弹丸飞行时,在弹丸后部形成低压区,产生底部压力。如果在弹丸底部附加一个排气装置,向弹底低压区排入质量和能量,提高底压就可打到减阻增程的目的,这就是底部排气减阻增程的原理。底排增程与其他增程方法有以下优点:
(1)有较高的增程率;
(2)提高存速;
(3)增加桩基动能;
(4)减小飞行时间;
(5)由于底阻减小,如果保持存速不变,可降低初速,降低炮口栋梁和动能,从而减轻了炮重,增强了武器的机动性;
(6)底牌装置结构比较简单,装在弹尾底凹处,不多占弹丸容积,因此,不降低弹丸威力。
由于底部排气弹增加了底排装置,增加了新的扰动因素,如果设计不合理,会造成底排药柱点火与燃烧过程的散布,将对增程率和密集度产生影响,甚至会出现近弹。理论分析和实验结果都证明,在药剂配方比较合理、生产工艺比较稳定、全弹参数匹配适当得情况下,底部排气弹可以达到较高的性能水平。
利用底排技术进行增程,在解决射程、精度、威力和机动性等方面的问题,比其他增程技术更容易实现,并为设计性能良好的火炮系统提供了有利的条件。
本文旨在分析底排减阻率对底排弹外弹道的影响,因此重点在于先建立内弹道和外弹道的模型,用以模拟各种因素对于底排外弹道的影响,然后又根据影响减阻率的因素,以此来找出减阻率对于外弹道的影响。
1.2 国内外研究状况
1.3 本文的主要工作
本课题旨在分析底排减阻率对底排弹外弹道的研究,主要工作有:
(1) 查阅底排弹内弹道和外弹道的相关文献,了解底排弹的结构底牌装置的工作原理;
(2) 建立底排装置工作模型和减阻率模型;
(3) 建立底排弹外弹道模型并进行数值仿真;
(4) 对所建立的模型进行数值求解,编制外弹道程序,根据不同的发射诸元能够求解相应的弹道诸元;
(5) 分析影响减阻率的因素以及对底排弹外弹道的影响。
2 底排装置工作模型和减阻率模型
底部排气弹的外形类似一般弹药,主要特点是在弹底添加了一个排气装置,底排弹如图2-1所示。底部排气装置一般由壳体、排气药柱、点火器等主要部分构成,如图2-2所示。壳体外形构成弹丸的尾部,其底部有单个或多个排气孔,中间部分构成燃烧室。弹丸在飞行过程中从燃烧室内排放气体。燃烧室内压力一般不搞,因此壳体材料通常用铝或一般钢材制造。排气药柱一般做成两块或三块的扇形体结构,以增大起始燃烧面积,并用阻燃材料包履药柱两端及外表,使得药柱成减面燃烧。排气药柱一般为复合型火药。点火器有两种,一种是点火器在膛内被火药气体点燃,而火药气体还同时点燃排气药柱。弹丸出炮口时,由于弹后压力迅速下降排气药柱很容易熄灭。这时点火药柱继续点燃排火药柱,保证其正常燃烧。另一种是器械式点火器,靠发射时的惯性力点燃。这种点火结构比较复杂。它除了点火作用外,平时还起到底部排气装置的密封作用。这种结构的排气药柱不直接承受膛内气体作用。
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