火炮内膛烧蚀磨损研究综述

介绍了火炮身管的烧蚀磨损现象,分析了影响烧蚀磨损的主要因素,包括火药气体的热烧蚀、火药气体的热烧蚀以及炮管的机械磨损,提出了现阶段国内外火炮抗烧蚀磨损的主要手段和措施,包括研制耐热合金身管材料、改进发射药以及对内膛表面进行处理．     

烧蚀磨损理论下多参数变化对火炮内弹道性能的影响分析

为研究火炮烧蚀磨损对内弹道性能的影响,基于烧蚀磨损理论,建立了经典内弹道模型和火炮烧蚀模型。针对某火炮的试验结果进行了数值模拟,获得的不同磨损量条件下启动压力变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了多参数变化对火炮内弹道性能的影响。结果表明:身管烧蚀磨损会导致弹丸速度和火炮膛压减小; 增大装药量后,随着身管磨损量增大炮口相对初速减退量减小; 增大火药力后,随着磨损加剧炮口相对初速减退量增大; 全装药条件下,射弹数达到约420发时,炮口初速相比于新炮下降了7.53%,达到身管报废标准,此时身管报废。     

火炮膛内气流流动与传热的数值模拟

推导并建立了火炮膛内非定常湍流边界层微分方程组，进行了核心流为准两相流，边界层为充的膛壁传热计算，与实验结果表明，所建立的模型能够较好地模拟火炮膛壁表面的传热问题，对于身管烧与寿命的研究有重要意义。     

火炮全弹道过程仿真及应用

分析了建立火炮系统全弹道过程仿真软件的必要性和实用性,以某口径火炮配备脱壳穿甲弹的发射过程为例,建立完整弹道过程的仿真平台,从实际应用角度出发,在内弹道段上提供经典模型和一维两相流模型,在外弹道段上提供质点模型及六自由度刚体模型方便选择.系统软件采用模块化设计架构清晰,通用性和可拓展性强.最后通过对脱壳穿甲弹的全弹道过程仿真说明该软件能够完成弹道仿真的任务,并可以根据数据文件方便地分析全弹道物理过程.     

基于烧蚀磨损理论的某新型高炮内弹道性能预测

以某新型高炮为研究对象,基于火炮烧蚀磨损理论展开内弹道性能预测研究。对现有计算方法进行局部改进,分析火药气体作用下的弹丸膛内运动过程与弹丸受力。建立了身管烧蚀磨损后的内弹道仿真模型。对计算结果进行拟合,分别得到了径向磨损量与炮口相对初速下降量、最大膛压下降量之间的函数关系。     

火炮内弹道模拟实验方法研究

针对缩尺模拟炮动力学相似对内弹道性能的要求，以经典内弹道理论为基础，推导了火炮内弹道相似的准则，在对相似准则放宽的基础上，讨论了在采用同种火药的情况下，弹丸质量，装药量以及结构尺寸与原炮的相似关系。结合工程实践，进行了数值计算，得到了和相似比预测基本吻合的结果。     

锥膛炮内弹道建模与仿真计算

为了解决锥膛炮内弹道的建模仿真问题,在经典内弹道理论基础上引入了有限元分析方法和修正次要功系数方法。根据锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点,将锥膛炮的内弹道过程分为第一直膛时期、锥膛时期和第二直膛时期。在运用LS-DYNA软件对锥膛时期弹丸裙环变形进行有限元分析的同时,结合MATLAB软件对其内弹道进行了建模仿真,得出了该锥膛炮内弹道时期膛压—时间曲线、速度—时间曲线。通过与全直膛炮的内弹道计算结果和试验结果比较,证明了所给方法的可行性。     

火炮内弹道的计算机辅助设计

本文对ＳＵＮ工作站上实现火炮内弹道的计算机辅助设计技术进行了有益的探讨，并详细介绍了该内弹道程序的数学模型，功能，性能特点及其在工作站上的实现方法，希望能对火炮ＣＡＤ技术的发展起到抛砖引玉的作用。     

火炮内膛破坏机理

火炮射击时,内膛表面的结构会出现破坏现象,尤其是膛线起始部最为严重。为了保证火炮的使用效能,减小内膛表面的破坏程度,从破坏的特点出发,具体分析了火炮内膛的破坏过程及破坏程度的分布情况,并针对影响内膛结构的诸因素,在热烧蚀效应、化学效应和机械磨损效应等3个方面重点分析了火炮内膛的破坏机理,并提出了降低内膛破坏程度的几种措施。     

火炮动态模拟试验机内弹道数值模拟

在介绍火炮动态模拟试验机工作原理的基础上，分析了模拟试验机的内弹道特点，利用经典内弹道学和系统动力学理论，建立了模拟试验机的内弹道理论计算模型，给出了实例，结果表明，计算结果与实测结果具有较好的一致性。     

多联装内弹道仿真分析

文中通过建立多联装内弹道数学模型．仿真分析了不同点火间隔的情况下，每发弹丸的初速、内弹道时间、膛压的变化规律。对多联装内弹道设计有一定的参考价值。     

变威力发射内弹道数值模拟

利用弹丸在膛内运动时排出部分火药气体以减小膛压是实现变威力发射的有效途径,在反恐防暴领域具有重要意义。根据经典内弹道理论及气体动力学原理,建立了变威力发射过程的内弹道数学模型,利用该模型编制计算程序对某防暴枪变威力发射内弹道过程进行了数值仿真,并研究了泄气孔位置、面积及气室容积等参数对初速、膛压的影响规律,数值仿真结果与试验结果有较好的一致性,验证了所建模型的正确性与可靠性,研究结果对变威力武器研制具有重要的指导意义。     

基于组件的弹射内弹道建模技术

根据弹射器的结构特点以及经典零维内弹道假设,建立了内弹道仿真的数学模型,同时按弹射器的功能特性人为将全系统割分多个标准组件模块,并分别对各组件模块的物理特性构建了独立的分析仿真模型;最后在 Mat-lab ／SimuLink 平台上搭建了基于标准组件的弹射系统集成仿真模型,并对某系统进行了仿真计算,计算结果与试验结果基本相符。     

金属风暴武器耦合内弹道选药试验分析

介绍了用平均膛压、弹底压力和膛底压力描述的金属风暴耦合内弹道方程、耦合内弹道次要功系数,以及用绝热方程描述的火药气体后效期。分别在同装药量和优化装药结构条件下,计算典型耦合内弹道参数,并解释其物理现象。证明斯鲁哈斯基公式不适用于耦合内弹道选药计算,需要利用耦合内弹道程序修正药量。     

基于方案满意度的火炮内弹道优化设计

火炮内弹道设计的关键是弹道方案的选择,弹道方案选择属于一类多指标优化问题,最优解依赖于指标权重。文中针对指标权重信息不完整的情况,依据弹道方案综合指标理想值、负理想值建立弹道方案满意度的概念,并通过求解一系列关于弹道方案线性规划和一个方案满意度线性规划,分别获得综合指标理想值、负理想值和指标权重值,从而得到各可行弹道方案的优劣顺序。某型火炮的计算实例表明,该方法是有效的。     

二次燃烧对燃气弹射内弹道影响三维数值研究

为了进一步研究二次燃烧对燃气弹射内弹道的影响,采用三维非稳态雷诺平均Navier-Stokes方程和重整化群湍流模型对燃气弹射过程进行数值研究,运用动态分层动网格技术模拟尾罩的运动。与实验结果对比表明,二次燃烧工况获得的内弹道参数更接近实验值。数值研究结果进一步表明:多组分工况获得的燃气与空气接触面光滑,而二次燃烧工况接触面呈现褶皱现象; 初容室内氧气质量分数的变化规律表明,二次燃烧现象发生在燃气发生器工作后的0.2 s内。受初容室内二次燃烧影响,弹射加速度呈现初期时二次燃烧大于多组分工况,后期多组分工况大于二次燃烧工况现象; 二次燃烧现象提前了飞行器的出筒时间,减小了飞行器的出筒速度。     

管状发射药内弹道模型及计算

该文根据未开槽管状发射药的装药结构特点,将火药床分为管内部区域、管外气相区域与固体发射药三个区域.每个区域建立相应的基本方程组以及初边条件,药条破裂采用临界破裂压力差准则.数值计算结果表明,管状发射药在射击过程中运动位移较小,并且在点传火阶段透气性好,压力振荡幅值小.文中还给出了药条破裂前管内外流场的详细分析.     

随行装药内弹道数值模拟

本文分析了随行装药技术提高火炮初速的机理,给出了随行装药的内弹道计算的经典简化模型,并列出了部分理论计算与实验的结果.     

某防暴枪准两相流内弹道模型及数值模拟

从近代内弹道学理论入手,在欧拉坐标系下建立某防暴枪内弹道准两相流的数学模型。在给定假设条件下,给出模型的基本方程组及其定解条件。利用Fortran语言编制膛内准两相流场的计算软件,并以18.4 mm某防暴枪为例,获得该防暴枪准两相流各参数的变化规律。该研究可为进一步研究防暴武器工作机理打下坚实的基础。     

内弹道循环的随机模拟

从试验设计角度出发,借助动力学仿真软件ADAMS开发的内弹道计算模块,对内弹道循环进行了随机模拟.以机枪弹内弹道循环为例,选择装药量、火药力、药厚为设计变量,设计目标为最大膛压值及弹丸出膛口速度.分为确定正态分布均值及方差、选择相应方式进行试验设计、生成工作空间矩阵等步骤.每次试验设计取工作空间矩阵中的一行参数进行仿真.