2.2 发射原理及物理模型2.2.1 发射原理
图2.1串联双药室发射原理图
发射原理如图2.1所示,整个发射过程可以分为三个阶段:
a) 第一阶段,点火具点燃主装药床,达到启动压力后推动活塞、副药室和弹丸一起运动,此时副药室未点燃;
b) 第二阶段,当主药室压力上升到一定值后,副药室火药被点燃,此时活塞、副药室和弹丸仍然一起运动,仍是弹丸带动卡瓣运动;
c) 第三阶段,当副药室压力大于主药室与副药室压力差时,弹丸与活塞分离,此时卡瓣带动弹丸运动。
2.2.2 物理模型
火药的燃烧过程可以认为是按药粒表面平行层逐层燃烧的,这种燃烧规律称之为皮奥伯特定律或几何燃烧定律。几何燃烧定律是理想化的燃烧模型,它是建立在下面三个假设基础上的:
a)装药的所有药粒具有均一的理化性质,以及完全相同的几何形状和尺寸;
b)所有药粒表面都同时着火;
c)所有药粒具有完全相同的燃烧环境,因此燃烧面各个方向上燃烧速度相同。
串联双药室火炮的整个发射过程采用经典内弹道模型,作如下假设:
a) 火药燃烧遵循几何燃烧定律;
b)药粒均在平均压力下燃烧,且遵循燃烧速度定律;
c)内膛表面热散失用较少火药力f或增加比热比k的方法间接修正;
d)用系数φ来考虑其他的次要功;
e)弹带挤进膛线是瞬间完成的,以一定的挤进压力p0标志弹丸的启动条件;
f)火药气体服从诺贝尔—阿贝尔状态方程;
g)单位质量火药燃烧所放出的能量及生成的燃气的燃烧温度均为定值,在以后膨胀做功过程中,燃气组分变化不予计及,因此虽然燃气温度因膨胀而下降,但火药力f,余容α及比热比k等均视为常数。
2.3 数学模型
根据以上发射过程对这三个阶段建立数学模型(式中下标1表示主药室参数,2表示副药室参数,H表示活塞,D表示弹丸): 串联药室火炮内弹道过程模拟与分析(4):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_5262.html