水下火炮发射主要有两种情况:一种与常规发射类似,身管内充满流体(水),炮弹直接与水接触;另一种在炮口处用挡水板防止水进入,炮弹运动到炮口处将挡水板冲破。前者结构上简单,易于实现。84175
最早的研究是在经典内弹道模型基础上做修改。孔德仁等类比经典内弹道方程组,建立了水下内弹道模型。该模型修改了弹丸运动方程,将弹丸和枪管内的水作为受力体,能量方程中也加入了弹前水柱的动能,并通过修改次要功系数的方法修正水深的影响。姚养无等建立了比较细致的水下枪械内弹道基本方程组。模型中考虑了水柱与枪膛的摩擦力、枪口外静压力,将身管外的环境等效为静压和动压。并以某火炮进行了仿真,比较了内弹道过程各个位置处,枪管内水柱能量、静压力作功、排出枪口水柱能量、克服摩擦消耗能量所占比例。考虑到第一种发射方式用于推动弹前水柱能量消耗巨大,开始了第二种发射方式的研究。通过水下炮发射时弹丸膛内的受力分析,考虑射弹前方压缩空气形成的激波阻力,结合经典内弹道理论,刘育平等建立了有挡水板水下炮内弹道模型。并以某口径水下炮发射为例进行了数值仿真,得到水下炮的膛压和速度曲线。与传统火炮对比,膛压速度变化趋势基本一致,但水下发射时膛压峰值较高,初速较低;仿真还得到了弹前激波压力曲线,但是只给出了弹前气体压力,并未给出气体压力分布。论文网
2国外研究概况
枪炮的发射原理是相同的,国外对水下枪械的研究比较多。水下枪械及弹药的发展经历了三个阶段:第一阶段是水下专用枪、弹的发展;第二阶段是同一种枪械发射多种弹药,即普通弹和长杆水下弹;第三阶段是水下与水上使用的枪弹弹形一致,不必更换弹匣。
第一阶段水下武器。德国HK公司于1970年代研制P11水下手枪,该枪的水上射击距离为30m,水下射击距离为10~l5m。采用“储一发”一体结构,5根枪管中存放者5发弹丸,射击时由电信号触发。缺点是不便再次装填,5发枪弹发射完后,必须运回工厂重新装填。
第二阶段水下武器。这一阶段的典型装备是图拉仪器制造设计局于1991年研制的ASM—DT水陆两栖突击步枪。该枪设有导气装置,以实现空气、水下发射转换。该枪口径为5。45mm,采用线膛枪管,在水上发射5。45mm制式步枪弹,射击精度与AK74U短步枪相当;在水下发射MGTS 5。45mm长杆水下步枪弹。该枪可实现一枪发射两种不同种类的弹药,它的弹匣卡座可以前后移动,以便安装普通弹匣和水下弹匣。该枪实现了步枪两栖化,在两种环境下射程和精度都不错,是水下枪械的一大进步。其中,地面上发射普通弹射程300m,水中发射长杆水下弹5m水深处射程为25m。缺点是在不同的环境下使用,必须更换弹匣,不能立即投入战斗,对于特种作战来说,依然有许多不便。
第三阶段水下武器。俄罗斯图拉仪器制造设计局设计的ADS水陆两栖突击步枪。ADS(俄文意思是“特种双用途自动步枪”)以A91步枪为原型改进而成。该枪口径为5。45mm,全长660mm,其中枪管长415mm,空枪质量4。6kg,弹匣容量30发,可以单发射击,也可以连发射击,采用线膛枪管,无托设计,导气系统为双环境(空气/水下)选择装置,枪机旋转闭锁。该枪可以发射5。45X39mm制式普通弹、曳光弹、穿甲弹和PSP水下弹,PSP水下弹和普通弹尺寸相同,共用弹匣。步枪可以加下挂榴弹发射器、消声器和光学瞄具。该枪实现了一枪多用,不必更换弹匣,只需装填相应弹种。
水下火炮发射内弹道模型国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_99702.html