基于两相流内弹道的火炮炮膛合力计算

炮膛合力计算多是采用只能计算膛内空间平均压力的经典内弹道模型,必然导致计算结果与实际射击过程有较大偏差.针对此问题,提出利用内弹道气动力模型取代经典模型,建立基于准两相流内弹道的炮膛合力计算模型,采用Godunov差分格式对内弹道方程组进行数值求解,得到膛内压力分布规律,进而得到炮膛合力.通过算例结果与理论值对比,验证了该方法的有效性和可靠性,为进一步提高火炮后坐运动建模与分析的准确性奠定了基础.     

计及火炮运动的内弹道修正模型

本文利用多体系统动力学的分析方法给出了弹丸及火药气体的运动学公式,推导了计及火炮运动的经典内弹道方程。分析了弹丸在膛内时期的运动和受力,通过联立全炮系统运动微分方程和内弹道方程求解了火炮和弹丸的运动和受力规律。为火炮的结构设计和射击密集度分析提供了理论依据。     

一种火炮内弹道性能评估方法

通过对身管特征段内径变化量的测量,来确定在任意状态下内弹道性能的变化情况,在大量实验数据的基础上,给出了某火炮内弹道性能评估公式,并对此进行了实验验证,同时还给出了火炮寿命发数评估的经验公式。     

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。     

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.     

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。     

某大口径火炮弹丸卡滞的内弹道计算与分析

针对某次膛炸事故,从经典内弹道和一维两相流内弹道两个方面建立了弹丸卡滞的内弹道数学模型,并进行了计算与分析。经典内弹道计算结果认为,在弹丸发生卡滞时刻,大部分发射药已燃烧,膛压曲线处于下降阶段,弹丸卡滞后,膛压虽有一定程度的上升,但膛压上升幅值并不大。一维两相流内弹道计算结果认为:弹丸卡滞时,膛底压力明显处于下降阶段,而弹底压力则在峰值附近,当弹丸突然停止运动后首先引起弹底压力骤升,上升幅值超过50%,压力波从弹尾向膛底传播引起膛底压力上升,压力波到膛底后反射,又向弹底传播,形成膛内压力的剧烈震荡,且压力波整体上呈振荡收敛趋势。     

再生式液体发射药火炮结构和装填诸元变化对弹道性能影响的分析

本文应用再生式液体发射药火炮的经典内弹道数学模型,讨论面积比A_c/A_R、活塞质量M_p、喷射孔总面积A_D、喷射孔长度L_D及弹丸行程长I_g等结构诸元和装药质量M_D、装药性质及弹丸质量m_s等装填条件的变化对内弹道性能的影响。所得出的影响规律对火炮的再生喷注装置设计和装药设计有其指导意义。     

榴弹炮装药结构对内弹道性能的影响

装药结构是影响内弹道性能的一个重要因素，通过对某榴弹炮发射装药结构的讨论，从点传火系统、基本装药等方面论述了榴弹炮装药结构对内弹道性能的影响。     

表面处理对单基药燃烧性能的影响

以5%多苯基烷基多异氰酸酯丙酮溶液为表面处理剂,对单基药的表面进行了化学和物理的综合处理方法。采用定容燃烧试验,考察了此方法对单基发射药燃烧性能的影响。结果表明,该方法处理后的单基药,燃烧中后期燃气生成猛度及活度增加,有利于提高发射药的能量利用率,燃气释放规律更符合内弹道理论的要求;该方法表面处理层的合适厚度约为45μm,过多的表面处理将降低调控发射药燃烧性能的效果。     

某口径埋头弹火炮的密封与装药设计

埋头弹(CTA)火炮是新发射原理火炮,弹药和火炮结构均不同于普通火炮,而旋转药室的密封和装药设计是其研制的两项技术关键。为了获得良好的内弹道性能,该文研究了CTA火炮的发射原理,在多次实验的基础上对某口径CTA火炮的装药结构进行了设计,给出了传火管的长度与材料、导向管的结构与材料,以及弹丸前端增加定位片的方案。为了确保旋转药室与炮身间的气体密封,设计了一种新型的组合自紧式密封系统,成功地解决了这种径向瞬态高压密封问题。同时,介绍了有关实验情况,特别是已被实验证明是有效的技术和经验。     

漏液对火炮性能的影响仿真及灵敏度分析

基于ADAMS建立了用于仿真火炮漏液故障影响的虚拟样机模型,仿真结果与试验数据对比,验证了虚拟样机建立的可信性。通过相对灵敏度分析,获得了驻退机漏液和复进机漏液对火炮工作性能指标的影响程度,仿真得到了驻退机漏液和复进机漏液的变化阈值。     

密度和冲击强度对ETPE发射药燃烧特性的影响

通过密闭爆发器、高压熄火装置、扫描电子显微镜(SEM)以及发射药理化性能检测技术,研究密度和冲击强度对含能热塑性弹性体(ETPE)发射药燃烧特性的影响。结果表明,BAMO/AMMO基ETPE发射药的实测密度大于理论密度的84%时,密度对燃烧特性影响明显,密度增加,燃烧速度、燃速系数和压力指数降低;冲击强度与燃烧速度和燃速压力指数呈一定负相关性。     

铝薄膜含量对RDX基铝薄膜炸药水下爆炸性能影响

将传统含铝炸药中的铝粉用铝薄膜代替,得到铝薄膜炸药。用水下爆炸对比实验得到了铝薄膜含量为10%~40%的混合炸药与黑索今(RDX)在不同位置的压力-时程曲线。经过分析与计算得到了不同铝薄膜含量混合炸药的压力峰值、冲量、比冲击波能、比气泡能。结果表明:铝薄膜含量为10%时,铝薄膜炸药冲击波冲量相对于RDX提高了9%~9.5%,铝薄膜炸药比冲击波能相对于RDX提高了9%~12%。铝含量对铝薄膜炸药水下爆炸性能的影响不同于传统含铝炸药,主要由铝薄膜炸药的药柱结构与铝薄膜反应程度引起。     

等离子体点火对高能硝胺发射药点火性能影响研究

采用等离子体点火的方法研究了高能硝胺发射药在不同等离子体射流条件作用下的点火特性,与常规点火方式的点火特性进行了比较,分析了不同点火方式下高能硝胺发射药的静、动态点火效果,并探讨了调节等离子体点火能量对发射药点火性能影响。试验结果表明：与常规点火方式相比,等离子体点火延迟时间明显缩短;增加等离子体点火能量会使发射药点火时间短、燃烧速度快;密闭爆发器中,随着发射药装填密度增大,点火和燃烧时间均变短;受等离子体射流点火的影响,等离子体点火膛压曲线上升前期坡度比常规点火膛压曲线陡,对发射药点火燃烧影响更显著。     

屈服应力对磁性液体密封性能的影响

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。在应用中发现,随着时间的推移,静止放置的磁性液体密封的耐压都将升高;如果是旋转密封,启动扭矩将增大。实验测定了磁性液体密封的启动扭矩和密封耐压随静置时间的增大关系,分析了引起这一现象的原因,修正了磁性液体密封的耐压和扭矩公式。结果表明,磁性液体的屈服应力大小是影响磁性液体的密封耐压和启动扭矩增大的主要因素,屈服应力越大,磁性液体密封的耐压和启动扭矩越大。研究结果为减小磁性液体密封的启动扭矩提高磁性液体密封的耐压性能提供了实验和理论参考。     

坦克炮发射角对炮塔座圈动力学行为及其润滑性能的影响

坦克炮不同发射角下炮塔座圈受到来自多方向力和力矩以及强冲击载荷的联合作用,加之润滑脂非线性流变特性的影响,引起其动力学行为和润滑性能的动态演变,进而显著影响坦克炮射击精度和工作性能。考虑不同发射角的影响,开展炮塔座圈受力分析、接触半径分析和运动分析,通过动力学仿真获得不同发射角下炮塔座圈最大接触载荷分布规律。建立融合动力学及弹流润滑理论的炮塔座圈接触润滑性能分析模型,研究不同发射角、载荷、流变指数等因素影响下炮塔座圈接触微区油膜压力和油膜厚度变化规律。结果表明：随着载荷的增大,油膜压力逐渐增大而油膜厚度减小;随着流变指数的增大,油膜二次压力峰变得明显且油膜厚度增大;随着发射角的增大,最大油膜压力呈增大趋势,最小油膜厚度呈减小趋势;在特定的打击能力（后坐力）指标下发射角为俯角时炮塔座圈具有更好的工作性能。     

等离子体增强火炮发射性能的实验研究

在30mm电热化学发射装置上进行了输人电能、装填密度和火药种类影响发射性能的实验研究。实验结果表明：在等离子体脉冲的作用下．火药燃烧过程得到增强．燃气生成速率提高，导致较陡的起始压力上升曲线。在较大能量和脉宽的电脉冲作用下，在不增加最大膛压的情况下能有效地提高炮口初速。某些经过表面处理的火药可以在抑制最大膛压升高的同时保持等离子体对火药燃烧的电增强效应，提供了一种提高发射效率的有效途径。     

坐标转换对火炮射击目标定位的影响

利用全球卫星定位系统(GPS)进行快速、准确的目标定位是炮兵部队提高射击精度和准备速度的重要手段。但GPS在使用中必然涉及到不同空间大地坐标系统。本文针对涉及到的不同坐标系统进行了说明,给出了不同坐标系统的定义、相互转换的原理及方法,以最为常用的布尔沙(Boolsa)模型为例,说明了两空间直角坐标系间的具体转换公式及7个转换参数的选择方式和相互关系,同时也给出了同一坐标系统下不同坐标系的定义方法及相互转换公式。