高低压火炮内弹道过程数值模拟(3)

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图2.1 并联式高低压炮结构图

高压室与低压室通过喷管相连，发射过程如下：

发射前喷孔处于封闭状态，弹丸在药室前端；点火之后，装药燃烧，高压室压力不断升高，当高压室压力达到破孔压力之后，喷孔打开，高温气体通过喷口流入低压室，但未达到启动压力，所以弹丸仍未运动；当低压室压力上升到启动压力时，弹丸开始运动，火药持续燃烧产生高温气体，推动弹丸加速运动，直到弹丸飞出炮管。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

以上过程可分为三个阶段：一是喷口打开前，此时高压室不向低压室排气，火药处于定容燃烧状态，相当于密闭爆发器过程；二是喷口打开后到弹丸开始运动，燃气由高压室流向低压室，低压室内压力逐渐增大，但未膨胀做功；三是弹丸开始运动到弹丸射出炮口，高压室内火药持续燃烧直到燃尽，燃气通过喷口流入低压室，膨胀推动弹丸运动，直到弹丸射出炮口。

通过对三个阶段的研究发现，第一阶段密闭燃烧过程中，整个系统与外界无物质交换，且时间极短，可单独拿出分析。第二阶段、第三阶段弹丸运动过程则是研究重点，虽然两个阶段弹丸运动状态不一样，但其方程的形式是完全一样的。第一阶段末就是第二阶段初，第二阶段末是第三阶段初，所以第一阶段的结束参数就是第二阶段的初始条件，第二阶段的结束参数就是第三阶段的初始条件。