钝感火药装药膛内实际燃烧规律的研究

目的 研究钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,方法 制备一种双基钝感火药,并在大口径火炮上进行射击实验,用内弹道势平衡的方法研究了该钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,结果 采用钝感火药装药后,膛内实际燃烧的热平衡点参数向后移动,钝感 火药装药燃气生成函数可分别用三次函数和二次函数的拟合式表示,其膛内实际燃烧速度函数可表示为以相结压力冲量为自变量的指数函数或正比函数,结论利用内弹道势平衡方法研究钝感火药装     

膛内高温燃气对底排药剂点火过程影响的数值分析

为研究底排药剂在火炮内弹道过程中的点火特性,根据膛内火药燃气高温高压的特点及底排药剂加热点火的主要热交换方式,建立了点火过程的物理模型。基于含能材料固相点火理论模型,仅考虑热对流和热辐射换热的边界条件,构建了点火过程的数学模型。弹底环境通过联立求解内弹道模型和膛内气体状态方程来确定。针对某155 mm火炮及所装备的底排弹,计算分析了底排药剂的点火过程及影响因素。数值计算结果表明:膛内弹底燃气温度随时间变化逐渐减小;着火点位于距底排药柱内表面约120μm厚的薄层内;点火延迟时间约为1.672 ms;点火延迟时间随火药燃气速度和辐射热通量的增大分别近似呈三阶多项式递减关系。     

低温感包覆火药装药膛压和初速变化规律分析

本文结合低温感包覆火药３７ｍｍ高炮射击试验结果，分析研究了该新型火药装药膛压和初速的变化规律，为低温感装药技术的研究及推广应用提供了有价值的参考。     

超高射频火炮射击实验及内弹道过程仿真

该文进行了超高射频火炮膛内串联排列的3发弹丸的射击实验，建立了膛内过程的经典内弹道模型，并进行了数值模拟。计算结果和实验结果很接近，表明该模型用于模拟超高射频火炮高频连发的膛内过程是可行的。利用该模型分析了射击频率对最大膛压和初速的影响，计算结果表明：超高射频火炮的射击频率应该有一上限，就是在上一发弹出炮口并且膛内压力下降到一定压力时再击发下一发弹，才能避免各弹丸之间的相互影响，使初速散布减小。     

膛口和一些简单的膛口装置周围的轴对称流场的有限差分计算

本文采用流体网格法对膛口和几种简单的膛口装置附近的轴对称流场作了数值计算。这个方法已扩展为一个能考虑火药气体和空气这两种介质的简单混合的程序。计算结果与无膛口装置时的阴影照相结果和有膛口装置时的挡板上的实际压力测量作了比较。     

某加农火炮膛内环境测试研究

该文主要介绍某加农火炮膛内环境的测试与结果分析。为该弹丸引信设计及膛作事故分析研究提供了实验方法与有关数据。该文提供了方法对其他大口径高膛压火炮膛内测试也有参考价值。     

串联双药室火炮经典内弹道模型及数值模拟

串联双药室火炮运用了一种新型发射原理,在膛压不高的情况下,可提高弹丸的初速,这对于现有火炮的改造具有广泛应用前景。该文建立了串联双药室火炮的经典内弹道模型,并进行了数值模拟,讨论了不同因素对内弹道性能的影响。计算结果表明,（１）装药质量比例对初速影响较大,有一个最佳值;（２）点火延迟也有一个最佳值,太大火药烧不完,太小起不到接力效果;（３）初速随活塞质量的变化是先增大而后减少。文末分析了串联双药室火炮的发展动向及应用前景     

随行装药火炮膛内流动参数特性研究

该文建立了随行装药火炮的一维两相流数学物理模型，并对某火炮的随行装药射击过程进行了数值模拟，研究了该随行装药火炮射击时膛内流动参数的变化规律。     

火炮内膛涂油弹炮接触熔化热流体模型与分析

该文就火炮内膛涂油条件下,弹丸在膛内高速运动中的弹炮接触熔化进行了分析,建立了涂油条件下的弹炮接触熔化热流体模型,进行了数值计算,计算了弹带熔化速度和厚度及其对弹丸摩擦系数的影响,结果与实验值吻合较好.计算结果表明:在弹丸滑动速度到达一定数值后,首发涂油时的摩擦系数与无油时一致.但在此之前,即弹丸运动初期的一段距离上,摩擦阻力大于后续各发,这是造成首发炮弹初速偏大,射程偏远的一个因素.该文所得结果可应用于内弹道计算,从而为认识弹丸在膛内强制滑动下的接触摩擦及其弹丸运动中的阻力机制,弄清炮膛涂油对弹丸初速的影响提供了理论依据.     

膛内多路瞬态信号硬线测试弹上系统研究

提出一种用于解决膛内异常现象探测问题的新技术 ,用PCM硬线传输技术来获取膛内多参数测试信号。研制出适于对火炮膛压单元、加速度单元和火药颗粒对弹底 (IT)作用力 3个物理参量进行测试的复合式压电传感器。并对测试系统及其传感器调理电路进行介绍。实验表明 ,该测试系统工作可靠     

弹丸连续挤进过程中身管坡膛受力和磨损分析

为研究弹炮匹配设计中弹丸连续挤进身管过程中坡膛结构的受力规律和摩擦磨损规律,建立了精细化的身管坡膛结构有限元网格模型. 在弹炮耦合热力学有限元模型基础上,综合考虑了火药燃气温度和压力、弹带与坡膛之间摩擦因数的影响,并结合Archard磨损模型,通过数值计算的方法,获得了连续射击环境下,身管坡膛结构的受力规律和由于摩擦导致的磨损量. 研究表明:所建立的精细化身管坡膛有限元模型在反映坡膛摩擦磨损方面具有一定的可信度,同时表明弹带的结构对坡膛受力规律及受力大小有重要影响;单发或者连续射击环境下,膛线起始部阳线过渡处受力和磨损较为严重.      

弹丸发射内弹道方程嵌入LS-DYNA数值模拟研究

为更好地分析弹丸发射内弹道过程,通过对LS-DYNA进行二次开发,将弹丸发射经典内弹道模型及火药气体状态方程引入有限元计算,并采用Lagrange方法对某弹丸发射内弹道全过程进行了数值仿真,成功模拟了火炮发射时火药燃烧推进弹丸运动的力学过程. 仿真结果表明：数值模拟获得的弹丸速度、弹后气体压力、弹丸过载曲线与经典内弹道计算结果一致性很好,同时数值模拟解决了经典内弹道无法获得弹丸具体受力情况和动态下的强度等问题.     

实用火炮内弹道计算程序

本程序可代替ГAY表来计算火炮弹药设计中通常所遇到的内弹道问题,其程序简单,使用方便,计算速度快,有多种功能,特别适于方案论证时使用。源程序用ALGOL—60语言编写,适用于DJS—6机。 程序功能 1.在火炮诸元、弹丸重量和火药牌号给定的情况下,计算内弹道诸元; 2.在火炮膛压给定的情况下,自动选择合适的火药尺寸(即I_K值),同时给出全部内弹     

火炮点火初期膛内火药床运动规律研究

利用连续三幅脉冲Ｘ光摄影技术，获得了３０ｍｍ玻璃钢火炮膛内早期点火阶段药床运动状况的阴影照片和示踪药粒沿药室轴向的运动速度。结果表明，火药床的运动规律与点火结构密切相关，均匀的中心传火管点火形式可以明显减弱火药床在弹底的堆积，对压力波起了抑制作用。     

火炮后效期非定常理论计算公式

火炮的后效期现象是一种比较复杂的非定常气体动力学现象。传统的后效期理论通常采用准定常假设 ,有些理论计算公式形式奇特 ,物理概念不清。该文对火炮后效期的理论计算公式作了系统研究 ,摒弃了准定常假设 ,求得了后效期膛内火药气体总动量变化率的解析解 ,得到了一套推理相对严谨、物理概念比较清晰的火炮后效期理论计算公式 ,包括后效期炮膛合力公式和一些后效期特征量计算公式。这些公式经实际应用检验 ,表明精度较好     

火炮寿命评估方法试验研究

为了研究磨损烧蚀火炮寿命 ,该文通过对以往火炮寿命评估方法进行分析 ,提出一种通过测量火炮内膛磨损烧蚀的新方法 ,判定火炮的弹道性能和所发射的弹数以及火炮寿命终止时的寿命发数。针对某些火炮 ,给出具体计算的经验公式 ,并通过一些试验数据对所建立的公式进行了验证 ,从而证明了采用测量火炮内膛的磨损烧蚀的方法来预测火炮寿命是可行的     

基于两相流动理论的点传火优化仿真

该文以火炮射击安全性为背景 ,利用两相流理论建立了火炮膛内过程的点传火优化仿真模型。以膛内压力波作为优化目标 ,对药包点火和中心点火管点火2种不同的点火方式进行了点传火条件的优化分析 ,并与实验结果进行了比较 ,两者有较好的一致性。这说明基于两相流动理论的优化仿真模型具有一定的可信度 ,它必将为火炮的装药及其点传火设计提供一种新的理论方法和工具     

某安全系统炮口失效机理分析

通过有限元方法,研究了安全系统在某大口径火炮的瞬态高过载下的动态特性. 基于膛内过载的试验测试结果,在软件中建立了安全系统有限元虚拟样机,并输入测试的弹道环境,利用有限元法进行仿真计算,得到安全系统在炮口处的强度特性;结合钟表机构的在膛内的运动,对安全系统的失效机理进行了进一步分析. 结果表明,炮口段作用在弹丸径向上的瞬态高过载是安全系统失效的主要原因.     

应用激波降噪机理的炮口消声器设计及试验验证

针对火炮的膛口噪声问题,提出了一种基于激波降噪机理的消声方法,利用超声速气流经过激波后总压降低、可用能量降低的特点来降低膛口噪声声功率,进而设计了一种膛口消声器,通过扩张段增加马赫数、收缩段产生激波可以不断降低火药燃气的可用能量,达到降低膛口噪声的目的。建立消声器的数值计算模型及仿真分析,研究了消声器内部的流体流动情况及激波形成过程,以炮口及消声器出口的总压降低情况分析了消声器的降噪效果,并设置外部监测点检测外部压力场的变化,最后通过试验验证消声器降噪效果。结果表明:基于激波降噪机理设计的消声器可降低膛口噪声19dB左右,且试验降噪量与采用总压降低量进行分析的降噪效果基本一致,证明了应用激波特性降低噪声以及采用总压降低量分析消声器降噪效果的可行性。研究内容为消声器设计提供了一种新思路,为炮口噪声的降低提供了理论及工程指导。     

火炮身管寿命预测问题的研究

该文根据火炮膛内烧蚀机理，提出了预测身寿命的过程和方法，首先按该心流为两相流，边界层为湍流的模式建立了预测壁温的腔内流动数学模型，对一定火炮进行了数值模拟，其次按膛壁烧蚀量与壁温成指数关系的经验公式计算烧蚀量。最后按烧蚀量计算弹丸初速下降量，再由初速下降百分量来预估身管寿命。