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制导弹药内弹道过程模拟与分析(4)

时间:2022-07-30 11:15来源:毕业论文
当多孔火药的增面燃烧阶段结束之后,火药开始进行分裂,并且分裂成小碎粒,此时火药已经进入减面燃烧阶段。 当时,火药开始进行分裂,有 : (2。

当多孔火药的增面燃烧阶段结束之后,火药开始进行分裂,并且分裂成小碎粒,此时火药已经进入减面燃烧阶段。

当时,火药开始进行分裂,有 :

      (2。4)

当时,是火药颗粒分裂之后的碎粒全部燃完时的相对燃去厚度,有:

             (2。5)

其中,,为与碎粒断面相当的内切圆半径。

因此,对于多孔火药而言,其形状函数为:

   (2。6)

(2)火药燃速方程

    在火药的物理化学性能和火药燃烧之前的初始温度一定的情况下,火药的燃烧速度仅仅只是与压力有关的函数,可以表示为:

用指数函数形式表示,即

        (2。7)

其中,为燃速系数,为燃速指数。

已知,则火药燃速方程为

   (2。8)

(3)弹丸运动方程

弹丸在膛内的运动过程中受到多种作用力,归纳起来,主要有以下几种:

(a)弹底燃气压力

火药燃烧会不断产生高温高压的火药燃气,随着火药燃气的持续生成,膛内压力也在不断地增大,并且作用在弹丸底部。弹底燃气压力是弹丸所受到多种作用力中的最主要作用力,并且推动弹丸做沿炮膛轴线的直线运动。

(b)弹丸挤进压力

    在弹丸挤进过程中,考虑到火药燃气是被弹丸密封在炮膛内这一因素,弹带的直径是略大于膛线内阴线的直径的,因此弹带在挤进膛线的过程中会受到来自膛线的压力,即弹丸挤进压力。

(c)膛线导转侧作用在弹带上的力 来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-             

    弹丸在膛内的运动包括弹丸的直线运动和旋转运动。弹丸在沿弹轴的旋转运动过程中,弹带与膛线紧密接触,膛线的导转侧和弹带都会受到作用力,与此同时膛线的导转侧与弹带被膛线刻出的沟槽之间还有滑动摩擦力的存在。在这两个力合力的作用下,弹丸做沿弹轴的旋转运动,即弹丸沿弹轴的旋转运动是由膛线导转侧作用在弹带上的力产生的。

(d)弹前空气阻力

弹丸在膛内做加速运动的过程中,弹丸会持续不断地压缩弹丸前部的空气柱,因而弹丸前部会生成一系列的压缩波,并且前面一个压缩波的传播速度一直较后面一个压缩波的小,因此压缩波迅速收敛并且形成了冲击波。虽然最开始形成的冲击波比较弱,但因为压缩波的持续叠加,冲击强度同样会不断增强。这些冲击波的产生使得冲击波后方气体的压力增大,对弹丸的运动产生一定的阻碍作用。

    考虑到上述多种作用力的综合作用,弹丸在膛内的运动方程为:

    式中 、、、分别为弹底的火药燃气压力、弹带挤进阻力、弹丸在膛内运动的摩擦力和弹前空气阻力。

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