155mm火炮全等式模块装药的可行性讨论

对155mm火炮全等式和不等式两种模块装药的结构和弹道性能分别进行了比较分析，对全等式模块装药中存在的技术难题和解决途径做了详细的讨论。分别从理论和实验结果方面证明了全等式装药的可行性，认为国内155mm火炮可以通过采用混合装药和低温度系数装药技术实现模块装药的全等。     

模块装药火炮内弹道二维两相流数值预测

根据模块装药火炮复杂装药结构的特点,考虑了隔仓及环形间隙区的作用并建立了轴对称二维两相流内弹道理论模型。数值预测结果表明,膛底、药室口部曲线与实验有较好的一致性。文中还给出了模块装药膛内发射过程的详细计算结果,对于指导该类装药设计具有重要意义。     

火炮射击环境温度对膛内模块装药热安全性的影响分析

为分析模块装药在火炮连发射击直至内膛温度达到可能发生烤燃响应的温度值后留膛热安全性,建立了火炮膛内模块装药二维非稳态烤燃模型。采用计算流体力学Fluent软件,对装填单基药的可燃模块进行了烤燃模拟。数值分析了50 ℃、20 ℃、0 ℃、-20 ℃和-40 ℃ 5种环境温度下,火炮以1发/min持续射击一定发数后装填入膛的模块装药在留膛期间的烤燃特性。结果表明：射击环境温度越低,连发射击后膛内模块装药的烤燃响应时间越长;5种温度对应的烤燃响应时间分别为136.0 s、176.4 s、205.7 s、237.4 s和278.5 s;每种射击环境温度下均是靠近模块盒右侧端面处的单基药最先着火,并形成环形烤燃响应区;不同射击环境温度下单基药的烤燃响应温度范围为454.2~462.6 K.     

随行装药火炮经典内弹道模型与实验技术研究

对随行装药理论和实验技术做了进一步的研究。建立了更能反映膛内气体流动、能量转换的经典内弹道模型，并引入了包覆、钝化火药的计算方法。对随行装药的最佳随行效果和点火延迟时间进行了论证和分析。同时，还介绍了随行装药实验技术研究的部分结果。     

单模块装药膛内流场特性试验及数值仿真

模块装药是目前大口径加榴炮主要的装药结构之一。为了更加精确地研究单模块装药膛内燃烧的内弹道特性,分析膛内燃气流动及压力波变化规律,设计了模块装药燃烧模拟试验平台,并进行了单模块装药的膛内燃烧试验。根据模块装药的特点,分区域建立了模块装药轴对称二维两相流内弹道模型。基于高阶精度MUSCL（Monotonic Upstream-centered Scheme for Conservation Laws）格式,数值模拟了单模块装药药室内部点传火过程。结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,不同测试点的压力曲线的计算峰值误差均低于4%,表明所建立数学模型和使用的计算方法能够较好地描述单模块装药药室内部燃烧过程。结果还发现,在t=5.0 ms前,由于模块未破裂,药盒端盖的阻隔导致主装药燃气无法及时向药室扩散,仅传火管燃气对膛内流场造成微弱的影响,这一时期药室内部压力最大值比传火管右端未破膜前仅上升约4.3%;当模块破裂后,模块与药室边界处存在3.05 MPa的压力梯度,使得火药燃气及固相颗粒沿轴向快速向药室自由空间流动,在弹丸底部区域形成较强反射压力波;随着时间的推移,压力波反复震荡,并逐渐减弱。     

模块装药膛内受热及其射击工况对它的影响

针对模块装药膛内滞留的热安全性问题,给出了模块盒受热的简化模型,并给出了理想状况下的解析结果,得到了模块盒在膛内滞留受热期间的温度响应.分析了不同射击工况下身管温度的响应特征,考察了射击工况及环境温度对模块盒温升过程的影响.结果表明,射击工况对模块盒温升影响显著,温升差别高达30℃左右,而环境温度影响甚微.结果还表明,身管报警装置对确保模块装药的热安全性有着至关重要的影响.     

火炮膛内压力波的定量研究

从国内外发表的大量文献看,对火炮膛内压力波的研究大多数集中在从实验结果定性分析各种因素对压力波的影响规律,对压力波的定量研究则较少。本文从不同的角度提出了对压力波定量分析的几个方面和定量研究的方法,并指出应加强对压力波整体特性的研究。     

模块装药快速烤燃特性的数值预测

为了研究模块装药的热安全性,基于可燃药盒材料和单基药的化学反应机理,建立了模块装药的二维非稳态烤燃模型。在外界升温速率为1～10 K·min~(-1)下,分析了模块装药的快速烤燃响应特性。结果表明,模块装药最初的着火位置均是在靠近可燃药盒内壁面左右两侧的单基药中,点火区为两个环形响应区。随着升温速率的提高,环形响应区将从单基药内向药盒内壁面方向移动,但外界升温速率的变化对模块装药点火位置的影响较小。在1,6,10 K·min~(-1)升温速率下,单基药发生烤燃响应的点火温度分别为458.2,453.9 K和455.7 K,与文献中实验所测得的点火温度(443～463 K)基本吻合。外界升温速率的变化对模块装药发生烤燃响应的点火温度影响较小,但随着升温速率的提高,模块装药发生烤燃响应的点火时间呈指数型衰减。     

模块装药压力波数值模拟

应用两相流内弹道理论,以模块装药火炮内弹道试验为背景,建立了模块整体运动的两相流内弹道模型,并对小号装药进行了模拟。数值模拟结果与试验结果有较好的一致性。通过分析得到了影响小号装药压力波的两个主要因素。研究结果对改进小号装药的装药结构,确保模块装药的安全性和稳定性有重要意义。     

模块装药的内弹道分析

压制火炮中 ,模块装药以其模块化的装药结构特征及模块材料参与发射过程的装药组成特征 ,不同于传统的装药方式 .本文以模块装药的弹道试验及弹道计算为基础 ,分析发射过程中 ,模块化的传火及装药结构 ,高燃烧猛度的模块材料对弹道性能、弹道安全性的影响 ,分析模块材料低爆温特征及质量跳动对身管烧蚀性及弹道稳定性的影响 ,反映模块装药的内弹道特征     

传火管中不同装药结构传火性能试验研究

点传火技术是大口径火炮装药中的关键技术之一，文中详细介绍了点传火模拟试验的研究工作，对不同装药结构的点传火特性进行系统的研究，给出了黑火药药袋、管状药与LVD管等不同的点传火结构对p-t点传火性能的影响。试验结果表明，轴向火焰传播速度对曲线与破孔规律有较大的影响，新型点火具LVD管在提高点传火性能方面有较大的作用，研究的结果对于模块装药的点传火结构设计具有重要的参考价值。     

梯黑药柱的改性研究

用６５份黑索今（０．６５份高聚物包覆的）和３５份梯恩梯进行真空熔药（温度８５～９０℃），然后注入模具中，在室温下降温，凝固制成梯黑药柱。用渗油性和尺寸测量的方法测得结果表明：该药柱的渗油性和不可逆长大量，均明显地低于含ＭＮＴ的梯黑（ＲＨＴ－９０２）药柱。     

非限定药柱实验热爆炸研究

本文主要介绍了非限定药柱的实验热爆炸过程，并得到了有实用价值的结果。     

工件淬火过程数值模拟研究

论述了工件淬火过程三维温度场、应力场数学模型。利用ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序和自行开发的淬火过程工件／介质边界换热条件程序，对淬火过程的三维温度场、应力场进行了数值模拟。与实验结果比较，吻合较好，误差在１０％以内。     

消融控制电弧等离子体发生器的数值模拟

利用可消融材料制成毛细管,在其两端阳极与中空阴极间进行大功率放电,形成高压等离子体源．这种技术可应用于电热／电热化学超高速推进技术．本文在处理这类问题的时间相关两维统一模型基础上,针对狭长毛细管及径向快速松驰条件,运用积分平均方法,建立了能反映这一物理过程主要特征的时间相关轴向一维模型．计算表明：本文所建模型与计算方法能正确再现受限毛细管高压放电的主要物理过程,计算结果得到了实验验证     

分装式高装填密度火炮内弹道两维多相流数值模拟

在含多种点火元件的分装式高装填密度坦克炮中，考虑点火管，弹丸尾杆作用建立了轴对称两维多相流数学物理模型。并对其进行数值分析，结果表明，弹底和膛底曲线与实验有较好的一致性，坡膛和尾杆处的流动壅塞引起了膛内局部压力升高。     

扩散过程在仿真中的应用研究

有许多实际系统都可以归结为扩散过程。如何对扩散过程进行仿真 ,是一个需要研究的问题。本文利用扩散过程的马尔可夫性、转移概率密度和小概率事件在一次试验中不可能发生的统计推断原理 ,提出了一种似然函数和对扩散过程的判别、参数估计、模型检验和仿真算法 ,它对提高仿真的可信度和实时性都具有一定的意义。这种方法和思想对不遍历的平稳与非平稳马尔可夫过程的参数估计、模型检验也具有一定的意义。