高低压火炮内弹道过程数值模拟(2)

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1.2 高低压发射简介

高低压发射使火药先在暂时的高压室内充分燃烧，然后进人低压室内推动弹丸运动的发射方法。发射药装在高压室内，其容积很小。点燃发射药后、压力迅速升高，压力达到一定值后，燃气冲破密封片，进入低压室膨胀作功，推送弹丸运动。从而，提高发射药利用率，保障内弹道的稳定性。这一原理非常适合于那种小装药量、膛压和初速均比较低的发射武器，如步兵也使用的榴弹发射器。对于某些火箭和导弹的发射，要求发射过程中产生的过载不宜太大，因此，也常常采用高低压发射方式。尤其对无控火箭，可以提高火箭弹的离轨速度，从而能明显地改善其发射弹散布，提高射击精度。采用了高低压发射原理的火炮，与传统发射方式相比，有五大特点：一是降低了炮膛压力，对火炮的身管强度要求降低，这样就可以减轻火炮的重量，提高机动性。二是高低压发射装置设有高压室，它的火药装填密度大，散热表明小，因此容易保证装药点火的一致性。三是低压室压力是由高压室流出的可燃气体产生的，其压力行程曲线比无后座炮或迫击炮平缓得多，速度曲线在相当长的一段行程中接近直线。四是高低压发射装置的火药装药由于是在高压下燃烧，能够保证燃烧的稳定性。五是由于高低压发射装置能够保证点火的一致性和燃烧的稳定性，又能保证膛压的稳定，因而能有效地改善炮口速度的稳定性，对提高射击密集度有利。

高低压火炮综合性能优于一般高压火炮,是现代火炮的前沿技术之一。它的结构、原理比一般高压火炮更加复杂,其各项关键技术紧密相关,互相依存和制约。国外对这一技术的掌握已相对成熟,虽说近年国内也在这一领域取得不少成果，但相比国外依然有较大差距。因此,我们必须对国外高低压发射研究取得的成功经验和失败教训,进行认真地分析和总结,以使我们更好的进行研究,少走弯路,为尽快赶超国外高低压发射的研究水平奠定基础。同时，通过运用武器系统与工程专业相关课程所学知识，在了解高低压工作原理和技术特点等基本概念的基础上，建立高低压内弹道数学模型并进行数值模拟，学习和掌握新概念火炮内弹道设计的基本方法，培养我们解决实际问题的能力。

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要工作

课题的主要任务是对高低压火炮进行内弹道设计，在满足设计指标的要求下调整初始参数，依据运算数据分析各参数对高低压火炮内弹道性能的影响。对此，论文的主要工作在于：

1）掌握高低压内弹道知识，了解高低压发射方式的特点，模拟出弹丸运动等过程；文献综述

2）基于此高低压火炮参数，建立高低压火炮发射内弹道模型；

3）编制计算内弹道方程程序，对内弹道方程进行计算；

4）调整初始参数，画出参数曲线，分析参数变化对内弹道性能的影响

2 发射系统结构

2.1 研究对象

高低压火炮的内膛结构有两种形式，一种是串联配置，高压室和低压室串联，低压室位于高压室前面与发射管相连接；另一种是并联配置，高压室和低压室并联配置。本文采取的是并联配置，如图2.1所示，高压室位于炮膛的中心位置，火药燃气沿径向流入低压室，结构较串联配置紧凑。研究对象有：高压室、低压室、火药类型、弹丸、炮。

并联式高低压炮结构图