以整裝式液體發(fā)射藥火炮（BLPG）為研究背景,設計了一種小口徑四級漸擴型整裝式液體發(fā)射藥燃燒推進模擬裝置,實驗測得該裝置藥室內(nèi)部的p-t曲線。在經(jīng)典的液體炮內(nèi)彈道數(shù)理模型基礎上,構(gòu)建了一種全新的四級漸擴型整裝式液體發(fā)射藥火炮三階段內(nèi)彈道模型,并得到了數(shù)值模擬結(jié)果。結(jié)果表明:藥室內(nèi)燃燒壓力與時間的模擬值與實測值吻合較好,計算模型合理,可用于指導漸擴型整裝式液體發(fā)射藥火炮的內(nèi)彈道設計。采用漸擴型的藥室結(jié)構(gòu)可以促進燃燒穩(wěn)定性。 

【文章來源】：彈道學報. 2020,32(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

實驗裝置實物圖

本實驗采用小口徑四級漸擴型整裝式液體發(fā)射藥燃燒推進模擬裝置,每一級的長度為15 mm,第一級直徑為5 mm,以后每級直徑遞增3 mm,燃燒室總的容積為4.783 cm3。實驗采用電點火,在一個密閉容器中放置一個點火藥包,藥包為硝化棉和2/1固體管狀藥的混合物,藥包中插入電阻絲,點火氣流噴射孔直徑為2.5 mm。在相同實驗條件(裝填密度均為0.848 g/cm3)下進行2次實驗,利用區(qū)截裝置采用測平均速度的方法測量彈丸初速,兩次測得的數(shù)值分別為1 339.1 m/s和1 319.9 m/s。采用江西傳感器廠生產(chǎn)的OPT型石英壓力傳感器測量膛內(nèi)壓力,測得兩發(fā)藥室內(nèi)的p-t曲線,如圖2所示。兩發(fā)測得的最大膛壓分別為227.429 MPa和226.893 MPa。由圖2可知:兩條曲線的吻合度較高,這表明采用四級漸擴型的液體炮燃燒室可以抑制燃燒過程的不穩(wěn)定性。漸擴型藥室的臺階能夠誘導射流沿徑向擴展,促使軸向湍流度降低,部分轉(zhuǎn)向徑向湍流度,徑向湍流度增大。同時,采用與泰勒空腔發(fā)展相適應的四級漸擴型的燃燒室結(jié)構(gòu)尺寸,可以利用階梯拐角處的卷吸效應與回流有效地減少反應盲區(qū),使燃燒反應區(qū)發(fā)展平穩(wěn)。所以,采用本實驗設計的四級漸擴型燃燒室結(jié)構(gòu)可以減弱泰勒空腔與赫姆霍茲不穩(wěn)定效應的正反饋機制,抑制了燃燒反應的隨機性,得到一致性較好的p-t曲線。

初始Taylor空腔為半球形,因為空腔在彈丸啟動之前為半球狀發(fā)展,當半徑增大至與該級漸擴藥室半徑相同時,半球空腔因受到壁面的限制而呈圓柱狀向前擴展,前端仍保持半球狀。到達階梯處則沿階梯繼續(xù)擴展半球形前端�？涨坏竭_藥室最前端處,圓柱部繼續(xù)向前擴展,而半球形則變?yōu)槿鄙賵A缺的半球形,最終填滿整個藥室。Taylor空腔在此階段發(fā)展趨勢如圖3所示。各階段的相關(guān)方程如下:

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3423866