某大口径制导炮弹发射过程过载特性研究(3)
时间:2018-05-10 21:54 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（1）对于弹丸飞行过程建立经典内弹道模型和一文气动力模型。 （2）使用VB编程软件分别用龙格-库塔法和MacCormack差分格式进行求解。 （3）对所得的数据进行分析，绘制弹丸的压力，速度和加速度随时间，行程变化的关系曲线图。 （4）对所得的曲线进行分析，得到弹丸发射过程中的过载特性。 2 炮射导弹经典内弹道模型 2．1 几何燃烧定律及应用条件 法国著名弹道学家文也里很早之前就对火药燃烧的规律做过研究，根据研究的结论，他提出了一种全新的几何燃烧的模型。在这种模型下，所有药粒的几何尺寸和物理化学性质都是完全相同的；药粒表面在同一瞬间着火，并且各个燃烧面上的燃烧速度相同；所有的火药颗粒都是按照平行层的规律逐层燃烧；在以上假设的基础上，我们可以取一颗药粒的燃烧情况来代表所有的火药药粒。这种火药燃烧规律就是几何燃烧定律。 应该指出，炮膛中火药的实际燃烧情况跟上面的模型是有差异的。例如：在点火压力为2MPa-5MPa时，火药引燃过程不是瞬时的；火药成分，表面粗糙度的差异，使得点燃的难易程度也不一样；在燃烧过程中，具有窄长孔道的多孔火药，在孔内，外的燃烧速度不一样；由于制造工艺的限制，火药均匀性及形状尺寸的一致性也不能得到充分的保证。在用理论模型预测内弹道过程时，应考虑模型假设所带来的误差。 当被忽略的次要因素在实际过程中确实没起到主导作用时，几何燃烧定律能够较好地描述火药燃气的生成规律。 2．2 瞬时挤进假设 弹带挤进挤进膛线的过程是内弹道全过程的一个初始阶段，描述内弹道过程的数学模型应当包含这一阶段，然而这一阶段的现象都非常的复杂，涉及弹带的快速变化的压力作用下的塑性力学问题，并且经历的行程和时间又都非常短，难以用实验准确测量，因此，为了简化处理，经典内弹道学通常采用在达到挤进压力瞬间，弹丸才开始运动的假设，即所谓的瞬时挤进假设。显然该假设实质上就是略去了挤进过程，认为挤进压力与启动压力完全等同，并作为解内弹道过程的起始条件。通常挤进压力取静压法所测定的数值，对于一般的火炮取 。对于枪，则因枪弹是以整个弹丸圆柱面全部挤进膛线，故挤进压力较高，常取 。 2．3 内弹道基本假设 在建立内弹道基本方程时，我们需要基于如下的一些内弹道假设： （1） 火药燃烧遵循几何燃烧定律。 （2） 药粒燃烧过程中的压力取为平均压力，并且符合燃烧速度的规律。 （3） 采用空间平均的热力参数来描述火药的燃烧和弹丸的运动。 （4） 燃速与压强成正比。 （5） 火药燃烧生成物的成分不变，与成分有关的特征量均为常量。 （6） 火药燃气状态方程服从诺贝尔—阿贝尔方程。 （7） 次要功与主要功成正比，并用不变的 值计算。 （8） 认为弹带是瞬时挤进的，挤进功不予考虑。 （9） 膛壁热损失忽略不计，采用减小火药潜能的办法加以修正。 （10）用一个拉格朗日问题的特解来联系平均压力与弹底压力的关系。 (责任编辑：qin) |