為使變?nèi)妓侔l(fā)射藥能夠應(yīng)用在相關(guān)武器中,通過(guò)建立變?nèi)妓侔l(fā)射藥的幾何燃燒模型,分析其燃燒過(guò)程特點(diǎn),并對(duì)燃燒過(guò)程中形狀函數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)建立;以經(jīng)典內(nèi)彈道理論為基礎(chǔ),進(jìn)行內(nèi)彈道程序的編寫,研究不同藥型參數(shù)時(shí)變?nèi)妓侔l(fā)射藥在迫擊炮中的內(nèi)彈道表現(xiàn),為變?nèi)妓侔l(fā)射藥應(yīng)用在迫擊炮中提供理論基礎(chǔ)。根據(jù)變?nèi)妓侔l(fā)射藥特殊結(jié)構(gòu)和燃燒特點(diǎn),以幾何燃燒定律為基礎(chǔ),將變?nèi)妓侔l(fā)射藥的燃燒過(guò)程劃分為兩階段:第一階段為內(nèi)層速燃藥、外層緩燃藥同時(shí)燃燒過(guò)程;第二階段為剩余內(nèi)層速燃藥單獨(dú)燃燒過(guò)程,為單孔粒裝發(fā)射藥燃燒;對(duì)于每一階段進(jìn)行燃燒模型建立和燃燒性能計(jì)算分析;同時(shí)進(jìn)行發(fā)射藥形狀函數(shù)推導(dǎo)及內(nèi)彈道方程組建立,利用龍格-庫(kù)塔算法求解微分方程組,計(jì)算得到變?nèi)妓侔l(fā)射藥p-1、p-t、v-t、v-l內(nèi)彈道特征曲線及內(nèi)彈道特征點(diǎn),并對(duì)其進(jìn)行分析研究。通過(guò)對(duì)迫擊炮用變?nèi)妓侔l(fā)射藥的內(nèi)彈道計(jì)算,結(jié)果表明:(1)變?nèi)及l(fā)射藥具有良好的燃燒漸增性,通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)外層燃速比、長(zhǎng)徑比、內(nèi)孔徑,控制其燃面和燃速達(dá)到控制其燃燒漸增性的目的。(2)變?nèi)妓侔l(fā)射藥在迫擊炮內(nèi)彈道模擬曲線p-t具有較明顯的壓力平臺(tái)效應(yīng),表明變?nèi)妓侔l(fā)射藥可在迫擊炮中發(fā)揮其燃燒漸增性的優(yōu)勢(shì)。(3)適當(dāng)提高變?nèi)妓侔l(fā)射藥的緩燃層和速燃層的火藥力可以增加發(fā)射藥能量,提高彈丸初速。(4)隨著變?nèi)妓侔l(fā)射藥的外內(nèi)層燃速比值的升高,外內(nèi)層燃速差變小,變?nèi)妓侔l(fā)射藥內(nèi)彈道最大膛壓和彈丸初速都相應(yīng)提高,考慮到最大膛壓的限制,選取適中的燃速比有利于發(fā)揮變?nèi)妓侔l(fā)射藥燃燒的漸增性優(yōu)勢(shì)。(5)將發(fā)射藥外徑確定在2.60mm時(shí),將緩燃層弧厚值定在0.15mm可以更好發(fā)揮變?nèi)妓侔l(fā)射藥燃燒漸增性的優(yōu)點(diǎn)。(6)隨著內(nèi)孔直徑的降低,最大膛內(nèi)壓力和彈丸初速變化不大,但需考慮發(fā)射藥起始燃燒表面問(wèn)題和燃燒時(shí)間問(wèn)題,綜合考慮,當(dāng)發(fā)射藥外徑為2.6mm時(shí),內(nèi)孔直徑為1.0mm較為合適。(7)長(zhǎng)徑比越大,端面的減面燃燒影響越弱,但當(dāng)長(zhǎng)徑比值大于2.5時(shí),長(zhǎng)徑比對(duì)彈丸初速和最大膛內(nèi)壓力的有利影響變小,但使發(fā)射藥的裝填密度變小;綜合考慮滿足燃燒性能和內(nèi)彈道性能的條件下,將長(zhǎng)徑比值選取在2.0-2.5之間,既能凸顯變?nèi)妓侔l(fā)射藥的燃燒漸增性優(yōu)勢(shì),又能兼顧裝填密度,達(dá)到最大的內(nèi)彈道效率。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TJ31;TQ562
【部分圖文】：

圖 2.1 管狀變?nèi)妓侔l(fā)射藥結(jié)構(gòu)圖 圖 2.2 管狀變?nèi)妓侔l(fā)射藥截面結(jié)構(gòu)圖為準(zhǔn)確描述其燃燒過(guò)程，將其燃燒過(guò)程分為兩階段，第一階段為內(nèi)層速燃藥、外層緩燃藥共同燃燒階段，由于緩燃層較薄，所以當(dāng)外層緩燃層燃盡時(shí)，標(biāo)志著該階段的結(jié)束；第二階段為剩余內(nèi)層速燃藥單獨(dú)燃燒過(guò)程，為傳統(tǒng)管狀發(fā)射藥燃燒，剩余內(nèi)層藥燃盡，第二燃燒階段結(jié)束，管狀雙層發(fā)射藥燃燒結(jié)束。（1）第一燃燒階段在這一燃燒階段，外層緩燃藥從外表面向內(nèi)燃燒，呈減面燃燒效果，內(nèi)層速燃層從內(nèi)孔開(kāi)始向外燃燒，呈增面燃燒效果，兩端面沿水平方向向內(nèi)做縮進(jìn)燃燒，直至外層緩燃藥燃盡，該階段結(jié)束；由于外層緩燃藥線性燃速較慢，內(nèi)層速燃藥線性燃速較快，所以當(dāng)發(fā)射藥內(nèi)外層燃速比，長(zhǎng)徑比較為合適時(shí)，第一階段，發(fā)射藥燃燒整體呈較為理想的增面燃燒狀態(tài)，燃燒呈漸增性。該過(guò)程模擬圖如圖 2.3 所示。

圖 2.1 管狀變?nèi)妓侔l(fā)射藥結(jié)構(gòu)圖 圖 2.2 管狀變?nèi)妓侔l(fā)射藥截面結(jié)構(gòu)圖為準(zhǔn)確描述其燃燒過(guò)程，將其燃燒過(guò)程分為兩階段，第一階段為內(nèi)層速燃藥、外層緩燃藥共同燃燒階段，由于緩燃層較薄，所以當(dāng)外層緩燃層燃盡時(shí)，標(biāo)志著該階段的結(jié)束；第二階段為剩余內(nèi)層速燃藥單獨(dú)燃燒過(guò)程，為傳統(tǒng)管狀發(fā)射藥燃燒，剩余內(nèi)層藥燃盡，第二燃燒階段結(jié)束，管狀雙層發(fā)射藥燃燒結(jié)束。（1）第一燃燒階段在這一燃燒階段，外層緩燃藥從外表面向內(nèi)燃燒，呈減面燃燒效果，內(nèi)層速燃層從內(nèi)孔開(kāi)始向外燃燒，呈增面燃燒效果，兩端面沿水平方向向內(nèi)做縮進(jìn)燃燒，直至外層緩燃藥燃盡，該階段結(jié)束；由于外層緩燃藥線性燃速較慢，內(nèi)層速燃藥線性燃速較快，所以當(dāng)發(fā)射藥內(nèi)外層燃速比，長(zhǎng)徑比較為合適時(shí)，第一階段，發(fā)射藥燃燒整體呈較為理想的增面燃燒狀態(tài)，燃燒呈漸增性。該過(guò)程模擬圖如圖 2.3 所示。

管狀雙層發(fā)射藥第二燃燒階段模擬示意圖
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本文編號(hào)：2868589