发射装药发射安全性评定技术的研究进展

介绍了发射装药发射安全性研究进展。弹底附近的发射药床在点燃前的大规模破碎是导致膛炸的根本原因,沿着这一主线,系统论述了发射装药发射安全性评定技术框架。发射装药发射安全性试验包括：膛内燃烧与力学环境物理仿真试验、发射药床挤压破碎模拟试验和发射药活性测试试验。弹底发射药床挤压破碎程度是发射安全性判据的立足点,用初始相对活性比可表征破碎程度,指出了评定发射装药发射安全性的判别准则。     

对发射装药引起膛炸机理的讨论

从发射药床破碎导致发射安全性问题的角度出发,指出用基于起始负压差和敏感度试验的压力波安全性标准评定发射装药发射安全性的依据不充分,而且可操作性差。一般情况下,压力波强度与最大膛压之间不存在对应关系。压力波大小既不能表征膛内发射药的破碎程度,也不能准确完全地反映发射药破碎所处力学环境。评定发射装药发射安全性的判别准则应当建立在刻画发射药床破碎程度的基础上。     

发射药床挤压破碎的试验模拟

发射药床挤压破碎的物理仿真是火炮发射装药发射安全性研射药床挤压破碎物理仿真试验装置.用半密闭爆发器作为压缩动力源,其可控性使该装置能物理仿真各种火炮发射装药弹底药床点燃前所处的力学环境.用温度远远低于火药气体的惰性气体压缩被模拟的药床,既保证了物理仿真的真实性,又有效保护了挤压破碎后的药粒不被点燃.多次试验再现了膛内发射药床的力学环境和挤压破碎状况.该装置可用于研究发射药床的挤压破碎规律.该试验装置工作可靠,可操作性好,解决了发射装药发射安全性研究的一个关键问题.     

高装填密度装药技术中的选药计算

本文围绕叠片药这一装药技术,对某炮进行了有关选药计算,研究了制式火药与叠片药之间的弧厚配比和质量配比关系,并得出了一些有实用价值的结论.     

液体射流破碎机理及其在再生式液体发射药火炮中的应用

本文对液体射流各种破碎机理进行了讨论.对于再生式液体发射药火炮.假设液流破碎主要是由于环境气体和液流间的气动力作用引起的.根据扰动产生液流不稳定理论,确定出相应液滴形成的最大波长值以及从射流表面形成液滴的质量速率.并对120 mm再生式液体发射药坦克炮内弹道循环初期,进行了雾化计算.根据给出的近似液面燃速公式,估计再生式液体发射药火炮内弹道循环初期液体雾化所占比重,对再生式液体发射药火炮进行了液体燃料初期堆积的预测.     

液体发射药在随行装药技术中的应用

随行装药技术是一种在不增加最大膛压条件下,能有效提高火炮初速的装药技术.国外一直没有停止对该技术的研究,但是由于缺乏性能稳定高燃速火药,人们对于随行装药技术的研究工作一直难以取得根本性的突破.液体发射药的研究和使用,为随行装药技术的研究工作指明了新的方向.该文介绍了国外对于液体发射药随行装药技术的一些研究状况.     

某新型发射药在身管附加装药中的应用研究

为研究身管附加装药的类压力平台增速效应,采用了在弹道枪炮身管上安装附加药室的试验装置。其主药室装药采用6/7-XDGZB高能硝胺发射药,附加药室装药采用4/1-XDZJ高能发射药。密闭爆发器试验和内弹道试验结果表明:6/7-XDGZB发射药具有起始缓燃性,4/1-XDZJ发射药具有速燃和渐减燃烧特性,两者配合在膛内燃烧,在最大膛压基本保持不变的情况下,初速从空白装药(传统的单一装药,没有附加装药)的981m.s-1提高到附加装药的1063m.s-1,提高了82m.s-1,增幅为8.4%,示压效率由0.47提高到0.58。     

发射药燃速压力指数对火炮内弹道的影响

为研究新型高能发射药的内弹道性能,采用经典内弹道数学模型理论模拟了发射药的燃速压力指数对火炮内弹道性能的影响.结果表明,发射药燃速压力指数的大小及其随压力的变化规律对内弹道性能有很大的影响,对于燃速压力指数随压力升高而减小的新型高能发射药,可获得较高的内弹道示压效率,降低膛压和弹丸初速对发射药装填条件的敏感性.采用传统的平均燃速压力指数来预测该类发射药的内弹道性能,将出现明显的偏差.     

串式装药两相流模型及数值求解

为改善串式装药的内弹道性能,对超高射频弹幕武器的核心技术串式装药进行研究。根据内弹道学及两相流相关基础知识,通过合理假设建立了串式装药的准两相流内弹道数学物理模型,给出计算方法,并采用MATLAB编写了计算程序,以30 mm口径武器为基础进行了数值求解,对求解结果给出了较好的三维图例,反映了发射药的燃烧规律及弹丸的运动过程。从理论上对侧药室密封和不密封进行了计算。结果表明,在最大压力保持基本不变的情况下初速由未密封时的588.4 m/s提高到密封后的626.3 m/s,初速提高了6.4%,对侧药室密封能够在一定程度上改善串式装药的内弹道性能。     

液体发射药火炮发射安全性的分析

该文分析了影响液体发射药火炮发射安全性的几个主要因素.文中介绍了以硝酸羟胺为基的液体发射药的一般易损性能的试验结果,指出了这些方法作为评估发射安全性的局限性.液体发射药在火炮工作条件下,受到绝热压缩和喷射雾化时产生的热刺激,容易引发非期望点火,对发射安全性有重要的影响.此外火炮内弹道性能、喷注装置的结构、膛内压力振荡对发射安全性影响也应引起研究者的重视.     

大口径高速平衡炮不同发射药应用探讨

为了保证平衡炮在大药室、长传火距离和大装药量装填条件下的发射安全,讨论了大口径高速平衡炮发射一般发射药的选择原则,用经典内弹道理论对不同发射药作了计算与分析,在建立平衡发射两相流理论模型的基础上对管状药和粒状药的发射作了压力渡强度安全对比分析,结果表明,所设计的装药结构在保证发射初速大于960 m/s的要求下,膛压低于300 MPa,压力波动也在安全范围之内,总体上选用双基管状药优于三基粒状药.     

燃烧轻气炮发射药成分对内弹道性能的影响分析

为分析不同发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能的影响,通过计算流体力学方法对燃烧轻气炮燃烧室的三维氢燃烧流场进行数值模拟,湍流模型采用RNGk-ε双方程模型,氢气燃烧采用EDM涡耗散模型模拟.结果表明,在发射药中加入适当含量的稀释气体能够有效地控制发射药的燃烧,减小燃烧室内压力振荡,降低燃烧室平均温度;采用氢气发射药比甲烷气体具有更好的内弹道性能;发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能有显著影响.     

基于多层发射药内弹道模型的软件设计与实现

建立了多层发射药内弹道模型,并以该模型为基础,采用MATLAB程序语言进行软件开发,介绍了软件体系的结构和程序流程,并用模块化思想提高软件的可扩展性和重用性;利用编制的软件对多层发射药内弹道过程进行仿真模拟计算,并将模拟计算结果与30 mm口径火炮的内弹道性能实验结果进行对比;结果表明:采用本模拟计算软件所得计算结果与试验结果吻合,具有较好的一致性,为多层发射药的内弹道性能研究以及发射药装药设计提供理论参考依据。     

发射药及装药的清洁燃烧技术概述

针对武器设计中提高能量利用率和降低射击污染的要求,对发射药及装药的清洁燃烧技术研究进行了初步概述.分析了发射药及装药清洁燃烧技术研究的重要意义,以及射击污染的来源,认为发射药设计和装药设计的不合理性是射击污染的两个主要来源;实现发射药和装药清洁燃烧的可行途径主要有:优化发射药的配方设计,设计高渐增性药型发射药,装药结构...     

大口径火炮压力波分析

本文应用膛内反应两相流动的数学物理模型,采用在药室中设置有质量、动量、能量交换的中心点火管,发射装药,弹与膛壁间隙区等多排平行一维网格的摸拟方法,分析了药包装药结构下的大口径火炮膛内压力波的形成过程,讨论了影响压力波形成与发展的各种因素。     

发射药床自然堆积模拟

为进行发射装药挤压破碎动力学研究,通过几何方法构建了初始构型下发射药床的动力学模型,采用牛顿-欧拉方程描述发射药粒的运动过程,应用线性连接目录法建立每个药粒的邻居目录,建立发射药粒接触识别算法及三维块体接触模型,在邻居目录内应用射线交叉法进行块体间的接触检索,模拟了发射药床在重力作用下的自然堆积过程.获得了发射药床的密...     

几种液体发射药撞击敏感性的实验研究

通过对四种液体发射药的撞击试验研究，为液体发射药火炮系统的安全设计、使用和贮存提供了可靠参数，并探索了建立液体发射药撞击敏感性试验标准的途径。     

四级渐扩型BLPG内弹道特性实验研究及数值模拟

以整装式液体发射药火炮(BLPG)为研究背景,设计了一种小口径四级渐扩型整装式液体发射药燃烧推进模拟装置,实验测得该装置药室内部的p-t曲线。在经典的液体炮内弹道数理模型基础上,构建了一种全新的四级渐扩型整装式液体发射药火炮三阶段内弹道模型,并得到了数值模拟结果。结果表明:药室内燃烧压力与时间的模拟值与实测值吻合较好,计算模型合理,可用于指导渐扩型整装式液体发射药火炮的内弹道设计。采用渐扩型的药室结构可以促进燃烧稳定性。     

膨胀波火炮两相流内弹道性能分析与数值模拟

根据膨胀波火炮(RAVEN)系统的发射机理及结构特点,采用两相流理论,建立发射过程中计及膛内气固两相相间作用及后喷装置动态打开过程的两相流内弹道模型,给出了相应的数值求解方法。通过对RAVEN内弹道过程的求解分析与实验比对,得到了发射过程中,膛内火药燃烧及燃气流动状态的变化规律,给出了后喷装置引入所产生的有别于传统闭膛火炮系统的膛内流动现象,验证了RAVEN内弹道两相流模型的正确性。通过数值求解计算可得到:1)RAVEN系统在不影响炮口动能的前提下后坐冲量减小53.04%,身管热量降低50.42%;2)后喷打开时机越早,减小系统后坐,降低身管热量的能力越强;3)喷管截面参数的变化对减小系统后坐、降低身管热量能力的影响很小。     

Discussion on Mechanism of Breech-Blow Caused by Propellant Charge

From the view point of launch safety caused by fracture of propellant charge, this paper points out that the safety criterion of pressure wave is inadequate to evaluate the launch safety of propellant charge based on the initial negative differential pressure and sensitivity tests. Generally, the maximum barrel pressure does not depend upon the intensity of pressure wave correspondingly. The pressure wave intensity can not describe the fracture degree of propellant charge in chamber and reflect the mechanical environment of propellant charge fracturing exactly and wholly. The evaluation criterion for launch safety of propellant charge should be built on the basis of depicting the fracture degree of propellant bed.