火炮發(fā)射火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性與工程應(yīng)用

前言

火炮是以火藥為能源的動(dòng)力機(jī)械，在膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體壓力是推動(dòng)彈丸做功以及使后坐部分產(chǎn)生后坐動(dòng)量的動(dòng)力來(lái)源；在后效期，從彈丸飛出炮口瞬間開(kāi)始至膛內(nèi)火藥氣體壓力降至一個(gè)大氣壓為止，這一時(shí)期就是高壓容器突然打開(kāi)火藥氣體的噴出過(guò)程，前噴火藥氣體使后坐部分獲得的動(dòng)量增量等于火藥氣體對(duì)后坐部分的實(shí)際等效推力沖量的大??；在后效期終結(jié)時(shí)，后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量等于膛內(nèi)時(shí)期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量和后效期后坐部分獲得的動(dòng)量增量之和。我國(guó)科研設(shè)計(jì)部門(mén)在火炮研制過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)我國(guó)使用的后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有自由后坐動(dòng)量的計(jì)算方法MhWk.max=mv0+βwv0中，在求取滑膛炮與線膛炮火藥氣體后效作用系數(shù)β值時(shí)，在現(xiàn)行使用的火藥氣體后效作用系數(shù)β的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法β=A/v0中，建議取A＝1300時(shí)，計(jì)算滑膛炮后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的誤差過(guò)大，不能在科研設(shè)計(jì)時(shí)使用，這是什么原因引起的呢？我國(guó)現(xiàn)在使用的炮口裝置沖量特征量的計(jì)算方法，在計(jì)算火炮發(fā)射不同彈藥（種）炮口裝置沖量特征量時(shí)，炮口裝置沖量特征量的計(jì)算結(jié)果不等于常量，它不能反映炮口裝置工作時(shí)沖量特征量的本質(zhì)，不能在工程設(shè)計(jì)中使用?；鹋谠O(shè)計(jì)理論表明：火炮發(fā)射不同彈藥（種）條件下，炮口裝置沖量特征量應(yīng)該等于某一常量，它與不同彈藥（種）的使用條件無(wú)關(guān)。在評(píng)價(jià)火炮總體、炮架的動(dòng)力學(xué)特性時(shí)，當(dāng)火炮發(fā)射不同彈藥（種）時(shí)，炮口動(dòng)能較大的彈藥（種）條件，火炮總體、炮架的受力并不一定就較大，看來(lái)使用炮口動(dòng)能金屬利用系數(shù)評(píng)價(jià)火炮動(dòng)力學(xué)特性來(lái)說(shuō)明金屬材料的利用水平是存在問(wèn)題的，這又是什么原因引起的？

內(nèi)容概要

　　《火炮發(fā)射時(shí)火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性與工程應(yīng)用》給出了與我國(guó)傳統(tǒng)使用的火炮發(fā)射火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性的不同計(jì)算方法，重新推證了膛內(nèi)時(shí)期、后效期和后效期終結(jié)時(shí)，滑膛炮、線膛炮和滑膛與線膛混合型火炮后坐部分具有自由后坐動(dòng)量的計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值具有良好的一致性。給出膛線是滑膛炮與線膛炮火藥氣體后效作用系數(shù)實(shí)測(cè)值產(chǎn)生差異的核心因素，提出火炮發(fā)射時(shí)后效期火藥氣體對(duì)后坐部分的等效（實(shí)際等效）推力噴射速度的新概念，給出實(shí)測(cè)自由后坐數(shù)據(jù)的修正計(jì)算方法以及自由后坐諸元和炮口裝置性能特征量的計(jì)算新方法，建議舍棄采用炮口動(dòng)能及其金屬利用系數(shù)評(píng)價(jià)火炮動(dòng)力學(xué)特性的方法，改為采用后坐動(dòng)量及其金屬利用系數(shù)評(píng)價(jià)火炮動(dòng)力學(xué)特性的方法等。全書(shū)共五章：第1章概述；第2章火炮自由后坐時(shí)的動(dòng)量守恒問(wèn)題；第3章實(shí)測(cè)自由后坐數(shù)據(jù)和自由后坐諸元以及炮口裝置性能特征量的計(jì)算方法；第4章自由后坐試驗(yàn)的工程實(shí)踐與應(yīng)用；第5章火炮自由后坐計(jì)算方法在輕武器上的應(yīng)用。

書(shū)籍目錄

第l章 概述第2章 火炮自由后坐時(shí)的動(dòng)量守恒問(wèn)題2.1 兩個(gè)小球發(fā)生碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒問(wèn)題2.2 火炮自由后坐時(shí)的動(dòng)量守恒問(wèn)題2.2.1 膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體具有的壓力作為系統(tǒng)內(nèi)力的特點(diǎn)2.2.2 膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體具有的壓力是系統(tǒng)內(nèi)力2.2.3 膛內(nèi)時(shí)期系統(tǒng)總動(dòng)量(矢量)守恒和后坐部分與彈丸具有動(dòng)量的關(guān)系與計(jì)算方法2.2.4 后效期火藥氣體使后坐部分獲得的動(dòng)量增量2.2.5 后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量2.2.6 對(duì)膛內(nèi)時(shí)期終結(jié)時(shí)后坐部分具有自由后坐動(dòng)量(MhWg)與彈丸炮口動(dòng)量(mvg)相等的說(shuō)明2.2.7 膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體的所謂前移動(dòng)量(0.5wv0)對(duì)系統(tǒng)總動(dòng)量不產(chǎn)生影響2.2.8 對(duì)兩種火藥氣體沖量相對(duì)變化率(σ)計(jì)算方法的比較2.2.9 滑膛炮不帶與帶炮口裝置后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有自由后坐動(dòng)量?jī)煞N方法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的比較2.2.10 線膛炮不帶炮口裝置后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量?jī)煞N方法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的比較2.2.1l 線膛炮帶炮口裝置時(shí)兩種方法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的比較2.2.12 主要結(jié)論與看法2.3 對(duì)膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體壓力時(shí)間曲線變化規(guī)律的分析2.3.1 對(duì)“力”的構(gòu)成與存在的兩個(gè)必備要素條件及其在系統(tǒng)和獨(dú)立研究對(duì)象中作用的說(shuō)明2.3.2 不能假設(shè)火藥氣體膨脹流動(dòng)速度按直線增加的規(guī)律變化2.3.3 主要結(jié)論與看法2.4 對(duì)實(shí)際測(cè)試得到的彈底與膛底壓力關(guān)系的分析2.4.1 火藥氣體本身具有的壓力2.4.2 實(shí)際測(cè)試時(shí)得到的火藥氣體壓力2.4.3 有別于銅柱測(cè)壓法的新的膛底和彈底壓力測(cè)量方法2.4.4 結(jié)束語(yǔ)2.5 對(duì)不帶炮口裝置時(shí)后效期有關(guān)問(wèn)題的分析2.5.1 對(duì)不帶炮口裝置時(shí)炮口斷面噴管氣流狀態(tài)的分析2.5.2 炮口噴管臨界斷面處產(chǎn)生等聲速氣流(C0)的現(xiàn)象2.5.3 對(duì)炮口氣流從炮口噴出現(xiàn)象的分析2.5.4 滑膛炮后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量2.5.5 線膛炮后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量2.5.6 滑膛與線膛混合型火炮后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量2.5.7 兩種后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有自由后坐動(dòng)量計(jì)算方法的比較_2.5.8 對(duì)美陸軍工程設(shè)計(jì)手冊(cè)中火炮后坐部分具有的自由后坐動(dòng)量計(jì)算方法的分析2.5.9 后效期終結(jié)時(shí)后坐部分具有自由后坐動(dòng)量的計(jì)算方法2.6 對(duì)火藥氣體等效推力噴射速度“A”值的分析2.6.1 對(duì)火炮發(fā)射時(shí)火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性的統(tǒng)計(jì)分析2.6.2 對(duì)火炮發(fā)射時(shí)火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析2.6.3 對(duì)線膛炮和滑膛炮等效推力噴射速度“A”值的方差一致性檢驗(yàn)2.6.4 對(duì)線膛炮和滑膛炮等效推力噴射速度“A的平均值一致性檢驗(yàn)2.6.5 滑膛與線膛混合型火炮考慮彈丸旋轉(zhuǎn)影響時(shí)實(shí)際等效推力噴射速度(“A**”)值的求取方法2.6.6 考慮彈丸旋轉(zhuǎn)影響時(shí)后效期火藥氣體對(duì)后坐部分的實(shí)際等效推力沖量(IT,max)的計(jì)算2.6.7 對(duì)炮口聲速的統(tǒng)計(jì)計(jì)算2.6.8 迫擊炮發(fā)射時(shí)火藥氣體噴出炮口臨界斷面時(shí)炮口聲速C0的大小2.6.9 對(duì)迫擊炮和一般火炮炮口聲速方差(中間誤差)的一致性檢驗(yàn)2.6.10 對(duì)迫擊炮和一般火炮炮口聲速平均值一致性檢驗(yàn)第3章 實(shí)測(cè)自由后坐數(shù)據(jù)和自由后坐諸元以及炮口裝置性能特征量的計(jì)算方法3.1 考慮車輪轉(zhuǎn)動(dòng)影響對(duì)自由后坐實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的修正計(jì)算方法3.1.1 自由后坐車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響3.1.2 自由后坐車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)自由后坐參數(shù)的修正計(jì)算方法3.1.3 考慮自由后坐車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)火炮自由后坐參數(shù)的影響3.1.4結(jié)論與建議3.2 自由后坐諸元和運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的計(jì)算方法3.2.1 膛內(nèi)時(shí)期后坐部分自由后坐速度的計(jì)算方法3.2.2 膛內(nèi)時(shí)期后坐部分自由后坐行程長(zhǎng)的計(jì)算方法3.2.3 后效期后坐部分自由后坐諸元的計(jì)算方法3.2.4 后坐部分運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的計(jì)算方法3.3 炮口裝置性能特征量的計(jì)算方法3.3.1 后效期火藥氣體推力沖量特征量3.3.2 后坐動(dòng)量相對(duì)變化率A的定義式(不考慮炮口裝置質(zhì)量影響)3.3.3 火藥氣體沖量相對(duì)變化率 σ的定義式3.3.4 炮口裝置能量效率ηE的定義式3.3.5 炮口裝置3個(gè)性能特征量(ηE、σ和λ)之間的關(guān)系3.3.6 后坐動(dòng)量相對(duì)變化率A的計(jì)算方法3.3.7 炮口裝置能量效率的計(jì)算新方法3.3.8 在自由后坐臺(tái)上測(cè)定炮口裝置3個(gè)性能特征量時(shí)的計(jì)算方法第4章 火炮自由后坐試驗(yàn)的工程實(shí)踐與應(yīng)用4.1 內(nèi)彈道p-L曲線包絡(luò)面積(炮口動(dòng)能)大小不是火炮動(dòng)力學(xué)特性的本質(zhì)因素……第5章 火炮自由后坐計(jì)算方法在國(guó)武器上的應(yīng)用后記參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體壓力的作用時(shí)間只是毫秒級(jí)，不會(huì)因?yàn)閺椡枧c后坐部分質(zhì)量差異的增大而改變火藥氣體壓力作為系統(tǒng)內(nèi)力的本質(zhì)，這種內(nèi)力的存在使彈丸與后坐部分產(chǎn)生了典型的反沖現(xiàn)象。采用銅柱測(cè)壓法實(shí)際測(cè)試得到的彈底與膛底壓力產(chǎn)生差異的最本質(zhì)原因是彈丸與后坐部分質(zhì)量差異造成的。在膛內(nèi)時(shí)期，假設(shè)后坐部分質(zhì)量與彈丸質(zhì)量相等時(shí)，不考慮后坐部分與導(dǎo)軌以及火藥氣體與炮膛之間的摩擦力，忽略從彈炮間隙微量火藥氣體溢出的影響條件下，后坐部分與彈丸將以相等的速度向著相反方向運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，用銅柱測(cè)壓法實(shí)際測(cè)試得到的彈底與膛底壓力將相等；隨著后坐部分質(zhì)量與彈丸質(zhì)量差異的增加，則實(shí)際測(cè)試得到的彈底與膛底壓力的差值也將增加。（2）理論與工程實(shí)踐均表明，膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體壓力作為系統(tǒng)內(nèi)力的設(shè)定是完全正確的。在膛內(nèi)時(shí)期采用微波干涉儀測(cè)量得到的是火藥氣體本身具有的對(duì)彈底的壓力，其中最大壓力也是火藥氣體本身具有的對(duì)彈底的最大壓力。采用B215電測(cè)壓系統(tǒng)測(cè)量得到的火藥氣體本身具有的對(duì)膛底最大壓力，與微波干涉儀測(cè)量得到的火藥氣體本身具有的對(duì)彈底最大壓力具有良好的一致性。兩者的試驗(yàn)結(jié)果表明：將膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體壓力作為系統(tǒng)內(nèi)力的設(shè)定是完全正確的。同時(shí)又看出：采用B215電測(cè)壓系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量（在某35mm高炮上）得到的試驗(yàn)值與火炮發(fā)射時(shí)火藥氣體本身具有的壓力也具有良好的一致性。

后記

火炮自由后坐試驗(yàn)時(shí)，由后坐部分、彈丸和火藥氣體組成一個(gè)系統(tǒng)，在忽略后坐部分與導(dǎo)軌和火藥氣體與炮膛之間的摩擦阻力以及忽略從彈炮間隙中微量火藥氣體溢出影響條件下，從彈丸啟動(dòng)至后效期終結(jié)的過(guò)程中，系統(tǒng)始終保持發(fā)射前總動(dòng)量（矢量）等于0不變。該書(shū)敘述的火炮自由后坐系統(tǒng)總動(dòng)量守恒以及后坐部分和彈丸具有的動(dòng)量的關(guān)系和計(jì)算方法，無(wú)一不和火藥氣體的動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生關(guān)系，因此將該書(shū)的名字定為《火炮發(fā)射火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性與工程應(yīng)用》。1）膛內(nèi)時(shí)期在膛內(nèi)時(shí)期，系統(tǒng)由后坐部分、彈丸和火藥氣體組成?；鹚帤怏w本身具有的壓力作為系統(tǒng)內(nèi)力，達(dá)到最大壓力的時(shí)間只是毫秒級(jí)，一般火炮膛內(nèi)作用時(shí)間也僅有10ms左右，滑膛炮發(fā)射穿甲彈時(shí)膛內(nèi)作用時(shí)間僅有5ms～6ms，輕武器膛內(nèi)作用時(shí)間一般也僅有2ms～3ms。因此，在膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體本身具有的壓力作用下，使系統(tǒng)中后坐部分與彈丸之間產(chǎn)生了很典型的反沖現(xiàn)象。（1）火藥氣體本身具有的壓力：在火炮發(fā)射時(shí)，膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體的質(zhì)量密度與溫度是隨著彈丸運(yùn)動(dòng)時(shí)間的變化而變化。因此，火藥氣體本身具有的的壓力，隨著彈丸運(yùn)動(dòng)時(shí)間的變化而變化。但是，在膛內(nèi)時(shí)期每一瞬態(tài)時(shí)刻，火藥氣體的質(zhì)量密度與溫度又具有均勻性。因此，在膛內(nèi)時(shí)期每一瞬態(tài)時(shí)刻，火藥氣體本身具有的壓力對(duì)炮膛四周的作用也是均勻分布的。如果否定這一事實(shí)，膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體本身具有的壓力就不能作為系統(tǒng)內(nèi)力而存在。因此，在膛內(nèi)時(shí)期火藥氣體本身具有的壓力，在每一瞬態(tài)時(shí)刻將始終保持作為系統(tǒng)的內(nèi)力而存在，系統(tǒng)內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)，作用于后坐部分和作用于彈丸的軸向方向的內(nèi)力是大小相等方向相反，它不能改變系統(tǒng)總動(dòng)量（矢量）。

編輯推薦

《火炮發(fā)射火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性與工程應(yīng)用》是由國(guó)防工業(yè)版社出版的。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    火炮發(fā)射火藥氣體動(dòng)力學(xué)特性與工程應(yīng)用 PDF格式下載

---