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。     

固体随行装药内弹道模型及数值模拟

随行装药点火燃烧在整个火炮内弹道过程中具有独特性，有必要开展随行装药内弹道过程的理论研究，为工程应用提供理论指导。采用包容式固体随行装药方案，利用新研制的点火延迟机构，考虑了弹丸的变质量问题。在实验的基础上，建立了固体随行装药的内弹道零维模型，并与常规装药进行了对比，预测了弹后空间特征参数的变化规律。采用模型编写的计算软件计算结果与30mm弹道炮的实验结果进行比较可以看出，计算的P-t曲线与实测的P-t曲线具有较好的一致性。建立的数学物理模型的处理方法行之有效，可以用来指导随行装药的设计。     

粘结式随行装药两相流内弹道模型及其计算

采用将随行装药区看成是一个独立的燃烧区，主装药区与随行装药存在着质量，动量和能量的交换，从而建立了应用于粘结式随行装药结构的一维两相流内弹道模型，并论述了差分格式和边界的处理方法，给出了针对３０ｍｍ火炮随行装药结构的内弹道计算结果。     

随行装药技术的研究现状与展望

由Langweiler最先提出的随行装药技术,被认为是最有希望大幅度提高初速的装药技术.使用该装药技术不需象常规火炮系统那样,以增大装药量和提高膛底压力为代价来提高弹丸的炮口动能.因此,多年来人们一直没有停止通过随行装药来提高弹丸初速的研究.本文从实验和理论研究两个方面,综述了随行装药的研究现状,并为随行装药的进一步研究提出了一些有意义的建议.     

随行装药的数值模拟

本文利用内弹道均相流模型对随行装药这一特殊的装药结构进行了数值模拟，分析了标识随行装药性能的参数对内弹道诸元的影响。     

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.     

整装式液体随行装药关键技术研究

介绍了在随行装药技术上的一个新思路，即采用多孔介质整装式液体随行装药方案。利用密闭爆发器模拟火炮膛的内工况，系统研究了随行装药的三项关键技术，即点火延迟，随行药燃速可控和携带可靠、附加重量轻，试验结果表明，该方案原理可行，能够用于火包试验。     

整装式液体随行装药的两相流数值仿真

随行装药技术通过随行液体药的燃烧提高弹底压力,可以有效地提高弹丸的初速,能够在不改变火炮结构的基础上应用于现有武器系统,增强火包的威。本文建立了随行装药的两相流内弹道模型,并采用MacCormack格式进行了数值求解,给出了随行装药的压力分布、气相速度分布和固相速度分布曲线,并与常规的底部装药结构的计算结果进行了对比,得到的坡膛处的p-6曲线和实验结果有较好的一致性,说明随行装药的两相流内弹道模型能够正确揭示膛内气固两相流动的基本规律。     

颗粒固结发射药作随行装药的应用研究

将颗粒固结发射药应用于随行装药技术,提出了一种新的随行装药方案。通过密闭爆发器与30 mm弹道炮试验,对该随行装药的点火延迟时间、力学强度、燃速和燃烧性能的稳定性进行了研究。结果表明,依托随行装药高力学强度,延迟机构可对随行装药点火延迟时间进行控制。初步验证了该随行装药的燃烧性能基本稳定。增加延迟机构的厚度、乙基纤维素(EC)含量,均可使随行装药点火延迟时间延长。增加随行装药的粘结剂含量、压制密度,均可使其力学强度增加、燃气释放速率降低。随行装药具有较高的燃速,粘结剂含量5%、压制密度1.5 g·cm-3时,随行装药燃速最大值是6/7发射药的46倍。主装药量113 g、延迟机构厚0.4 mm时,在最大膛压基本不变的情况下,随行装药在内弹道试验中的初速较标准弹丸初速增加73.3 m·s-1,增幅约8%。     

120mm反坦克炮采用随行装药提高初速的理论研究

采用两相流内弹道方法，对１２０ｍｍ反坦克炮随行装药方案提高初速问题进行了理论研究。建立了两种随行装药方案，即粘结式和包容式条件下边界条件方程组，并进行内弹道数值分析。在最大压力、弹重、弹丸行程不变的假定条件下，当随行药为全部装药质量的３０％时，包容式可提高初速１１６ｍ／ｓ，即６．７％；而粘结式只能提高６６ｍ／ｓ，即３．８％。最后，就随行装药提高初速的可能性和必要条件作了讨论。     

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.     

国外随行装药技术的研究和新进展

本文阐述了随行装药研究的历史和背景,概括地总结了随行装药的性能特点,在此基础上着重介绍了美国陆军弹道研究所在随行装药技术上最新的研究成果。     

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。     

一种随行装药的燃烧性能

为解决随行装药的点火延迟控制及能量释放稳定性问题,提出了一种新的随行装药方案,采用密闭爆发器与30 mm火炮试验对其延时机构的有效性、能量释放的稳定性及燃速进行了研究。结果表明：依托随行装药高密实性,延时机构可对随行装药点火延迟时间进行有效控制;主装药量一定,延时机构厚度存在较佳值,以获得较优的随行装药效应;试验结果基本稳定,初步验证了随行装药结构可靠,燃烧性能基本稳定,有较好的能量释放规律;随行装药具有较高的燃速、燃气释放速率,多-125发射药含量95%时,其燃速最大值是6/7发射药的46倍,最大动态活度达7.4 MPa^-1·s^-1. 改变随行装药中多-125发射药的含量,其燃速、燃气释放速率可调。     

采用包覆随行装药提高炮射导弹内弹道性能的数值预测

在不增加过载的情况下,为了提高炮射导弹发射初速,提出采用包覆随行装药的火炮装药结构。建立了包含半可燃药筒在内的混合装药内弹道模型,主装药选取高能钝感发射药,随行装药利用低燃速药进行包覆处理,分析了不同随行率和包覆层厚度条件下内弹道性能变化。计算结果表明:在一定范围内,随着随行率的增加,弹丸初速提高;通过改变包覆层厚度能够很好地控制随行装药点火延迟时间。     

用物理方法对随行装药技术的研究

研究了在不改变随行火药的化学结构，利用现有火药，改变其装填及携带方式的纯物理方法提高初速的可行性，并进行了机械携带管状及片状火药的随行装药射击试验，在最大膛压几乎不变的条件下，使得弹丸的初速获得较大幅度的提高。研究结果为我国的随行装药的技术的研究工作提供了一种新的思路。     

随行装药优化设计

为了优选出30 mm随行装药结构的点火延迟时间、随行药燃速和随行药火药力三者的优化组合,保证在最大膛压不超出指标的条件下获得较高的弹丸初速。采用固体随行装药零维内弹道模型编写程序求数值解,在此基础上采用正交试验设计法设计随行装药结构的优化试验方案,利用正交表安排数值模拟试验,运用综合平衡法分析试验结果,得出优选方案并用数值模拟试验验证。优选方案为:点火延迟时间1.766 ms,随行药燃速系数2.67×10-8m/(s.pan),随行药火药力1 050 MPa.dm3/kg。验证结果说明用正交法安排数值模拟试验可以优选出较好的随行装药结构参数。     

埋头弹随行装药内弹道性能的数值分析

为研究埋头弹火炮的更优性能,基于2次点火及火药程序燃烧控制技术,建立了埋头弹固体随行装药内弹道零维模型。针对某埋头式榴弹的试验结果进行了数值模拟,获得的初速、膛压变化规律与实测结果相吻合。在此基础上,数值分析了加载随行装药后多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响。结果表明,在最大膛压不变的条件下,随行装药可提高炮口初速6%; 随行装药量、燃速系数及点火延迟时间三者合理优化匹配,才能实现最佳的内弹道性能。     

国外随行装药技术的研究与发展

本文详述了随行装药技术的研究和发展情况。     

片状火药在随行装药技术中的应用

研究了片状随行装药火药与不同粒状主装药匹配时的弹道效果，并进而研究了片状火药装药的压力、速度温度系数、结果显示：状火药是一种燃烧性能和弹道性能都比较稳定的火药，它的合理使用能在量大膛压基本不变的情况下，使弹丸初速获得在幅的的提高。