随行装药技术的研究主要包括理论研究和实验研究两方面。
在常规装药内弹道模型的背景和基础上,随行装药经典内弹道模型逐步发展起来[14]。Langweiler于1939年首次提出随行装药的概念雏形。Lee和Laider等人[4]对随行装药的主要贡献在理论与压力梯度两方面:首先对随行装药火炮的理论作了更深入的探索研究,并结合宏观动量方程将已有的理论具体化、一般化,使之能应用于更广泛的领域;其次采用Paddock-Kent方程法[5]对膛底与弹底之间的压力梯度作出进一步的修正与完善。Vinti[5]首次将“回归速率”这一概念引入随行装药中,得出了火药在稳定燃烧状态下质量方程、动量方程和能量方程,并将此三个方程组与其他方程组结合,构成了一组相容于与Chapmen-Jouquet方程的方程组。随后,Cough以Vintl的燃烧模型为基础并对其进行了修补和完善,还将一维欧拉方程引入内弹道基本方程,建立了固体随行装药内弹道模型,但这一模型的局限性在于无法准确描述高燃速火药的燃烧过程。20世纪80年代初,国内外对随行装药的一维两相流模型开始着手研究[5]。Kooker以多相流为基础,将随行装药模型设定为一维非定常模型,但同样,此模型也未能预测高燃速火药的燃烧过程。Bariand等人利用两相流编码,对30mm火炮随行装药与主装药之间的质量配比进行了估算,发现比例为3:1时效果最佳。83251
最早的随行装药实验研究起源于第二次世界大战时期。德国[15]首先利用随行装药技术,在口径20mm的高初速火炮上对许多发射方案进行了实验。随后,在二十世纪五六十年代,美国陆军弹道研究所[16]主要研究了随行装药的火药性质:以高氯酸铵和无烟火药的混合物为固体随行装药,在小口径火炮上进行了均质高燃速火药[17](VHBR)随行装药的试验。实验观测到其表观燃速可达6。4m/s。大西洋联合研究所[5],[18]同样以火药性质为重点展开研究:在26mm口径火炮为实验对象,采用不同的火药或改变每组实验的火药表面积,结果发现若随行装药为7孔棍状火药或3孔M7火药,则弹丸初速会有显著增加,即随行装药效应良好;而若以带状火药、压实的球状火药、装于钢丝网中的火药或者91孔药粒作为随行装药,则会出现各种问题。美国装甲研究基地和伊利诺斯学院技术研究所研究人员在上述研究基础上,采用7孔M9棍状火药作为固体随行装药,在20mm口径火炮上进行了射击试验,结果表明,弹丸初速较之常规装药可提高8%。论文网
八十年代后对随形装药的研究主要集中在对高燃速随行装药火药性能的进一步研究,以及随行装药火炮内弹道试验两个方面[5]。Kevin等人对高燃速火药的研究采用控制变量法,以密闭爆发器及光学透明仪为实验辅助工具,着重分析了火药配方中各个参量取不同值时火药燃烧性能的变化;结果表明,高燃速火药的燃烧不是按一维层状的方式进行,而是以多孔燃烧的方式进行;各个参数如火药组成部分、火药密度、边界条件、燃烧环境的压力及压力突变等,都会影响火药的燃速。美国弹道研究所的May、Baran、Gough等人在40mm滑膛炮上进行了火药棍状火药、单基压实火药或双基压实火药、由氰化氢等组成的高燃速火药这三种火药分别用作随行装药时的实验。实验发现,棍状火药的燃烧效果最好,单基或双基压实火药最差,而高燃速火药的实验结果中,只有一发弹的初速有明显提高,有部分组试验中因火炮膛内压力过高出现了膛炸现象。此外,Robert、Tompkins和Kevin等人对随形装药的研究同样以高燃速火药为研究对象,探讨了控制随行装药开始燃烧的点火延迟装置技术,以及随行装药装药量与主装药装药量的质量比例配置等问题;结果表明控制同样的点火延迟时间和射击环境时,使用高燃速火药确实能够获得更高的炮口初速。但局限性在于无法合理控制点火延迟时间和火药燃烧结束时间,且实验结果不稳定,优良结果的重复性差。Mandzy和Poste等人研究了液体发射药做随行装药时的情形。他们采用LP1845液体发射药,在30mm反环式再生机械机构上进行试验,获得了超过3000m/s的炮口高初速;但这一速度并不具有普遍性,且此试验中膛内压力的不稳定变化使得实验结果分布不稳定。 随行装药国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_98023.html