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摘要随着海洋在国家利益中的重要性越来越大，水下发射技术越来越得到重视。本文结合传统的内弹道模型，针对水下火炮发射技术的特点，以弹丸前为空气柱和水柱分为两种类型，对其内弹道模型进行了简化，建立了水下火炮内弹道方程组，进行了数值模拟仿真，得到了膛压和速度曲线，并将结果与常规内弹道模型进行比较和分析。改变各种初始参数，分析对水下内弹道性能的影响。对水下火炮进行了简单的设计以得到理想性能的水下火炮内弹道。30922
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毕业论文:关键词,水下火炮,内弹道,数值模拟
Title Interior ballistic process simulation and numerical analysis of underwater gun
Abstract With the increasing importance of the sea in the national interest, underwater launching technology is getting more and more attention.In this paper, with the characteristics of the traditional interior ballistic model, Combined with the traditional interior ballistic model,the air column and the water column are pided into two types.The interior ballistic equation is established.Numerical simulation is carried out,the pressure and velocity curve of the chamber are obtained, and the results are compared with the conventional internal ballistic model.The influence of the ballistic performance of the underwater ballistic is analyzed.The simple design of the underwater gun is carried out, and the ideal performance of the underwater gun is obtained.
Keywords Interior ballistic,Underwater gun ,Numerical simulation
目录
1绪论1
1.1背景及意义1
1.2国内外研究状况1
1.3本文要做的工作„4
2水下火炮发射内弹道方程组的建立5
2.1弹前空气柱条件发射过程及受力分析„5
2.2弹前水柱条件发射内弹道的特点„6
2.3水下火炮发射内弹道方程组的建立7
3水下火炮发射内弹道数值计算„11
3.1仿真软件介绍11
3.2常规发射内弹道数值计算„12
3.3弹前空气柱条件发射内弹道数值计算14
3.4弹前水柱条件发射内弹道数值计算„15
3.5不同初始参数对水下火炮内弹道性能的影响„17
4关于水下火炮内弹道的简单设计20
结论23
致谢24
参考文献25
1 绪论 1.1 背景及意义 现代战争对各类武器的发展提出了更高的要求，随着海上巨无霸----航空母舰的出现，海军武器的发展面临着更大的挑战。世界舰载武器装备继续稳步向前发展，海军新概念武器研发速度加快，其中各种弹箭武器的发展已由水面延伸到水下。由于水下高速运动体隐蔽性好，突击能力强，己成为各国海军发展的重点之一。水面舰艇或潜艇为对付近程鱼雷的攻击，采用水下火炮将超空泡炮弹发射到水中，使之高速飞行，摧毁目标，将是水面舰艇和潜艇的有效防卫手段。水下炮从舰艇伸出舰艇外进行射击，其内弹道过程属于变质量、变容积的热力学过程。在火药燃气的作用下，当膛内压力达到启动压力后，射弹就开始向前运动，火药燃气除了要加速弹丸外还要推动弹丸前面的水柱，另外还会受到炮口外面水的压强的阻力作用，实际上这其实就是一个变质量问题。由于水的可压缩性非常小，与水面上发射的传统火炮内弹道相比，水下弹丸的内弹道参数变化很大。因此对水下火炮的内弹道过程进行模拟并数值仿真具有重要的意义。 1.2 国内外研究状况 水下枪械主要指在水中使用,也能够在空气中使用的枪械。水下枪械是用于水下单兵的自我防卫和进攻，主要是装备于那些特种作战部队或者是一些武装蛙人，有时候也可以用来防御鲨鱼等水中的危险动物。水下枪械的设计是要比普通的枪械的设计难很多:1)因为水的密度较高(比干燥空气高出800倍),弹丸的射击距离以及它的飞行稳定性就会极大地降低;2)枪管中易灌满水。火药气体要来推动枪械的射击,一旦出现密封不佳，火药就会被水浸入,导致燃烧效率低下而无法发射,这样会使武器部件损坏且伤及射手,还会出现瞎火和闭锁突算变形等现象;3)要克服弹丸前水的阻力,水下枪械必须加大膛压才能够获得较大的弹丸初速和射程,于是供弹困难、机构动作很难协调等一些问题就容易出现;4)枪械的零部件不能太多,否则会受海水的侵蚀。所以,必须研制专门的水下使用的枪械和弹药，实现水下枪械射击。 到目前为止，水下枪械和弹药的发展一共经历了三个阶段：第一个阶段就是水下专用的枪和弹的发展。这种水下枪不能够发射普通弹药，而且它采用的是滑膛枪管，以大质量（弹头的质量是同口径的步枪弹弹头质量的三四倍）长杆箭形弹来使弹头能够在水下进行稳定的飞行。此类水下枪械不具水上作战的能力。第二个阶段是同一种枪械比如步枪能发射两种弹药，即长杆型水下弹和普通弹。这种枪械采用的是线膛枪管，它通过调整其弹匣适配装置来确保枪械能够配用两种型号的弹匣，发射两种枪药，能够在水上、水下不同的作战环境中使用。第三的阶段是枪械能够发射能够同时在水上、水下均能使用、型号相同的弹药，枪械发射的时候不用更换弹匣。这种弹药包括两种：普通弹药、具备水空两用的水下弹药。枪械一般采用线膛枪管，它的导气系统有装置能够进行空气和水的选择，实现了水上、水下通用的射击，水下枪弹和制式枪弹的尺寸相同，且共同使用弹匣，作战能力明显增强。 德国的黑克勒和科赫公司为水下特种部队研制的HKP-11式7.62mm水下专用手枪，在1976年投入生产使用，一共生产了几百支P-11手枪。它能在水上和水下使用,所以西方国家的海军特种部队对此有比较高的兴趣。世界上许多国家尤其是欧洲国家把这种枪械作为特种编制武器。P-11的发射原理和普通手枪不一样。扣动手枪扳机的时候，电池组释放出电流,然后电流由探针通道火药,点火发射枪弹，发射后就自动转换到下一个探针。这种手枪岸上射击能达到50m，在水下射击的有效射程为15m。