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3 不同因素对整装式逐层燃烧液体随行装药内弹道性能的影响 17
3.1 点火延迟时间的影响 17
3.2 随行药量的影响 18
3.3 随行药燃速系数的影响 19
4 液体随行装药喷射雾化燃烧的内弹道模型 22
4.1 随行装药喷射结构和过程 22
4.2 物理模型 22
4.3 数学模型 23
4.3.1 随行液体药喷射雾化燃烧数学模型 23
4.3.2 随行装药燃烧前的内弹道方程 23
4.3.3 随行装药燃烧后的内弹道方程 24
4.4 程序框图 26
4.4.1 主程序框图 26
4.4.2 RK子程序框图 28
4.4.3 液滴群跟踪燃烧子程序框图 28
4.5 数值模拟 28
4.5.1 装填与结构参数 28
4.5.2 随行装药喷射雾化燃烧数值计算结果 29
4.5.3 计算结果与试验结果对比分析 34
4.5.4 随行装药结果与常规装药结果对比分析 35
5 不同因素对喷射雾化燃烧液体随行装药内弹道性能的影响 38
5.1 点火延迟时间的影响 38
5.2 随行药量的影响 39
5.3 随行药类型的影响 41
5.4 喷孔截面积的影响 42
结论 44
致谢 45
参考文献 46
1 绪论
1.1 课题背景及意义
当今世界各国都很重视国防建设，特别是二战之后，各类兵器的数量和质量都得到了大幅度的提升，火炮的射击精度越来越高，打击距离越来越远，并且出现了大量的自动或半自动武器。炮口初速是衡量武器技术性能的一项重要指标，有效地增加弹丸炮口初速是兵器发射研究的关键。
常规装药的火炮发射，推动弹丸加速的弹丸与发射药分离，并且火药在整个弹后空间进行燃烧。随着弹丸的运动，固体装药没有燃烧完的火药，随着弹丸沿膛内流动，使得膛底和弹底之间产生了一个抛物线趋势的压力梯度，因此，推动弹丸运动的弹底压力只占了膛底压力的70%～80%，利用率并不高[1]；同时，火药燃烧产生的能量，不仅仅推动弹丸向前运动，还用于对弹后空间的火药气体加速，从而严重的影响了弹丸初速提高。目前，各国科研人员对传统火炮发射技术的研究已经达到较高的水平，要想通过常规装药的火炮发射系统进一步大幅度提高弹丸初速变得非常困难。只有新型火炮发射原理和发射技术[2]，才能书写火炮发射领域新的篇章。各国兵器研究者为了提高火炮发射的命中率和射程，采用了很多新型途径提高火炮内弹道性能，比如冲压发射、电热炮、轻气炮、电磁炮、液体发射药火炮、随行装药等，但从综合性能上考虑，随行装药技术途径最佳[3,4]。
随行装药技术是一种能够保持最大膛压不变的条件下，有效地提高火炮弹丸初速的新型装药技术，它可以在和常规装药相同的装药与弹丸质量比的条件下，获得更高的弹丸初速。随行装药技术很有发展前途，各国弹道工作者都投入了大批人力、物力对随行装药的理论与试验技术进行深入研究。
随行装药技术就是将一定量的发射药装于弹底，通常采用的方法有粘结随行技术、包容式携带技术等等。随行药跟随弹丸一起在膛内运动，在最大膛压出现后的某一个时刻，启动随行装药点火延迟机构，此后液体随行药开始燃烧，生成的火药气体与主装药燃烧生成的火药气体混合，使得膛内火药气体生成速率提高，补充弹后空间的压降，有效地提高了弹底压力，形成了一个压力“平台”效应；同时，由于随行装药生成的燃气不需要向弹底加速，使弹丸的做功能力增加，大幅度提高弹丸推进效率，进而有效地增加了但弹丸运动的炮口初速。
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