喷气反推式低后坐力武器内弹道机理研究

喷气反推式低后坐力武器通过从膛内导出部分火药气体经喷管向后喷射实现了大幅度减小后坐冲量的目的。运用准一维准两相流理论建立了其内弹道过程的动力学模型,以14.5mm喷气反推式低后坐力弹道枪为例进行了数值计算,并将计算结果与普通机枪的内弹道过程进行了对比。计算结果表明,在结构参数匹配合理的情况下,14.5mm口径的喷气反推式低后坐力武器能以仅损失6.3%的初速的代价减少40.56%的后坐冲量,这一性能对于增强单兵和轻型作战平台的火力具有重要意义。

低后坐力武器喷管推力特性研究

为探究低后坐力武器喷管对后坐力的作用效力,建立了低后坐力武器喷管仿真模型,利用ANSYS FLUENT对不同燃气压力作用下的喷管流场进行数值模拟,获得了喷管型面阻力特性和推力特性,根据推力特性仿真结果探究了喷管结构参数对推力特性的影响。研究表明:低后坐力武器喷管在火药燃气开始作用瞬间推力急剧增大;在燃气作用初期由于膛内压力较大,火药燃气在喷管尾部形成低压区产生负推力;在燃气作用中后期,喷管推力呈现幅值较小的平稳变化。

单兵榴弹武器系统集成优化设计方法

为提高单兵榴弹武器系统的设计性能,缩短设计周期,建立了涉及质量、内弹道、外弹道和人枪相互作用的单兵榴弹武器系统集成优化模型。以武器后坐力最小为目标进行单目标优化设计,优化后后坐力降低7.2%;以武器后坐力最小、武器系统最轻和弹丸飞行时间最短为目标进行多目标优化设计,得到了Pareto最优解集。与单目标优化结果对比,多目标优化有效提高了单兵榴弹武器系统的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标严重劣化的现象。

喷孔前置式膨胀波枪炮发射过程数值仿真与分析

喷孔前置式膨胀波枪炮是一种结合了喷气反推式低后坐力枪炮和膨胀波火炮性能优点的新型低后坐力武器。提出了其发射过程的四阶段物理模型,运用准一维准两相流理论建立了其内弹道过程的动力学模型,针对其特殊的减后坐组件结构提出了身管—反作用导气管双流场耦合计算的边界条件和计算方法,以14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪为例进行了数值仿真,并将仿真结果与普通14.5mm机枪的内弹道过程进行了对比。结果表明,在结构参数匹配合理的情况下14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪能在不减小弹丸初速的前提下减少40.56%的后坐动量。