180mm森林消防火箭弹设计(3)
时间:2017-06-28 20:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.2 装药设计 装药是装填入燃烧室中具有一定形状和尺寸上的推进剂药柱的总称 。装药是火箭弹的能量来源，它的几何形状和尺寸决定了发动机的燃气生成率及其变化率。同时，装药的体积又决定了燃烧室的容积和质量。故装药设计的好坏在很大程度上决定了火箭弹总体战术性能的好坏。 2.2.1 推进剂的选择 对于火箭推进剂的选择，一般选用已经定型生产的。选用推进剂有一下原则； (1) 能量尽量高，即推进剂的比冲值 尽量大； (2) 密度大，有利于增大装药量及总能量； (3) 内弹道性能好：（a）压力指数低，使燃烧室压力波动小；（b）温度敏感系数小，装药燃速受环境温度影响小； (4) 燃烧特性好：（a）临界压力低；（b）侵蚀燃烧效应低，减少起始压力峰；（c)燃烧稳定性好，不会产生振荡燃烧现象； (5) 力学特性好，机械强度高、延伸率低、韧性好、蠕变小 (6) 物理化学安定性好，长期贮存不发生化学分解、变质，受环境（水、空气等）影响小； (7) 安全性好，不易爆炸、燃烧及释放有毒气体或物质； (8) 经济性好，材料来源广、成本低、生产加工简单。 参考同类型火箭弹，预选用GAT0-3型号推进剂。该推进剂各项参数如下： 1） 基础配方 表2-2 GAT0-3的基础配方 组分 NC NG AP CD CT 含量（%） 36 25 30 3 1 2） 能量特性 （10Mpa、20℃） 3） 燃烧特性 表2-3 GAT0-3的燃烧特性 压强P（Mpa） 10 16 22 燃烧速度u（mm/s） 54.95 70.00 83.37 燃烧公式 （10~22MPa） 4） 力学性能 表2-3 GAT0-3的力学性能 温度 ℃ 抗拉压强 Mpa 延伸率 % 抗压强度 Mpa 压缩率 % 抗冲强度J/cm3 50 5.17 24.7 40.2 45.1 不断 -40 22.2 3.42 171.9 39.5 4.11 2.2.2 装药药型的设计 一般来说，装药药型设计要保证以下要求： （1） 具有规定的装药量，以保证发动机具有规定总冲； （2） 具有规定的燃烧面积（或药厚），以保证发动机具有规定的推力（或工作时间）； （3） 通气参量不超过临界值，以保证不产生较大的压强峰； （4） 燃面随燃烧产生的变化尽量平稳，以保证获得较平稳的内弹道； （5） 装药在燃烧室内的装填系数尽量大，使发动机的结构质量最小； （6） 装药在燃烧过程中，尽可能使燃烧室壁面不过热，以便采用薄而轻的壳体，减少发动机结构质量； （7） 药柱应有足够的强度，保证工作可靠； （8） 装药成型工艺好、成本低。 对于此火箭弹来说，需要考虑发射人员的安全。装药必须在发射筒内燃烧结束，参考同类型火箭弹可以得到，此火箭弹选择多根单孔管状药。 1) 估算装药质量 根据给定的射程 =200～400m，可推算出火箭弹的炮口初速度。直射距离的近似计算公式可以从真空弹道导出。因为单兵火箭弹速度大都是亚声速，故可以忽略空气阻力对射程的影响。直射的低伸弹道射角很小，一般 ＜5°，可由抛物线理论得出直射距离 。考虑到抛物线弹道的对称性弹道顶点垂直方向的速度为零。当 ＜5°时可近似取 ≈1， ≈0，于是得出 (责任编辑：qin) |