內(nèi)彈道課程設(shè)計

1、內(nèi)彈道課程設(shè)計內(nèi)彈道學(xué)課程設(shè)計報告題目： 152mm榴彈炮內(nèi)彈道設(shè)計 學(xué)號： 06 姓名： 梁慶 同組同學(xué)： 陳周迪 劉佳 黃雙帥 指導(dǎo)老師： 張小兵 楊均勻 時間： 評語：1. 內(nèi)彈道設(shè)計 已知條件（1）口徑 152mm（2）炮膛斷面積 s=（3）彈丸質(zhì)量（kg）51kg（4）藥室擴(kuò)大系數(shù) （5）全裝藥 pm（膛底銅柱壓力,kg/cm2） 3400（6）對應(yīng)最小號裝藥pm（膛底銅柱壓力,kg/cm2）950（7）采用雙芳3火藥，火藥力fkg，壓力全沖量 ikdm2 設(shè)計要求進(jìn)行152mm榴彈炮內(nèi)彈道設(shè)計，要求初速達(dá)到,全裝藥壓力小于給定壓力。設(shè)計炮膛構(gòu)造諸元，火藥參數(shù)，并進(jìn)行正面計算。 設(shè)計

2、過程簡述（1）取定裝填密度和相對裝藥量；本組選擇數(shù)據(jù)范圍為：，（2）取次要功計算系數(shù)，將指標(biāo)銅柱壓力轉(zhuǎn)化平均最高壓力；（3）根據(jù)選定的計算出有彈道設(shè)計表中查出相應(yīng)的；（4）計算及；（5）求解和；（6）根據(jù)選定的，求解炮膛結(jié)構(gòu)諸元； 求藥室長度 炮膛全長 炮身全長 為炮閂長=（2）d（7）根據(jù)已知的查彈道設(shè)計表求出b，由下式計算出壓力全沖量，進(jìn)而可求出火藥的厚度（8）選取火藥型號，進(jìn)行適當(dāng)修約規(guī)整后，進(jìn)行正面計算，檢驗設(shè)計準(zhǔn)確與否。2.方案評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)彈道設(shè)計，有諸多評價標(biāo)準(zhǔn)，利用評價標(biāo)準(zhǔn)，我們可以判斷方案的優(yōu)劣?；鹚幠芰坷眯蕵?biāo)準(zhǔn)火炮的能源都是利用火藥燃燒后釋放出的熱能，因此，火藥能量能不能得

3、到充分利用，就應(yīng)當(dāng)作為評價武器性能的一個很重要的標(biāo)準(zhǔn)。即有效功效率。炮膛容積利用效率充滿系數(shù)或炮膛工作容積的利用效率 火藥相對燃燒結(jié)束位置為火藥相對燃燒結(jié)束位置。由于火藥點火的不均勻性以及厚度的不一致，計算出來的火藥燃燒結(jié)束位置由于是以幾何燃燒定律的假設(shè)為基礎(chǔ)的，所以并不代表所有顆粒的燃燒結(jié)束位置，僅是一個理論值，實際上各顆粒的燃燒結(jié)束位置分散在該理論值的附近一定區(qū)域內(nèi)。若接近炮口時，必能有一些火藥沒有能夠燃燒完成就飛出炮口，在這種情況下，不僅火藥的能量不能得到充分利用，而且會造成初速的較大分散。一般火炮的應(yīng)小于炮口壓力壓力越大，對炮手的傷害越大，應(yīng)對其有一定限制。武器壽命火炮使用過程中，高溫

4、火藥氣體的燒蝕作用和高速氣流的沖刷作用，以及彈丸運(yùn)動的摩擦作用，使得身管的射擊性能不斷衰退，因而就產(chǎn)生了使用壽命的問題。身管使用壽命通常以在喪失一定戰(zhàn)術(shù)和彈道性能以前所能射擊的發(fā)數(shù)來表示。影響身管壽命的因素很多，在彈道設(shè)計方案中，主要考慮以下一些影響壽命的因素。最大壓力 彈丸在最大壓力處作用在膛線導(dǎo)轉(zhuǎn)側(cè)上的力也將達(dá)到最大值。隨著射擊次數(shù)的增加，在最大壓力處的膛線也將產(chǎn)生最大的磨損，另外由于膛壓的增高，火藥氣體的密度也相應(yīng)增大，因此傳給炮膛內(nèi)表面的熱量也就越多，這樣就加劇了火藥氣體對炮膛的燒蝕。從提高身管壽命的要求來講，最大壓力太高是有害的。裝藥量口徑越大或初速越大的武器，裝藥量與膛內(nèi)表面積的比

5、值也越大，因而膛內(nèi)表面上的溫度也越高，燒蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。為提高身管的壽命，在彈道設(shè)計時應(yīng)盡可能選擇裝藥量較小的方案。彈丸相對行程長武器的身管越長，火藥氣體與膛內(nèi)表面接觸的時間也越長，火藥氣體對炮膛表面的燒蝕也更加嚴(yán)重，使身管壽命下降。另一方面，在給定初速的條件下，彈丸行程越長，裝藥量可以相對減少，對提高身管壽命又是有利的。半經(jīng)驗半理論公式：為條件壽命。簡化得3.內(nèi)彈道設(shè)計過程方案評價標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)選定1) 火藥能量利用效率標(biāo)準(zhǔn)2) 炮膛容積利用效率 3) 火藥相對燃燒結(jié)束位置4) 炮口壓力 5) 武器壽命對于加農(nóng)炮，有如下壽命公式：選定評價指標(biāo)約束后，就可以在一定范圍內(nèi)，設(shè)計火炮，選定諸多參數(shù)。 內(nèi)

6、彈道設(shè)計按如下步驟設(shè)計火炮結(jié)構(gòu)諸元：a) 在相對裝藥量和裝填密度范圍內(nèi)，進(jìn)行編程計算。程序編制按照內(nèi)彈道表編表過程來進(jìn)行，即依據(jù)l分析解法逆過程編制。程序編制好后，進(jìn)行選點計算。指導(dǎo)圖如下：各點的評價標(biāo)準(zhǔn)值圖如下：由于是程序計算，選取的點較密，計算準(zhǔn)確，指導(dǎo)圖光滑。設(shè)計152mm榴彈炮，根據(jù)經(jīng)驗，設(shè)計選取的最優(yōu)方案，應(yīng)該在指導(dǎo)圖最小膛容點，左下方。b) 根據(jù)炮口壓力，火炮容積利用率，相對燃燒結(jié)束位置指標(biāo)選定相對裝藥量，如下圖示：由上圖確定相對裝藥量： 由上圖確定相對裝藥量： 由上圖確定相對裝藥量： 取定，此時 滿足評價指標(biāo)條件。c) 在取定相對裝藥量的基礎(chǔ)上，作出各指標(biāo)圖，選定裝填密度身管不可

7、以過長，也不能過短，且榴彈炮，裝填密度有一定限制，裝填密度應(yīng)該小于炮口壓力滿足指標(biāo)要求，容積率也滿足，在之間。相對燃燒點應(yīng)該小于，取定裝填密度為dm3，這樣壽命也不會過短，此時各指標(biāo)值均滿足條件。d) 計算炮膛構(gòu)造諸元利用裝填密度和相對裝藥量，計算火炮構(gòu)造諸元如下表：數(shù)值表火炮構(gòu)造諸元諸元設(shè)計值修約值藥室容積（dm3）21藥室容積縮徑長（m）藥室容積長（m）彈丸行程長（m）8身管總長（m）e) 火藥已知諸元 數(shù)值表火藥諸元諸元值修約值裝藥量（kg）綜合裝填參量b全裝藥*106（*106）次要功系數(shù)弧厚（mm）*2=*2=燃速系數(shù)*10-8燃速指數(shù)f) 最小號裝藥設(shè)計由于在全裝藥設(shè)計中，已經(jīng)確定

8、了火炮膛內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸及彈重，所以最小號裝藥設(shè)計是在已知火炮構(gòu)造諸元的條件下，計算出滿足最小號裝藥初速的裝填條件。根據(jù)火炮最小射程的要求，可以從外彈道給定出最小號裝藥的初速：，但考慮到護(hù)膛劑等因素的影響，初速設(shè)計余量系數(shù)取為，即，同時它的最大壓力必須保證在各種條件最低的界限下能夠解脫引信的保險機(jī)構(gòu)，所以最小號裝藥的最大壓力是指定的，不能低于950 kg/cm2，因為最小號裝藥是裝填單一的薄火藥，因此通過設(shè)計計算得到的裝藥質(zhì)量和弧厚代表薄火藥的裝藥量和弧厚。（1）根據(jù)第一組方案，結(jié)構(gòu)諸元及相關(guān)參數(shù)為：，又假定：，。（2）首先選取裝填密度的范圍為：火藥力利用經(jīng)驗公式，取裝填密度后，計算出裝藥量,以及次

9、要功系數(shù)，并計算表初速。根據(jù)，查彈道設(shè)計表，計算最大壓力pm.依此過程，循環(huán)往復(fù)，直至滿足條件。得到：因為全裝藥的相當(dāng)弧厚和薄火藥的弧厚均已知，而全裝藥的和最小號裝藥的也已知，因此可以求出厚、薄兩種裝藥的百分?jǐn)?shù)： ，則后火藥的弧厚為： 4. 內(nèi)彈道正面計算在全裝藥設(shè)計過程中，采用的為正比式燃燒規(guī)律：，但在正面計算時應(yīng)采用指數(shù)式燃燒規(guī)律：，因此與必有一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。另外，在正面計算中選取的火藥藥形為圓形七孔藥，與內(nèi)彈道表中選用的帶狀藥有一定的差別，根據(jù)經(jīng)驗可取七孔藥弧厚為帶狀藥弧厚的倍，也即：。其壓力、速度曲線分別如下：其中，滿足。至此， 5.內(nèi)彈道設(shè)計感想 長達(dá)一個月的內(nèi)彈道設(shè)計就要結(jié)束，自己

10、感覺學(xué)到了很多東西。無論在實踐動手方面，還是在對內(nèi)彈道過程的理解方面，自己都很有感觸。簡要有以下兩點：Ø 內(nèi)彈道學(xué)習(xí)，絕對的是一個循序漸進(jìn)的過程。從基本的狀態(tài)方程，火藥燃燒機(jī)理開始，一步一步接觸很多新的東西。此次內(nèi)彈道設(shè)計，感觸最深的是，在內(nèi)彈道中火藥燃燒機(jī)理是最重要的一環(huán)。火藥燃燒過程是很復(fù)雜的，其也是影響膛壓和初速最關(guān)鍵的一環(huán)。在調(diào)制程序中，燃速系數(shù)和指數(shù)對結(jié)果的影響很大，或者說，內(nèi)彈道過程對其非常靈敏。這一點是很值得重視的，因為真實的燃燒環(huán)境，千變?nèi)f化，很難保證千篇一律。所以對這方面的研究應(yīng)該是內(nèi)彈道的一個重要方向。Ø 在編制內(nèi)彈道計算程序中，發(fā)現(xiàn)逆運(yùn)算比正面計算要發(fā)雜的多。比如綜合參量b是膛壓和裝填密度的函數(shù)，這是一個非常難以計算的隱式函數(shù)。函數(shù)中包括