Numerical Simulation of Flow Field in Coaxial Tank Gun Recoil Damper

Simulación numérica del campo de flujo en el amortiguador de retroceso de la pistola de tanque coaxial

Conocer la resistencia hidráulica del amortiguador hidráulico de la pistola del tanque es esencial para determinar los parámetros de retroceso del cañón. El uso de modelos analíticos unidimensionales simplifica la determinación de la resistencia hidráulica; sin embargo, estos modelos no proporcionan datos sobre la naturaleza del flujo dentro del amortiguador hidráulico. Este artículo estudia el flujo interno dentro del amortiguador hidráulico del sistema de retroceso de la pistola. Se ha utilizado la técnica de malla dinámica que utiliza un solucionador computacional de flujo bidimensional. Se ha desarrollado una función definida por el usuario (UDF) para alimentar al solucionador mediante la velocidad de retroceso medida. El estudio muestra que el flujo de líquido dentro del amortiguador hidráulico es complicado al comienzo del retroceso de la pistola y está cambiando rápidamente a un patrón de flujo más simple hasta el final del retroceso.

1. Introducción

Un amortiguador hidráulico coaxial está incrustado alrededor del cañón de un cañón de tanque para atenuar la energía cinética transferida a las partes que retroceden debido a los disparos. Simultáneamente proporciona la energía necesaria para devolver las piezas de retroceso a su posición inicial.    El amortiguador hidráulico coaxial consta de dos partes principales, a saber, el freno hidráulico y el recuperador. El freno hidráulico proporciona la resistencia hidráulica necesaria, que surge al forzar el líquido hidráulico a ser estrangulado a través de áreas muy estrechas durante el ciclo de retroceso. El ciclo de retroceso reduce la fuerza resultante en el tanque tur- ret. Esta fuerza afecta desfavorablemente a la estabilidad del tanque durante el disparo. Parte de la energía de retroceso se almacena en el recuperador, que no es más que un muelle helicoidal, para devolver las piezas de retroceso a su posición inicial.

El amortiguador hidráulico coaxial investigado consiste en un recuperador de muelle y un simple freno de retroceso como se muestra en la Fig. 1. El muelle recuperador se coloca alrededor del pistón del freno de retroceso. El cilindro del freno de retroceso está lleno de líquido de trabajo. También funciona como guía cilíndrica para el conjunto del barril. Se emplea un amortiguador frontal para suavizar el impacto en la parte delantera del amortiguador hidráulico en el extremo del contra-rebobinado.

La Fig. 2 ilustra la función durante el retroceso, en la que el pistón retrocede con el barril al bajar el líquido hidráulico para ser estrangulado a través del área anular alrededor de la cabeza del pistón, causando un aumento de la presión del líquido en el espacio (1). La diferencia de presión entre el líquido en los espacios (1) y (2) proporciona la resistencia hidráulica necesaria durante el retroceso.

Aboul y otros [1] estudiaron el ciclo de retroceso del cañón antitanque de 57 mm utilizando un modelo unidimensional. El estudio investigó el efecto del desgaste en el diámetro interior del anillo de estrangulamiento del freno de retroceso y del pistón de contrarecuperación en el comportamiento dinámico del ciclo de retroceso. Hussein [2] también utilizó un modelo unidimensional para investigar el efecto de algunos parámetros de construcción en la dinámica del sistema de retroceso del cañón.  El estudio se aplicó al ciclo de retroceso del cañón principal de 115 mm del tanque de batalla T-62.