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
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