4。1 引言 17

4。2 喷射压力对气液相互作用的影响 17

4。3 喷孔直径对气液相互作用的影响 19

结论 24

致谢 25

参考文献 26 

1 绪论

1。1 研究背景和意义

    液体发射药火炮（LPG）是一种新概念火炮[1]，是通过液体燃料的燃烧为火炮供能的一种全新的化学发射系统。液体发射药火炮的作用原理与固体发射药火炮类似，是通过液体发射药的燃烧，以生成大量的高温高压火药燃气，并作用在弹丸底部，利用火药燃气膨胀做功的原理推动弹丸向前运动，以此获得预定的初速，完成射击任务。由于其作用原理和装药结构的不同，液体发射药火炮（LPG）又可以分为整装式液体发射药火炮（BLPG）和再生式液体发射药火炮（RLPG)。

    最初对液体发射药火炮开始产生兴趣是出于提高炮口初速的目的，而随着各国对液体炮的研究逐步深入，人们发现了更多其潜在的优点，而这些都是固体发射药火炮所无法比拟的[2]:首先，配制液体药操作简单，安全性更好且价格更为低廉；其次，液体药可用专用管道传输来完成装填的自动化，为后勤提供便利；不仅如此，由于发射药在常温下是液体流动状态，与固体火药相比，可以达到更高的装填密度，提高火炮的威力；最后，液体药爆温低，在实现同等的打击威力下，火药燃气温度更低，在燃烧过程中以及生成燃气后都能有效降低对药室和身管的烧蚀作用，从而能够提高火炮的使用寿命。正是由于这些突出的优点，国内外的学者一直没有停止研究液体发射药火炮的脚步，试图有一天能将其运用到工程实际，提高火炮的作战效能。

    虽然对再生式和整装式的研究同时在进行，但由于整装式的装药结构更为简单，可以更有效的提高液体炮的相对装药量和打击速度，国内外将重点放在对整装式液体炮的研究上，尽管取得了很多突破性的进展，却始终面临着一个关键性的难题，就是对液体药燃烧稳定性的控制问题，如果这个问题始终无法得以解决，那么整装式液体发射炮就很难运用到工程实际中，无法发挥其最大的效益。

    整装式液体发射药火炮结构简单，内弹道过程复杂，初始时刻，在膛底点燃燃烧室内的液体发射药，发射药燃烧生成高温高压燃气，在与还未来得及燃烧的液体药相互作用时，形成一个气体空腔，称为泰勒（Taylor）空腔，此时，液体药的燃烧就发生在气液相互作用的表面上。随着液体药的燃烧，又不断的生成火药燃气进入空穴，并推动空穴和空穴前的液体柱一起向前，空穴前端的液体柱受到空穴的挤压，生成由燃气指向液体药的加速度，产生Rayleigh-Taylor不稳定效应[3]。与此同时，空腔两侧由于与未燃的液体药存在切向速度差，导致液体药被挤碎，并卷吸到空穴内，增加了液体燃料可燃烧的液滴数和接触面积，提高了火药气体的生成速率，从而进一步导致了Kelvin-Helmholtz不稳定效应[3]。正是由于这两种不稳定效应的共同作用，才造成了整装式液体火炮的内弹道过程的不稳定，这种内弹道过程的不稳定，如果不加以控制，极易发生膛炸事故。

    基于上述液体炮的优良性能，和整装式更突出的诱人前景，研究改善整装式液体药燃烧的不稳定的方法迫在眉睫，只有了解了不稳定燃烧的影响机制，采用实际可操作的手段对其加以控制，才能打破液体炮现在停滞不前的局面，本文就是基于这种思路展开研究的。