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随着计算机技术的发展，一系列用于机械系统运动分析的软件涌现出来，并不断得到发展。这些软件
将设计研究人员从枯燥繁琐的运动方程的推导工作中解放出来，使得他们能够将资源用在研究问题本身上。
根据文献[5]的定义，机械系统的计算机数字模型属于虚拟样机的范畴。因此，使用计算机技术对自动装填
系统进行动力学分析可以降低设计成本以及缩短研制周期，同时还能保证设计质量得到提升[6]。 0.2 国内外研究现状
0.2.1 弹药自动装填技术的研究进展与现状
弹药自动装填技术是大、 中口径火炮的关键技术， 在提高火炮火力和生存力方面意义重大， 涉及机械、
液压、电气和计算机等领域。为了提高火炮的射速，各国在或是研制新型火炮或是改造升级现役火炮的过
程中，普遍采用弹药自动/半自动装填技术[7]。世界上主要几个火炮研制大国的弹药自动装填技术的研究现状如下： 美国
二十世纪八十年代，美国对M109A2 及M109A3式155mm自行榴弹炮进行了改造计划，并将改进后
的火炮定型为 M109A6。在 M109A6 之前，M109 系列的自行榴弹炮在装填时需要依靠人力将弹丸搬运到
托弹盘上，因此都没有能力进行爆发射速射击。M109A6 自行火炮上采用的是全新的半自动装填系统，可
进行弹药自动装填的高低射角范围为-3°~+75°。能够进行爆发射速为 3 发/15 秒的爆发射击。同时，M109A6 还配有 AFCS 自动化火控系统，与弹药自动装填系统结合使用，M109A6 可以实现“打完就跑”的机动战术，其战场生存能力也因此大大提升。
然而当M109A6 于 1993年开始列装部队时，其设计却已经落后于时代，很难进行进一步升级。于是
随后美国开始研制先进野战火炮系统（AFAS）。而大名鼎鼎的“十字军战士（Crusader，也译作十字军骑
士） ”就是在此基础上发展起来的。
美军“十字军战士”杀伤力强，战术机动能力强，全炮自动化程度高。 “十字军战士”采用全电驱
动，能实现引信的装定以及弹丸、发射药的全自动装填，可惜结构复杂，体积庞大，质量过重。 “十字军战
士”的最大射速达 10~12发/分，具备爆发射击能力，此外该炮采用模块化装药技术，因而能够实现多发同
时弹着，能够完成 4~8发的多发同时弹着[8][9]。
德国
稍晚于美国，德国于二十世纪八十年代末做出独立地研制自己的全新的自行榴弹炮的决定。1990 年
底，该炮的研制合同由北方研制组凭借其在弹药全自动装填领域的优势获得。研制定型后的自行榴弹炮被
称为PzH2000 式。
PzH2000 自行榴弹炮的核心部分是采用全电驱动的弹药全自动装填系统，系统的组成部分包括程控
器、弹仓、传送臂、输送导轨和弹丸吊臂。在全自动装填弹丸时，弹丸可以在全射界范围内被送入炮膛。
除了全自动装填方式，该弹药全自动装填系统还可以降级使用，以半自动或手动的方式装填弹丸。由于自
动化程度高， PzH2000的爆发射速、 最大射速和持续射速分别达到了3发/9.2秒、 12发/分和9发/分[10][11][12]
。随后德国将PzH2000 改进升级成 AGM（炮兵火炮系统）。 英国
从 1993年开始，英国陆军陆续正式装备由 VSEL研制的AS90“勇敢的心”155毫米自行榴弹炮。该
炮的弹药装填系统包括输弹机、传送臂、弹丸架和药仓。与德国的 PzH2000 相比，AS90 的弹药装填系统
集机、电、液等多种技术于一身，但是自动化程度却较PzH2000 低。同时AS90 还备有手动输单装置，以
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