火炮装药温度场仿真及靶场试验中保温时间预测

为了保证火炮装药温度一致且分布均匀,需要对装药进行长时间保温,为了研究此过程中保温用时最省的问题,采用多孔介质传热理论,建立了火炮装药传热模型,利用有限容积法对数学模型进行离散,得到相应的差分计算格式,采用多种不同口径装药,对不同初始条件的温度场及保温要求进行模拟仿真。将理论计算结果与试验测试数据进行了对比,分析结果表明,所建的理论模型能够正确反映发射装药的温度变化规律,该模拟方法具有一定的推广应用价值。

弹药保温时间试验研究

鉴于我军弹药保温时间过长,为了准确得到弹药保透所需时间,对弹药保温展开试验研究。利用传热学理论对弹药保温过程中的传热特性进行分析,建立弹药保温传热学模型,通过试验得到弹药温度场分布与保温时间的关系及弹药保透所需时间。结果证明了现行军标规定保温时间确有很大压缩空间。

典型弹药装药保温平衡时间特性实验研究

发射药温度直接影响装药的燃烧速度,进而影响火炮的发射性能。为了深入研究弹药温度试验中发射装药的保温平衡时间,选取了不同口径的多种现役典型弹药展开了实验研究,通过对弹药改装并搭建多通道的温度采集系统,测量了靶场弹药保温试验升、降温过程中发射装药内部温度的变化规律。在此基础上,引入了弹药热学中心的概念和保温平衡时间的计算方法,得到了12种发射药在4种温度工况下的保温平衡时间。研究结果表明:弹药内部从外向里传热速率越来越慢、保温平衡时间越来越长;本文研究的12种发射装药的保温平衡时间均不超过26 h,口径较大的弹药所需的弹药保温平衡时间较长,其中小口径弹药的保温平衡时间仅需要7~8 h;装药中心的传火管结构和中空的可燃纸筒结构减小了弹药的保温平衡时间。通过比较得出,靶场试验弹药的保温平衡时间较现行国军标规定的保温平衡时间可大幅缩短,能够提高靶场试验效率,具有重要意义。

基于多孔介质模型的火炮装药传热特性

在自行加榴炮的诸多战术指标之中,药温能够在很大程度上影响其发射初速及射程。以多孔介质传热模型为理论基础,建立火炮装药传热模型,利用有限容积法离散化处理所建立的数学模型,得到相应的差分计算格式,并对自行加榴炮的装药温度场进行模拟仿真。通过理论计算结果与试验测试数据的对比,表明所建的理论模型能够正确反映发射装药的温度变化规律,模拟结果具有一定的参考价值。