的特点、学习方法、要求四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（2学时）1 火炮具有哪些特点？2 火炮设计理论的主要内容包括哪些方面？3 学习火炮设计理论的基本要求有哪些？4 火炮设计理论的主要学习方法有哪些？第2次课(2 炮身设计：2.1概述)一、教学目的和要求熟悉炮身结构设计方法，掌握炮身强度设计方法。
二、教学内容纲要1 炮身及其组成、作用、分类、要求；2 炮身设计的主要内容；3 炮身内膛结构设计、身管外部设计、炮尾炮闩的结构设计；4 发射时炮身受力、设计压力曲线、强度设计；5 身管寿命三、重点、难点炮身结构设计特点，设计压力曲线。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）1线膛炮身管内膛线的作用是什么？什么是膛线的缠角？什么是膛线的缠度2对炮身设计的主要要求有哪些？3如何求作高低温压力曲线？4提高身管寿命有主要有哪些技术措施？第3次课(2炮身设计：2.2单筒身管设计：2.2.1厚壁园筒理论，2.2.2强度理论) 一、教学目的和要求了解厚壁园筒及其壁内应力应变分析方法和规律，熟悉强度理论概念及常用强度理论具体内容。
二、教学内容纲要1 厚壁园筒基本假设；2 厚壁园筒物理模型；3 厚壁圆筒内的应力应变分析；4 强度理论概念及常用强度理论具体内容。
三、重点、难点1 厚壁圆筒内的应力应变分析；2 强度理论概念。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）1 厚壁圆筒与薄壁圆筒的主要区别是什么？2 厚壁圆筒内应变与径向位移具有什么关系？3 厚壁圆筒内应力和应变与内压、外压有什么关系？4 厚壁圆筒内应力和应变与半径有什么关系？5 什么是强度理论？常用的强度理论有哪几种？火炮设计一般采用哪种强度理论？第4次课(2炮身设计：2.2单筒身管设计：2.2.3单筒身管的强度极限,2.2.4 身管理论强度曲线，2.2.5 单筒身管设计)一、教学目的和要求熟悉单筒身管的弹性强度极限和单筒身管的理论强度极限概念，熟悉提高单筒身管的弹性强度极限技术途径，掌握单筒身管设计方法。
二、教学内容纲要1 单筒身管的弹性强度极限概念、表达式，以及身管弹性强度极限与材料、壁厚、轴向应力、动载的关系；2 安全系数、单筒身管的理论强度曲线概念，以及理论强度曲线求作；3 单筒身管设计流程。
三、重点、难点单筒身管的弹性强度极限和单筒身管的理论强度极限概念，单筒身管设计方法。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（2学时）1什么是单筒身管弹性强度极限？采用第三强度理论推导单筒身管弹性强度极限，并分析其与第二强度理论的差别。
2分析壁厚、材料对单筒身管弹性强度极限的影响。
3 按第Ⅱ强度理论推导给定外压条件下单筒身管的强度极限，并分析其影响和提供外压的途径。
4 身管的安全系数的含义？如何选取？5 什么是单筒身管理论强度极限？6 身管外部结构设计要求主要有哪些？紧身管的应力分析)一、教学目的和要求熟悉自紧身管工作原理，掌握液压自紧身管的应力分析方法。
二、教学内容纲要1自紧身管概念、自紧原理、自紧身管的特点、自紧工艺；2 自紧时的应力、残余应力、发射时的应力、不出现反向屈服的条件。
三、重点、难点自紧身管工作原理、自紧身管的应力分析。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）1 什么是自紧原理？自紧身管有哪些特点？有哪些自紧工艺？2 什么是自紧应力？什么是自紧残余应力？3 什么是反向屈服？自紧身管不出现反向屈服的条件是什么？一、教学目的和要求熟悉自紧身管设计过程，掌握自紧身管加工过程及其控制。
二、教学内容纲要1 自紧身管弹性强度极限、自紧身管的一般设计步骤；2 自紧时身管外表面应变同内压的关系、自紧曲线、加工对自紧身管弹性强度极限的影响。
三、重点、难点自紧身管设计过程，自紧曲线及其控制。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）1 试推导全塑状态下自紧身管弹性强度极限。
2自紧身管的一般设计步骤及其重点？3什么是自紧曲线？自紧曲线如何测量？自紧曲线如何控制？第7次课 (3 反后坐装置设计：3.1概述)一、教学目的和要求了解反后坐装置及其作用、后坐装置的的典型结构。
二、教学内容纲要1 反后坐装置及其作用；2 反后坐装置设计的要求、任务、内容；3 后坐系统的分类、反后坐装置的功能和类型；4 反后坐装置的典型结构。
三、重点、难点反后坐装置及其作用、反后坐装置的的典型结构。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（2学时）1反后坐装置及其组成、作用、要求？2 反后坐装置有哪些功能？通过什么实现这些功能？3复进机有哪几种结构类型？各有什么特点？4 制退机有哪几种结构类型？各有什么特点？5 液体气压式复进机和制退机中液体各有什么作用？6 什么是节制杆式制退机？第8次课(3 反后坐装置设计：3.2火炮发射时动力分析)一、教学目的和要求了解火炮发射时受力，熟悉火炮射击时的静止性和稳定性分析方法，掌握火炮射击时的运动分析方法。
二、教学内容纲要1火炮发射时受力分析；2 火炮射击时的静止性和静止性条件，火炮射击时的稳定性和稳定性条件；3 后坐制动图的概念、拟定原则、典型后坐制动图、后坐制动图的制定4 自由后坐概念、火药气体作用系数、后坐运动分析、火炮发射动力学三、重点、难点火炮射击时的静止性和稳定性分析、自由后坐与制退后坐。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）1 什么是后坐阻力？什么是后坐力？2 什么是自由后坐？什么是制退后坐？3 什么是火炮后坐时的静止性和稳定性？静止性和稳定性条件是什么？如何保障火炮后坐时的静止性和稳定性？4 什么是火炮后坐制动图？拟定后坐制动图的原则有哪些？如何制定后坐制动图？5火药气体作用系数β的物理意义是什么？实践中如何得到火药气体作用系数？6火炮发射动力学的特点是什么？火炮发射动力学研究方法与传统有何差异？第9次课(3 反后坐装置设计：3.3复进机设计，3.4制退机设计：3.4.1制退机基本工作原理)一、教学目的和要求掌握典型复进机设计方法，熟悉制退机基本工作原理。
二、教学内容纲要1复进机的作用、要求；2弹簧式复进机设计；3液体气压式复进机设计；4制退机基本工作原理、液压阻力计算。
三、重点、难点典型复进机设计，制退机基本工作原理。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（3学时）序号主要内容时间1 复进机的作用、要求102 弹簧式复进机设计353 液体气压式复进机设计454 制退机基本工作原理与液压阻力计算451 复进机的主要作用有哪些？对复进机有哪些要求？2 弹簧式复进机具有哪些特点？弹簧式复进机的复进机力主要取决于哪些参数？3 液体气压式复进机有哪些特点？液体气压式复进机力主要取决于哪些参数？4 如何确定液体气压式复进机的气体初压？确定液体气压式复进机结构尺寸应遵循哪些原则？5 根据什么建立后坐部分运动速度与制退机液体流动速度之间的关系？根据什么建立制退机液体流动速度与液体压力之间的关系？制退机液压阻力与后坐部分运动速度之间是什么关系？6 如何考虑液体流动时的能量损失？7 试推导图示简单筒后坐制退机的液压阻力计算式。
第10次课(3 反后坐装置设计：3.4制退机设计)一、教学目的和要求熟悉液压制退机的基本原理及液压阻力计算式的推导、掌握节制杆式制退机设计方法。
二、教学内容纲要1液压制退机的工作实质；2节制杆式制退机液压阻力计算、流液孔计算、内腔充满条件、液压阻力系数；3 节制杆式制退机结构设计、节制杆外形调整。
三、重点、难点节制杆式制退机液压阻力计算式的推导、节制杆式制退机设计。
四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。
五、时间分配（2学时）1液压制退机的工作实质是什么？2 复杂制退机液压阻力计算的思路是什么？3 为什么引入液压阻力系数？液压阻力系数的实质是什么？4 制退机结构设计中应注意哪些特殊问题？为什么要进行节制杆外形的调整？第11次课(3 反后坐装置设计：3.6炮口制退器设计)一、教学目的和要求了解炮口制退器的工作原理，熟悉典型炮口制退器结构和炮口制退器效率等特征量计算方法，了解炮口制退器设计思路。