彈藥發(fā)射安全性導(dǎo)論

前言

由于共同的學(xué)術(shù)興趣，我與芮筱亭教授由相遇到相識(shí)，由相識(shí)到熟悉，至今已近20個(gè)春秋。1995年，芮筱亭教授在其專著《多體系統(tǒng)發(fā)射動(dòng)力學(xué)》中，首次將彈炮系統(tǒng)作為多剛?cè)狍w系統(tǒng)，把多體系統(tǒng)傳遞矩陣法作為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的基本工具，獲得發(fā)射過程中全系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況，創(chuàng)建的多體系統(tǒng)發(fā)射動(dòng)力學(xué)的理論體系與基本方法，突破了傳統(tǒng)火炮發(fā)射動(dòng)力學(xué)的基本物理數(shù)學(xué)模型，避免了冗繁的計(jì)算過程，已引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注，是一項(xiàng)突破。為芮筱亭教授的后續(xù)科研工作奠定了理論基礎(chǔ)，是芮筱亭教授科研征途上的一座里程碑。談起芮筱亭教授踏進(jìn)彈藥發(fā)射安全性研究，與其說是“主動(dòng)請(qǐng)纓”，不如說是“被拉上馬”，確有“奉命于危難之時(shí)”之勢(shì)。粗看起來，芮筱亭教授擅長(zhǎng)的發(fā)射動(dòng)力學(xué)，是研究武器在發(fā)射過程中的受力及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而研究控制受力與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論、技術(shù)和試驗(yàn)測(cè)試方法，為科學(xué)評(píng)價(jià)和提高武器系統(tǒng)性能提供強(qiáng)有力的手段。乍看發(fā)射動(dòng)力學(xué)似乎與彈藥發(fā)射安全性毫不相干，可是，“樹欲靜而風(fēng)不止”，由諸多復(fù)雜因素引起的膛炸、早炸等發(fā)射事故，國(guó)內(nèi)時(shí)有發(fā)生，已引起國(guó)家管理部門的高度關(guān)注。武器裝備的使用價(jià)值，主要表現(xiàn)在末端毀傷效應(yīng)。武器裝備末端毀傷作用實(shí)施的基本條件是，發(fā)射過程安全，飛行彈道穩(wěn)定和準(zhǔn)確命中目標(biāo)。因此，確保彈藥發(fā)射安全是武器系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要前提，也就是說，彈藥發(fā)射安全性是武器系統(tǒng)總體可靠性的第一道關(guān)卡。戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)生膛炸、早炸等發(fā)射事故，不僅造成自我損傷，甚至可能貽誤戰(zhàn)機(jī)；在非作戰(zhàn)情況下發(fā)生膛炸、早炸等發(fā)射事故，不僅影響相關(guān)工作的正常進(jìn)行，而且可能對(duì)有關(guān)人員造成心理壓力。排除人為因素，發(fā)生膛炸、早炸等發(fā)射事故的根本原因在技術(shù)層面，但其影響卻具有社會(huì)性。由此看來，膛炸、早炸等發(fā)射事故直接影響武器裝備研制工作的正常進(jìn)行及使用效益的正常發(fā)揮，在技術(shù)層面上形成武器裝備發(fā)展的桎梏，在管理層面上成為武器裝備系統(tǒng)工程正常運(yùn)行的枷鎖。面對(duì)膛炸、早炸等發(fā)射事故的出現(xiàn)，國(guó)家有關(guān)管理部門自然誠(chéng)邀各路群賢出謀劃策，協(xié)同攻關(guān)，芮筱亭教授列屬其中并非偶然。面對(duì)國(guó)家的急需，芮筱亭教授憑借自己的理論底蘊(yùn)和必勝信心，欣然步入彈藥發(fā)射安全性研究領(lǐng)域，“敢問路在何方？路在腳下?！?/pre>


內(nèi)容概要
本書首次系統(tǒng)介紹了彈藥發(fā)射安全性的最新研究成果，提出并實(shí)現(xiàn)了基于武器系統(tǒng)發(fā)射動(dòng)力學(xué)規(guī)律評(píng)估彈藥發(fā)射安全性的思想，利用發(fā)射動(dòng)力學(xué)和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)國(guó)際最新理論和技術(shù)，立足于對(duì)彈、炮、藥、引信武器系統(tǒng)一體化動(dòng)力學(xué)過程的定量描述，首次從武器系統(tǒng)的角度研究發(fā)射裝藥、炸藥裝藥、引信系統(tǒng)發(fā)射安全性，系統(tǒng)地建立了彈藥發(fā)射安全性評(píng)估基本理論、數(shù)值仿真系統(tǒng)和物理仿真系統(tǒng)，建立了彈、炮、藥、引信武器系統(tǒng)總體參數(shù)與發(fā)射裝藥燃燒過程及膛壓、炸藥裝藥力學(xué)行為及應(yīng)力分布、引信機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及失效規(guī)律等武器系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能之間的定量關(guān)系，數(shù)值與物理仿真再現(xiàn)了彈藥膛炸和早炸的物理過程，為突破制約武器發(fā)展的彈藥發(fā)射安全性瓶頸，提供了評(píng)估和提高彈藥發(fā)射安全性的理論依據(jù)和技術(shù)手段?！　”緯勺鳛榛鹫ㄋ?、引信、彈箭、火炮、彈道、工程力學(xué)專業(yè)工程技術(shù)人員、教師和研究生的參考書或教材。


作者簡(jiǎn)介
芮筱亭，博士，南京理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、力學(xué)學(xué)科首席學(xué)科帶頭人，江蘇省中青年首席科學(xué)家、有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，總裝備部科技委兼職委員、專業(yè)組副組長(zhǎng)、國(guó)防科技圖書出版基金評(píng)審委員會(huì)委員，中國(guó)兵工學(xué)會(huì)應(yīng)用力學(xué)學(xué)會(huì)副主任，歐洲力學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，國(guó)防科技工業(yè)“511”人才、國(guó)防科技工業(yè)百名優(yōu)秀博士學(xué)位獲得者、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。長(zhǎng)期從事發(fā)射動(dòng)力學(xué)和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的科研和教學(xué)工作，主持完成國(guó)家和部委級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目20多項(xiàng)，獲國(guó)家和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)和發(fā)明獎(jiǎng)20多項(xiàng)，獲科技圖書出版基金資助出版學(xué)術(shù)著作5部，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文189篇，SCI、EI收錄80篇，獲第七屆中國(guó)圖書獎(jiǎng)、解放軍圖書獎(jiǎng)、江蘇省優(yōu)秀圖書一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明專利20項(xiàng)，培養(yǎng)國(guó)內(nèi)外博士后、博士研究生30多名。被世界級(jí)刊物Multibody System Dynamics邀請(qǐng)為Special Issue副主編。應(yīng)國(guó)際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會(huì)主席Werner Schiehlen教授、Karlsruhe大學(xué)應(yīng)用力學(xué)研究所所長(zhǎng)Jens Wittenburg教授、德國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)主席Erwin Stein教授、Stuttgart大學(xué)工程與計(jì)算力學(xué)研究所所長(zhǎng)Peter Eberhard教授、Hannover大學(xué)機(jī)器人研究所所長(zhǎng)Bodo Heimann教授、Cottbus工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)與汽車動(dòng)力學(xué)研究所所長(zhǎng)Dieter Bestle教授、Ernst-Mach彈道研究所所長(zhǎng)KlausThoma教授、Hamburg工業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)Edwin Kreuzer教授等10多位著名力學(xué)家邀請(qǐng)，由德國(guó)科學(xué)基金委員會(huì)重大項(xiàng)目資助，分別作為上述6所大學(xué)和研究所的客座教授，在歐洲14所大學(xué)和研究所作了30多場(chǎng)特邀報(bào)告。作為國(guó)際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會(huì)主辦“IUTAM Symposium on Multiscale Problems in Multibody System Contacts 2006”學(xué)術(shù)委員會(huì)亞洲區(qū)唯一委員，以及多個(gè)其它國(guó)際會(huì)議學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，參與組織和主持國(guó)際會(huì)議并作大會(huì)特邀主題報(bào)告，中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、波蘭、印度、奧地利等國(guó)多位院士肯定了其研究成果。


書籍目錄
第1章 緒論　1.1 發(fā)射安全性及膛炸和早炸　1.2 發(fā)射動(dòng)力學(xué)及發(fā)射與飛行環(huán)境　1.3 多體系統(tǒng)傳遞矩陣法　1.4 發(fā)射裝藥發(fā)射安全性判據(jù)研究狀況　1.5 炸藥裝藥發(fā)射安全性判據(jù)研究狀況　1.6 引信發(fā)射安全性判據(jù)研究狀況　1.7 本書特點(diǎn)第2章 發(fā)射裝藥發(fā)射安全性理論　2.1 引言　2.2 發(fā)射裝藥引起膛炸的機(jī)理　2.3 內(nèi)彈道兩相流動(dòng)力學(xué)理論　2.4 內(nèi)彈道兩相流仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證　2.5 密閉爆發(fā)器內(nèi)燃燒動(dòng)力學(xué)　2.6 發(fā)射藥動(dòng)態(tài)活度和燃燒面積　2.7 對(duì)壓力波的再認(rèn)識(shí)第3章 發(fā)射裝藥擠壓破碎動(dòng)力學(xué)　3.1 引言　3.2 發(fā)射裝藥擠壓破碎動(dòng)力學(xué)理論　3.3 藥粒接觸的尋找算法　3.4 發(fā)射藥粒斷裂模式分析　3.5 發(fā)射藥粒的、Vornoi網(wǎng)格　3.6 發(fā)射藥粒破碎特征的表征　3.7 發(fā)射裝藥擠壓破碎動(dòng)力學(xué)仿真　3.8 伴隨發(fā)射裝藥破碎內(nèi)彈道學(xué)第4章 發(fā)射裝藥發(fā)射安全性試驗(yàn)方法　4.1 引言　4.2 發(fā)射裝藥燃燒與力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)方法　4.3 發(fā)射裝藥點(diǎn)傳火與運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)方法　4.4 發(fā)射裝藥動(dòng)態(tài)擠壓破碎試驗(yàn)方法　4.5 發(fā)射裝藥動(dòng)態(tài)活度試驗(yàn)方法　4.6 發(fā)射裝藥發(fā)射安全性判據(jù)　4.7 提高發(fā)射裝藥發(fā)射安全性的措施第5章 發(fā)射動(dòng)力學(xué)及發(fā)射環(huán)境　5.1 發(fā)射環(huán)境對(duì)發(fā)射安全性的影響　5.2 武器系統(tǒng)發(fā)射動(dòng)力學(xué)模型　5.3 彈箭發(fā)射動(dòng)力學(xué)方程　5.4 武器體動(dòng)力學(xué)方程和增廣特征矢量　5.5 火箭及炮彈外彈道方程　5.6 發(fā)射與飛行動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真　5.7 PSD簡(jiǎn)介　5.8 彈箭膛內(nèi)姿態(tài)運(yùn)動(dòng)測(cè)試方法　5.9 彈箭膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)綜合測(cè)試方法第6章 炸藥裝藥發(fā)射安全性理論　6.1 引言　6.2 炸藥裝藥引起膛炸的機(jī)理　6.3 半密閉爆發(fā)器內(nèi)燃燒動(dòng)力學(xué)　6.4 炸藥裝藥發(fā)射動(dòng)力學(xué)行為仿真　6.5 彈帶擠進(jìn)過程對(duì)安全性的影響　6.6 炸藥裝藥試驗(yàn)相似律第7章 炸藥裝藥發(fā)射安全性試驗(yàn)方法　7.1 引言　7.2 炸藥裝藥發(fā)射安全性試驗(yàn)系統(tǒng)　7.3 炸藥裝藥發(fā)射安全性試驗(yàn)方法　7.4 炸藥裝藥發(fā)射安全性判據(jù)　7.5 提高炸藥裝藥發(fā)射安全性的措施第8章 引信發(fā)射安全性理論　8.1 引言　8.2 引信發(fā)射安全性的影響因素　8.3 引信機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型　8.4 引信機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程　8.5 引信機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真　8.6 引信機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與發(fā)射安全性第9章 引信發(fā)射安全性試驗(yàn)方法　9.1 引言　9.2 彈丸三自由度角運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)裝置　9.3 引信機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法　9.4 引信機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)彈載存儲(chǔ)測(cè)試方法　9.5 引信軸端軌跡測(cè)試方法　9.6 迫榴炮引信發(fā)射安全性試驗(yàn)　9.7 榴彈引信發(fā)射安全性試驗(yàn)　9.8 提高引信發(fā)射安全性的措施主要符號(hào)表參考文獻(xiàn)彈藥發(fā)射安全性國(guó)際學(xué)術(shù)交流一覽


章節(jié)摘錄
插圖：經(jīng)典內(nèi)彈道理論采用集總參數(shù)模型，描述內(nèi)彈道參數(shù)在彈后空間平均值的變化規(guī)律，但不能描述膛內(nèi)復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象，不能解釋局部點(diǎn)火與燃燒反常膛內(nèi)壓力梯度以及局部高壓導(dǎo)致彈藥安全性失效等現(xiàn)象。建立在兩相流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代內(nèi)彈道理論，稱為內(nèi)彈道兩相流理論，主要功能在于計(jì)算燃燒場(chǎng)內(nèi)壓力、溫度、速度、密度、空隙率分布及其變化過程和內(nèi)彈道性能參數(shù)。內(nèi)彈道兩相流理論能夠描述發(fā)射裝藥點(diǎn)火過程、火焰?zhèn)鞑ミ^程、裝藥運(yùn)動(dòng)與分布、點(diǎn)火和裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)彈道性能的影響?；鹋趦?nèi)彈道兩相流領(lǐng)域以Kuo在普林斯頓大學(xué)所作的博士論文“填充床火焰峰面?zhèn)鞑ダ碚摗睘殚_創(chuàng)性標(biāo)志，Gough協(xié)會(huì)發(fā)展了更具普遍性且被美軍使用的NOVA編碼，與此類似的還有美國(guó)的EDLTA編碼、德國(guó)的EMI編碼和法國(guó)的MOBIDIC編碼。20世紀(jì)80年代以來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，內(nèi)彈道兩相流由一維向二維、三維發(fā)展。




編輯推薦
《彈藥發(fā)射安全性導(dǎo)論》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的。





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