3 超高射频内弹道数值模拟软件简介
本文使用visual basic编写内弹道数值仿真程序,应用4阶Runge-Kutta的数值计算方法,解内弹道微分方程组,根据内弹道过程量绘制相同图像。
3。1 调整参数界面
图 2 参数调整界面
在这个界面上,可以调节各发弹丸之间的排列间距,可以改变装药条件。在选取不同单位数量时界面上会显示不同单位数量的装药质量。也可以切换火药类型和火药起始厚度,并能调整身管的数据,模拟多种情况下弹丸运动的内弹道过程。
在确定好各个参数之后,点击“开始发射”按钮可以开始计算该情况下的火药点火到弹丸出炮口为止的内弹道状态量。并且在界面里面下方位置处,有动态模拟弹丸在膛内运动的动画,可以直观各发弹丸在膛内运动时所处位置。在高射频即发射间隔相对小的情况下,也能直接看出前发弹丸未出炮口时,后发弹丸已经击发,如下图所示:
图 3 弹丸未发射状态
图 4 弹丸高频发射模拟
相应地,在发射频率较低即发射时间间隔较大时,前发弹丸出炮口后,后发弹丸还未击发的情况也能见到,如下图所示:
图 5 弹丸低频发射模拟
在模拟完弹丸膛内运动之后,会在界面上的最大膛压处显示各发弹丸在各自运动过程中弹后空间所出现的膛内压强峰值,方便查看。而且有个内弹道过程的数据如火药相对已染厚度Z、弹后膛压p、弹丸膛内运动速度v、弹丸行程l以及对应时间都会存储到计算机F盘里面,以txt文件格式出现,每次重新计算后,数据会重置,如有需要,可以另行保存。
3。2 消息弹窗文献综述
当弹丸全部发射出炮口后,内弹道数据计算完毕,将数值文件保存后,会弹出一个小窗口,如图6所示,提示内弹道过程模拟完成,并确认是否进入绘制弹道图线界面。
图 6 提示窗口
在这个窗口上,点击“取消”按钮会回到参数调整界面,以便重新调整所需要的参数数值;点击“确认”按钮后,便会进入下一窗体,绘制弹道曲线。
3。3 绘制图线界面
在点击提示窗口的“确认”按钮之后,程序会开启一个新的用户界面,如下图所示:
图 7 绘制图线界面
这个界面可以实现对内弹道相关状态量随时间变化的曲线的绘制,能够模拟内弹道膛内压力随时间变化和随行程变化的图像,以及模拟弹丸在膛内运动的速度随时间变化和随行程变化的图像,也可以点击“调整参数”按钮回到“参数调整”窗体,重新选取参数模拟内弹道过程。
4 超高射频火炮内弹道过程分析
本节通过改变装药和改变发射频率模拟超高射频武器系统的内弹道过程,并进行数值分析。
4。1 参数选取
本文研究的内弹道过程中,所使用的火药默认为11/7火药,火药参数主要如下表所示
表 1 火药参数来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-
() () n () 火药类型
0。001 950 0。77 1600 1。1 圆柱七孔
默认武器身管为57mm口径的火炮,其它装填条件如下表:
表 2 装填条件