电热化学发射技术在大口径火炮上的应用前景

电能增强技术和等离子体点火技术是电热化学发射技术的两个重要研究方向.在目前技术水平条件下,利用电能增强技术来较大幅度提高大口径火炮炮口初速的方法是不可行的;利用等离子体点火技术增强火药燃烧性能可提高某大口径火炮2.6%的炮口初速,但该方式在电能的加载、时序放电的控制和火药气体的状态平衡方面存在很大的技术困难.等离子体点火技术较常规火炮的技术优势主要体现在提高火炮的弹道一致性及射击精度、弹道性能补偿和引燃更高密度发射药等方面,并预测了在将来高能高密度装药方面等离子体点火技术对提高炮口初速所具有的潜在优势.     

某大口径火炮两相流内弹道模拟

为了掌握大口径低膛压火炮初速或然误差的影响因素，建立了某大口径火炮两相流内弹道模型并完成了数值模拟。通过模拟装药分布、弹丸挤进过程、点火过程对火炮初速的影响，了解各种装药因素对火炮初速或然误差的影响程度。所得结果为进一步优化装药结构，提高初速稳定性提供参考。     

爆炸网络点火系统火炮模拟装置实验

介绍了安装有爆炸网络，以爆轰波传火的火炮点火系统，在一种大口径火炮模拟装置上，进行了空药室和装填模拟发射药条件下，爆炸网络点火系统对发射药点火实验，通过测量模拟装置药室不同位置压力，研究了点火系统点传火性能及其对发射装药的影响．结果表明，爆炸网络点火系统能够同时均匀地点燃的周围发射药，改善火炮点火条件，并同现有火炮击发方式和弹药结构相适应．     

高炮口动能大口径火炮中多点点火技术试验研究

为研究高炮口动能大口径火炮装药设计中的点火问题,进行了大口径炮用点火管多点点火的试验研究.设计了点火管的结构,设计加工了点火管多点同时点火试验的模拟装置,在模拟装置上测量了多段点火管多点同时点火的压力-时间曲线,分析了试验研究结果.进行了大口径长药室平衡炮的射击试验,结果表明,由多个点火头、黑火药点火药盒、蛇形黑火药袋、可燃中心传火管组成的多点点火系统的点火时间短,一致性好,能够满足高炮口动能大口径火炮装药设计的要求.     

大口径火炮中激光点火技术综述

简要叙述了炸药、烟火剂及火药的激光点火研究概况，激光点火条件下点传火特性研究才手段，大口径火炮中所应用的新型激光点火概念，激光点火的数学模型研究状况等，最后，对激光点火的研究工作提出了展望。     

多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响

为了给埋头弹内弹道设计提供理论依据,研究了埋头弹装填参数变化对内弹道过程的影响。基于两次点火及火药程序燃烧控制技术,开展了35mm埋头弹火炮内弹道性能试验,并建立埋头弹两次点火的内弹道理论模型,计算值与实测值吻合较好。在此基础上,分析了主装药装药量、弹丸质量、药室容积、火药力等参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响,研究结果对指导埋头弹火炮内弹道设计有一定的参考价值。     

高膛压火炮多点点火数值模拟

某高膛压火炮试验中发现多点点火方案的装药利用率较高，但膛内压力波较大，为了减小膛压内力波，完善多点点火方案，应用两相流内弹道理论对该炮的多点点火过程进行了数值模拟，数值模拟结果与试验结果有较好的一致性，通过数值模拟和分析，指出了减小膛内压力波可采取的措施，以确保高膛压火炮的内弹道性能稳定和装药安全可靠。     

提高点火管点火性能的一种方法

根据大口径火炮金属中心点火管设计要求，提出了一种改善点火稳定性的方法－将黑火药压实成饼状，装填入金属中心点火管中，通过改变药饼的几何形状、压药密度来调节点火压力，以匹配不同的发射装药结构。     

串联多药室火炮内弹道两相流数值模拟

为了利用串联多药室技术对现有火炮系统进行改造达到提高弹丸动能的目的,建立了某口径串联多药室火炮发射系统的物理模型及一维两相流数学模型,运用MacCormack差分格式对其进行数值模拟。利用编制的串联多药室内弹道仿真软件,研究分析了主副药室装药量比、副药室点火延迟及活塞质量对串联多药室火炮内弹道性能的影响。计算结果表明,串联多药室火炮可以在不增加膛压的情况下达到提高弹丸初速的目的为了利用串联多药室技术对现有火炮系统进行改造达到提高弹丸动能的目的,建立了某口径串联多药室火炮发射系统的物理模型及一维两相流数学模型,运用MacCormack差分格式对其进行数值模拟。利用编制的串联多药室内弹道仿真软件,研究分析了主副药室装药量比、副药室点火延迟及活塞质量对串联多药室火炮内弹道性能的影响。计算结果表明,串联多药室火炮可以在不增加膛压的情况下达到提高弹丸初速的目的对于改进和提高武器性能具有重要意义。     

埋头弹火炮内弹道及装药分析

埋头弹火炮内弹道发射与常规弹道发射明显不同之处是,弹丸是在点火药产生的气体推动下嵌入膛线,而且行程比较长.为使内弹道发射的稳定性提供保证对其装药设计进行深入研究,为工程应用提供理论指导.通过软件计算和试验的结果对影响内弹道的因素进行分析,并对弹丸嵌入过程进行研究.该装药结构设计合理可靠,该程序能够用来指导同类装药结构设计.     

火炮点火系统的发展与展望

回顾了火炮点火系统的发展历程，介绍了几种新的点火系统，对火炮点火技术研究提出了建议。     

激光多点点火二维两相流数值模拟

激光点火技术是一种新型点传火技术,为了研究激光多点点火对膛内压力波动、燃烧稳定性等的影响进行了数值模拟。以某短身管30 mm火炮激光点火过程为研究对象,建立了二维两相流数学物理模型,采用MacCormack两步预估校正差分格式及"运动控制体"运动边界处理方法实现数值计算。数值计算结果与实验有较好的一致性,对激光点火系统设计具有参考意义。     

大口径高速平衡炮点火具系统点火试验及理论研究

为了了解点火导线型号的不同对多点点传火系统一致性的影响,也为大口径高速平衡炮选择合适的点火导线提供参考,该文对常用的2种点火导线进行了多点点传火具的发火试验,试验结果表明:多根导线并联降阻,减小连接线长度,可以有效减小导线电阻对点火时间延迟的影响。在试验的基础上,对多点点传火管进一步进行数值模拟,验证了试验中所用24 m、10 mm²铜导线可以有效发挥点火同步性,减小压力波强度,满足了480 mm大口径高速平衡炮对多点点传火系统性能的需求。该研究为相关大口径火炮的点传火系统设计提供了理论和试验依据。     

火炮中激光多点点火技术试验研究

将激光多点点火技术引入火炮的装药结构中 ,可以取代传统的底部底火点火方式。本文介绍了在激光多点点火技术领域所开展的研究工作。这些工作包括 :激光多点点火系统光纤网络设计、激光感光—点火点材料选择和设计、光纤—金属密封封接技术研究 ;以及在 3 0 mm火炮上进行的激光多点点火试验研究。这些研究结果充分地说明了激光多点点火技术的可行性和可靠性以及良好的弹道性能 ,是一项具有广泛应用前景的技术     

长药室装药中多点点火技术试验研究

为解决大口径火炮长药室装药轴向点传火问题,针对药室长度超过3 m的长药室装药,设计了多点点火系统,进行了多点点火研究.运用高速摄像研究了点火头的发火一致性,结果表明,C型点火头4 ms内全部点燃,发火一致性高于A型和B型;测量了不同长度的多点点火管的压力-时间曲线,结果表明,两节和四节模拟装置试验p-t曲线基本重叠,时...     

轴对称两维颗粒轨道模型

建立了火药颗粒运动的两维颗粒轨道模型，用欧拉法这气相场，用拉格朗日法描述固相颗粒，并采用单元内颗粒源方法，对某中心点火结构３０ｍｍ火炮的点传火过程进行了数值模拟。     

迟发火对某内能源自动机动态特性的影响分析

为提高自动机射击的可靠性,分析迟发火对某内能源自动机动态特性的影响。通过分析该自动机闭锁时 的结构原理,建立该自动机闭锁击发时的虚拟样机模型。对首发、起始浮动和稳定浮动时闩座自由反跳情况进行动 力学仿真,并与实验结果进行对比,验证所建虚拟样机的可信性。在此基础上构建闩座相对于炮箱位移的判据,仿 真得到首发、起始浮动和稳定浮动时迟发火会对自动机造成的影响。结果表明：造成自动机故障的时间范围首发时 为10～30 ms,起始浮动时为6～34 ms,稳定浮动时为9～32 ms;该分析可为后续同样结构的内能源自动机设计提 供参考。     

一种新型固体随行弹药的实验研究

为实现固体随行装药的随行效果,设计了一种新型固体随行装药试验弹,对不同发射药进行了密闭爆发器试验,并开展了30mm火炮内弹道试验,分析了不同点火延迟机构的点火延迟效果。试验结果表明:RGD7-4/7发射药和2/1樟燃速相比5/7和4/7单基药更符合随行装药的速燃性要求,主装药采用5/7或4/7单基药装药,随行药室采用RGD7-4/7和2/1樟发射药,通过点火延迟机构控制合适的时间点燃随行药,可实现膛压P——t曲线压力平台;与常规装药对比,在膛压300MPa基本不变条件下,初速最高提高4.25%,表现出良好的随行效果。     

不同金属粉在等离子体点火中的作用研究

为了研究不同金属粉在等离子体点火中的形貌特征及对发射药点火燃烧性能的影响,设计了新型的圆盘状等离子体发生器,采用铝粉和铜粉进行了敞开环境中的等离子体点火试验及密闭爆发器中的点火燃烧试验。实验结果表明:与含铝粉的等离子体相比,含铜粉的等离子体点火产生的灼热粒子物质较多,更有助于发射药的点燃;而含铝粉的等离子体点火持续时间较长,使得发射药的燃气生成速率有了较大提高,改变了发射药的燃烧渐增性。说明金属粉的存在能够对等离子体的点火效能产生影响,通过选取匹配性的金属粉及等离子体的装填控制条件,有可能对发射药的燃烧规律进行控制。