4、低压室; 5、火箭喷管; 6、火箭燃烧室;
7、火箭弹; 8、定向器; 9、节流赛(二次点火用)。
本设计所采用的内弹道方程组主要基于以下基本假设[7]:
(1)高压室内装药为管状药;
(2)火药按几何燃烧定律进行燃烧,形状函数采用二项式;
(3)燃速服从指数燃速公式;
(4)火药始终只在高压室中燃烧,不进入低压室;
(5)在射击过程中没有未燃完的火药随火药气体从节流孔中喷出;
(6)对高压室、低压室及身管压力均采用平均压力;
(7)对于因热传导所引起的火药气体能量的损失,用修正系数进行修正;
(8)次要功计算系数当作修正速度的系数来处理;
(9)弹带挤进膛线是瞬时完成的,当弹所受轴向力达到挤进压力时弹丸启动。
(10)内弹道过程分为三个阶段:a、喷口未打开前,火药只在密闭的高压室内燃烧,处于定容燃烧状态;b、喷口打开后到弹丸启动,燃气由高压室流向低压室,低压室内压力逐渐上升,但未膨胀做功;c、弹丸启动到弹丸射出炮口,高压室内火药继续燃烧直到火药燃烧结束,燃气不断的流入低压室并膨胀做功,推动弹丸运动,直到弹丸离开炮口。
2。2 火药气体状态方程[12]论文网
2。2。1 高温高压火药气体状态方程
对于一般真实气体,通常采用范德瓦尔的气体状态方程
(2-1)
式中 是与气体分子之间的相互吸引力有关的常数;是气体的质量与相应体积的比值,称为气体的比容;是与气体的比容有关的修正量,在枪炮内弹道学中称为余容;R是与气体组成成分有关的气体常数。
因为火炮膛内的火药燃气的温度和压力都非常高,分子间的相互吸引力相对于燃气压力来说非常小,式中的项可以忽略不计。因此,高温高压的火药气体状态方程可写成
(2-2)
2。2。2 高低压室气体状态方程的建立
(1)喷口打开前
火药只在密闭的高压室中燃烧,相当于密闭爆发器定容燃烧状态方程。这个时候的火药气体没有对外做功,如果忽略热散失的话,这时高压室气体的温度T就是火药燃烧时的温度,在内弹道学中称为爆温。对与具有一定性质的火药来说,是一个常数。于是此时火药气体状态方程可以写成
(2-3)
要确定上式中的比容,设所研究的高压室容积为,其中装的火药的质量为,密度为,设在某一瞬间燃去的火药质量为,则火药气体的比容应表示为
令
则 表示火药燃去部分的百分比。显然,在燃烧开始的瞬间,=0;在燃烧结束的瞬间,=1。因此,的变化范围是。