超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

某些身管武器连发射击过程中膛壁温度分布

本文用高速气流沿半有界平板的湍流做为火炮发射过程中火药燃气流对炮膛的对流換热模型,导出连发射击过程中膛壁温度分布的数学模型。对任何火炮,只要知道其压力曲线和速度曲线,就可求得连发射击过程中膛壁温度分布。为改善武器的使用条件、身管强度设计及发射过程中热損失的分析提供理论根据。文中所用換热模型和数学模型已由53式7.62mm步枪的单发射击实测結果证实是可信的。     

CFD analysis of sound pressure in tank gun muzzle silencer

The high pressure waves generated due to muzzle blast flow of tank gun during firing is a critical issue to examine. The impulsive noise from the gun has various negative effects such as damage of human bodies, damage of structures, creating an environmental, social problem and also military problems such as exposure of location of troops. This high pressure impulsive sound, generated during the blast flow, was studied and attenuated. An axisymmetric computational domain was constructed by employing Spalart Allmaras turbulence model. Approximately 90% of pressure and 20 dB of sound level are reduced due to the use of the three baffle silencer at the muzzle end of the gun barrel, in comparison with the tank gun without silencer. Also, the sound pressure level at different points in the ambient region shows the same attenuation in results. This study will be helpful to understand the blast wave characteristics and also to get a good idea to design silencer for large caliber weapon system.     

测量转管炮炮口初速的一种新方法

目的研究适用于高射速转管武器随炮的连发初速测量. 方法利用区截测速原理, 提出了一种炮口速度的测试方法. 结果设计了一种体积小、结构简单、可靠性高、成本低、新型的炮口测速传感器, 建立了基本的测试系统, 并给出了实测曲线. 结论该传感器可以在高射速转管武器上随炮实时测量弹丸炮口速度.     

火炮身管寿命分析

烧蚀磨损是决定身管寿命的关键因素之一.改善内膛和弹带结构,合理选择火药种类、装药,是减少内膛烧蚀的重要措施.文中指出了加入缓蚀剂、通过内膛表面处理以及采用复合材料身管都能有效提高身管的寿命.     

尾翼弹后效开翼原理实验研究

通过对２５模拟尾翼弹丸进行的射击试验，证明了膛口二维流场的存在以及它对弹刃尾翼张开的作用，结果表明，弹丸的尾翼可以在膛口二维气流的作用下在后效期内张开到位，利用这种途径，可以大大简化尾翼弹稳定装置的结构和生产工艺。     

双药室喷管气流反推减后坐机理

为解决发射高初速榴弹的榴弹机枪系统后坐力大的问题,提出了一种双药室拉瓦尔喷管气流反推减后坐技术.设计了适用于高速榴弹机枪系统的双药室拉瓦尔喷管减后坐装置,利用一维非定常流理论推导了双药室喷管低后坐武器的内弹道阶段和后效期阶段的气体动力学方程;将试验测得的压力峰值、弹丸初速及后坐力与仿真数值进行对比,验证建立的双药室喷管气流反推减后坐计算模型的正确合理性;计算双药室喷管低后坐武器后药室、前药室、导气室及喷管气室的压力,并分析压力参数随时间变化规律;对比分析双药室喷管武器与普通武器的膛压曲线、弹丸速度曲线,重点分析双药室喷管内气流压力、温度、密度和速度随时间变化曲线及在喷管内分布状况;探讨了后药室装药量、喷管导气孔直径及喷管内经对武器喷管反推力、喷管减后坐效率、弹丸初速等武器发射性能的影响.研究结果表明,在保持弹丸初速不变的情况下,合理匹配双药室减后坐结构参数,采用双药室喷管气流减后坐技术可实现武器低后坐发射的目的.     

H2O/CO2组分对氢和乙烯超声速燃烧室性能影响数值模拟

文章采用数值计算方法,评估了H2O与CO2两种污染组分对氢、乙烯超声速燃烧室性能的影响。针对纯净空气和含H2O/CO2污染空气,在来流总温、总压、马赫数、氧气摩尔含量、燃料当量油气比相当的条件下对氢、乙烯超声速燃烧室分别进行了三维、二维燃烧流场数值模拟,其中氢气当量比为0.42,乙烯当量比为0.57。计算中考虑的H2O组分摩尔含量包括7.5%和17.5%,CO2组分摩尔含量为7.5%。最后,将数值计算结果与相应实验测量值进行了对比分析。研究结果表明:数值计算结果与实验测量值比较接近,反映的H2O、CO2污染组分影响趋势一致的,计算结果可以有效分辨出污染组分对燃烧室性能的影响;H2O、CO2污染组分的存在降低了燃烧总温升、燃烧效率,进而降低了燃烧室壁面压力,总体上造成燃烧室性能的下降。     

硝酸铵对炮口焰的影响研究

从理论上研究了硝酸铵对发射药燃烧产物组成的影响;采用高速摄影仪进行炮口焰拍摄,采用炮口焰面积、炮口焰最大直径、积分光密度对炮口焰进行表征.研究结果表明:在发射药中加入硝酸铵,可以明显降低燃烧产物中可燃气体含量,减小炮口焰;配方中,硝酸铵含量为70%时,与单基药相比,可燃性气体含量降低了98.4%.混装发射药中硝酸铵含量达到25%时,与制式药相比,炮口焰面积减小了44.7%,最大直径减小了31.4%,积分光密度减小了44.7%.     

二级轻气炮中组合式弹托分离器的应用

重点论述了二级轻气炮的重要组成部分-组合式弹托分离器的设计及弹托分离器在25mm口径二级轻气炮上的应用.实验结果表明,采用组合式弹托分离嚣进行弹托分离克服了气动式弹托分离器的不足,且可有效地发挥炮的性能.组合式弹托分离器结构简单,易保证系统的同轴性,弹丸能顺利进入组合式弹托分离器分离,分离效果十分理想.     

炮口动能与炮口动量适用条件问题研究

对炮口动能能否作为火炮后坐运动的表征量和火炮受力评价的本质因素进行了研究。通过理论计算和试验结果分析,证明了在现代火炮配备多弹种的条件下,炮口动量是火炮受力及后坐运动的本质因素,而炮口动能不能作为火炮受力及后坐运动的本质因素来使用的结论。     

一种高渐增性燃烧的火药装药研究

本文从分析现有装药的燃烧规律出发,提出了一种高渐增性燃烧的火药装药模型。实验研究结果表明,用含能材料包覆压实小粒药作为附加装药,与制式火药一起构成混合装药,在合适的相对质量分数和包覆层厚度下,装药具有模型中所预期的高渐增燃烧特性。另外采用这种装药能达到较大的装填密度。因此为提高火炮初速提供了一种可行的装药方法。     

弹尾翼稳定装置的气体动力学分析

以尾翼稳定装置的弹丸在发射时尾翼结构发生变形和破坏导致机械故障为背景,在FLUENT软件平台下,建立前张后折式尾翼稳定装置的某155mm炮弹经过炮口制退器的三维动网格计算模型,对尾翼装置在膛口流场中所受的气体动力学载荷进行分析。数值模拟的结果反映了尾翼装置在带膛口装置流场中受到的气体动力学载荷的分布特征及大小。计算得到的结果与试验所测的结果吻合较好,表明数值计算方法合理可行。数值模拟的结果为尾翼装置在设计过程中确定气体动力学载荷和效应的大小,以及研究降低载荷的方法提供了理论依据。     

某大口径榴弹环状导带失效分析

国内某采用环状导带的大口径榴弹在研制过程中,靶场试验时出现过近弹问题。通过实物检测和数值模拟综合分析,明确其原因是：由于收带质量不好,在导带挤进火炮坡膛过程中,导带后边翘起,弹丸再向前运动,火炮膛线又将导带重新压合,因为填充不规整,有飞边产生;弹丸出炮口后,导带受压突然卸载,后端某个部位翘起,增大了飞行阻力,造成近弹。通过加强导带槽辊花及收带质量控制,较好地解决了这一问题。失效分析过程和解决途径对类似技术问题有一定的参考价值.     

内燃机多维流动模型中一氧化碳生成机理及计算研究

分析了内燃机排放的严重污染物一氧化碳的生成机理,并结合新的燃烧产物平衡浓度计算模型,对内燃机中一氧化碳的生成进行了模拟计算。同时给出了内燃机多维流动模型。经实验验证本文的方法,是正确的、实用的。     

初始氧浓度对纵置煤粉炉组分及温度场影响的数值研究

在O2/CO2燃烧方式下,对设计的0.3 MW纵置炉在4组初始氧浓度Φ(O2=21%,30%,35%,40%)工况下的燃烧室内的组分场和温度场分布进行了数值研究。计算结果表明:随着初始氧浓度的提高,炉膛出口烟气中的CO和CO2平均浓度相应降低,各工况下炉膛出口CO2浓度都在87%以上;炉膛出口NO平均浓度先增加后降低。随着初始氧浓度的提高,炉内的火焰温度水平逐渐提高。在Φ=21%工况下,炉膛尾部平均温度较低,而在Φ=40%工况下,炉膛尾部温度偏高,在Φ=30%工况下,炉膛中心截面温度比较均匀。     

利用PSD进行炮口角测量的方法研究

在常规兵器试验中，炮口角测量是火炮试验中的重要项目，为提高试验效率和检测精度，采用先进的传感技术是一种行之有效的技术途径。给出了基于激光准直技术、位置传感器(position sensing detector，PSD)技术实现火炮炮口角自动化高精度测量的方法、原理及测试系统结构；针对该系统中的机械装置、电子系统及光学系统引入的许多系统误差，重点分析了这些误差产生的原因；提出了减小这些误差影响的方法，并采用误差理论分析了系统的测量精度。     

塑料弹带脱落的力学原理与设计方法

本文分析计算了可能使塑料弹带在出炮口后脱落的各种力对弹带強度的影响,找到了使塑料弹带破坏的主要因素,並且进行了实验验证。还探讨了塑料弹带的脱落对弹丸射程和射击密集度的影响,提出塑料弹带在炮口附近脱落必须保证迅速性、一致性和对称性,並且介绍了滿足以上要求的设计方法。     

卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统数值模拟

本文应用计算流体力学软件,对卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统进行了详细的数值模拟,包括二次风不同喷嘴角度,一二次风不同配比,二次风位置交错布置等情况炉膛内流场的分布情况,针对DZIA-1.25-AⅡ型锅炉进行模拟,并对模拟结果进行了理论分析,在模拟计算条件下喷嘴角度取30°,一二次风配比取7∶3,喷嘴交错布置,一侧距离前墙1.4 m,另一侧距离前墙1.7 m时炉内流场达到最佳状态.本文的研究能为此类改造工程中燃烧系统的优化提供参考.     

纳米材料对发射药的影响及身管延寿作用

为了提高武器身管的使用寿命,以某型号枪用双基球扁发射药为研究载体,对纳米材料在发射药中的添加方法进行了研究,并研究了纳米材料对发射药的制造工艺、内弹道、抗烧蚀性、燃烧完全性及燃烧性能等特性的影响,制备了满足内弹道指标的含纳米材料的发射药.进行了使用含纳米材料发射药和制式发射药的身管高、低、常温全寿命及超寿命对比实验,对...