新概念火炮中的LPG,与传统SPG相比,它们在系统上很多地方相容相似,并且许多比较成熟的SPG技术可以应用于LPG,LPG还可结合电热技术,从而进一步发展成为向新型电热炮。其中,LPG中的再生式液体炮(RLPG),由于其独特的优点,许多国家都投入了大量的人力、物力以及财力对其进行研究。
LPG是一种利用液体燃料作为发射能源的新概念火炮,采用的液体发射药(LP)燃烧时产生大量高温高压气体并对弹丸膨胀做功,推动弹丸向前运动并获得一定的炮口初速。但LPG的推进原理有别于传统的SPG,在现代武器发展中其推进原理是一项崭新的推进理论与技术。常用的LPG的推进原理与其装药结构有两种,即整装式液体炮(BLPG)和再生式液体炮(RLPG)。研究表明,在所有新概念火炮中,液体发射药火炮主要优势表现在[2]:论文网
(1)液体发射药火炮比较容易推广。LPG仍是利用膛里火药气体做功的原理,LP能够适应现有的各种身管火炮,它一旦应用于某种火炮,便很容易将其再推广应用到其他火炮上。
(2)提高火炮威力的同时延长了火炮的使用寿命。由于RLPG内弹道循环所具有的特点,使得火炮的膛内压力便于控制从而形成“压力平台”效应,使得进一步地提高火炮的弹丸发射初速、增加火炮射程和提高火炮威力成为可能。
(3)液体发射药,因其综合性能优越,它的采用,增大了火炮携带的弹药基数,减少了车内成员,这样就使车体更加紧凑,有利于提高火炮整体防护和生存能力,有利于增强火炮持续作战的能力。
(4)液体发射药,它的配制工艺简单,所以成本较低,使其具有良好的经济性能。在1989年,美国测算得出,使用液体发射药的成本约为使用固体发射药的十分之一,使得液体发射药的大量生产变得很方便,并且易于转向应用于民用。液体发射药的生产不需要特殊原料,不会在生产过程中产生污染环境的副产品。液体发射药火炮在弹药储存和运输方面得到了大大的改良,大幅度提高了后勤工作效率,而所需费用却大大降低。
(5) 液体发射药较容易实现操作自动化。液体发射药的装填可以由专门供给管道罐装,弹药分别供输,改善了原定装式弹药供弹系统结构庞大、复杂、供弹速度慢的问题,增强火炮快速反应能力。液体发射药可以直接注入火炮,自动装填机构变得更加简易,能进一步提高射速。
总的来说,RLPG较传统SPG来说几乎全面胜出,更能满足现代战场需求,并且,开展RLPG的研究与研究其它新概念武器相比,具有更大的发展优势,且其对增强国防力量具有重要意义。 1.2 国内外研究状况
1.3 本课题主要工作
本论文主要做了以下几个方面的工作:
(1)对液体发射药火炮的发展进行了理论研究。查阅资料,了解液体发射药及液体发射药火炮兴起的背景及意义,研究液体发射药与传统固体发射药相比的优势所在,以及在新概念火炮中,再生式液体炮所具有哪些优势等。
(2)建立再生式液体发射药火炮点火过程理论模型。以再生式液体发射药火炮(RLPG)为研究背景,本文以前人所建RLPG点火模型为基础,主要研究影响RLPG点火及喷射过程中,燃烧室及贮液室内压力变化情况及影响因素。并将数值模拟结果与以RLPG模拟装置为基础的实验结果进行比较分析,探索该点火模型的可靠性、实用性。
(3)编制再生式液体发射药火炮点火过程计算软件。为了研究再生式液体炮点火过程中,点火室、燃烧室和贮液室内众多参量的变化情况,以VB6.0为软件基础、运用四阶-龙格库塔法编写再生式液体炮点火过程模型软件,结合实验结果数据调整参数以得到与实际测量最为接近的数学模型。