装药结构与压力波关系实验研究

为了保证武器射击安全,火炮系统设计工作者十分重视膛内压力波尤其是“危险压力波”的产生规律。本文阐述了火炮膛内压力波与装药结构的关系。着重介绍了在某高压火炮上六种不同点火、传火结构引起压力波变化及提高装药面减小压力波的实验研究结果。文中认真分析了不同点、传火结构引起压力波产生的原因。指出在火炮装药设计中必须认真设计合理的点火、传火结构。这不仅为了提高火炮弹道性能,更重要的是为了装药的合理、可靠、安全。     

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。     

某大口径火炮两相流内弹道模拟

为了掌握大口径低膛压火炮初速或然误差的影响因素，建立了某大口径火炮两相流内弹道模型并完成了数值模拟。通过模拟装药分布、弹丸挤进过程、点火过程对火炮初速的影响，了解各种装药因素对火炮初速或然误差的影响程度。所得结果为进一步优化装药结构，提高初速稳定性提供参考。     

某小口径变燃速密实装药火炮内弹道两相流模型仿真分析

利用现代内弹道理论,建立了某小口径变燃速密实装药火炮内弹道两相流体力学模型,并进行了数值仿真分析。结果表明：变燃速密实装药能在控制膛压的情况下,有效提高弹丸初速;火药颗粒钝感层厚度和底火药量对弹道性能影响较大;压力波状况的模拟可用于火炮发射安全性分析。     

底部点火装药结构两相流内弹道模型及计算

本文给出了底部点火装药结构两相流内弹道理论模型和计算步骤,并编制程序对两种火炮进行了数值分析。实践证明,对于点火波阵面的传播、膛内压力波动等一系列问题,理论结果与实验结果符合得很好。该模型及计算程序可用于装药结构和点火方式的理论预测、筛选,进行装药的安全性能分析和可靠性设计。     

深钝感球扁药混合装药的势平衡理论模拟

应用势平衡理论及深钝感球扁药混合装药膛内实际燃烧规律,建立了某火炮球扁药混合装药的内弹道解法,以坡膛处测得的压力时间曲线为标准,利用势平衡理论内弹道方程进行了数值模拟,结果表明模拟计算曲线与火炮实测曲线基本一致.数值模拟的结果表明内弹道势平衡理论在本研究中提出的高装填密度装药系统中的应用是可行的,扩展了内弹道势平衡理论的应用范围.     

小颗粒高密实装药床中压力波的数值模拟

内弹道均相流模型不考虑两相之间的相互作用,因而无法对膛内压力波现象进行数值模拟。本文针对小口径火炮小颗粒高密实装药床压力波形成的特有现象,建立了一种分区的内弹道均相流数学物理模型,模型的数值计算结果与实验有非常好的一致性。文中给出的处理一维流动不同介质接触面的数值计算方法具有普遍意义。     

装药间隙对压力波影响的研究

根据复杂的分装式混合装药的特点，建立起多相流内弹道模型，通过数值模拟，着重分析主副药筒之间的间隙对压力波的影响，对给出最佳的间隙范围，计算结果与试验结果比较表明，两者一致性很好，计算结果符合膛内内弹道循环过程的变化规律，本文的研究结果对于指导火炮的装药设计和射击安全性都有一定的实际意义。     

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。     

大口径火炮发射装药点传火模拟试验装置的研究

设计了一种大口径火炮发射装药点传火系统的模拟试验装置，用于测定大口径火炮装药点传火实体的燃烧特性。通过在该模拟试验装置上进行不同点传火结构方案的试验研究，筛选优化出点传火结构方案，进行了装药内弹道验证试验，测得膛压曲线光滑，压差曲线呈衰减状。实验说明该模拟装置，可以对不同点传火结构方案进行对比、筛选，为大口径火炮装药点传火结构设计以及火炮射击试验初期的安全评估，具有指导作用。