液体发射药迫击炮低压发射性能的数值及实验研究

针对精确制导炮弹低过载发射需求,研究液体发射药迫击炮低膛压发射性能,建立了液体药再生喷雾燃烧内弹道模型并进行数值计算,基于60 mm口径液体发射药迫击炮实验系统,测试了燃烧室和贮液室压力及弹丸初速,验证了内弹道模型的正确性。分析了液体发射药质量、弹丸质量对内弹道特性的影响规律。结果表明,当液体药装药量为40 g时,燃烧室达到最大压力40 MPa,随着装药量进一步增加,最大膛压保持不变,而膛压充满度逐渐升高,初速增加,最大膛压只决定于再生喷射机构,说明液体发射药迫击炮具有突出的低膛压、高初速发射性能。与传统固体发射药迫击炮相比,液体发射药迫击炮对弹丸质量具有较低的敏感性,在弹丸质量增加130%的情况下,膛压仅增加40%,而弹丸最大过载降低了39%,使其发射过载远低于常规火炮,对发射制导弹药具有明显优势。

一种基于密闭爆发器试验的发射药燃烧渐增性定量评价方法

通过对比分析发射药膛内动态燃烧和密闭爆发器静态燃烧过程,发现一种理想的发射药应具备特殊的燃烧猛度分布。通过分析理想发射药和实际发射药燃烧猛度分布的差异,提出了一种基于密闭爆发器试验的发射药静态燃烧渐增性定量评价方法,评价结果与动态试验结果具有良好的一致性。

再生式液体火炮经典内弹道模型

再生式液体火炮的内弹道循环中存在液体燃料喷射、破碎和雾化过程,这给内弹道问题带来极大的复杂性。本文用经验关系给出雾化后的液滴直径及其燃烧规律,根据绝热压缩建立液相的状态方程,喷射过程采用非稳态的伯努里方程。在某些假设条件下建立起一组封闭的内弹道方程系。用美国120mm再生式液体火炮的参数进行数值求解,获得稳定的计算结果。

液体射流破碎机理及其在再生式液体发射药火炮中的应用

本文对液体射流各种破碎机理进行了讨论.对于再生式液体发射药火炮.假设液流破碎主要是由于环境气体和液流间的气动力作用引起的.根据扰动产生液流不稳定理论,确定出相应液滴形成的最大波长值以及从射流表面形成液滴的质量速率.并对120 mm再生式液体发射药坦克炮内弹道循环初期,进行了雾化计算.根据给出的近似液面燃速公式,估计再生式液体发射药火炮内弹道循环初期液体雾化所占比重,对再生式液体发射药火炮进行了液体燃料初期堆积的预测.

带有增压室的RLPG零维内弹道模型

为了在喷孔面积为常数的条件下提高膛压曲线充满度,提出了一种带有增压室的再生式液体发射药火炮结构方案,建立了考虑固体点火药的零维内弹道模型.利用某迫击炮的结构参数和装填条件,采用龙格-库塔法进行了数值模拟,分析了内弹道性能.在一定结构参数条件下的计算结果显示:贮液室和增压室的压力在液体药喷射过程中一直增加,且明显高于燃烧室压力;燃烧室压力出现近似的平台效应.模拟结果表明,设置增压室可在喷孔面积为常数的条件下提高膛压曲线充满度.

燃烧轻气炮发射药成分对内弹道性能的影响分析

为分析不同发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能的影响,通过计算流体力学方法对燃烧轻气炮燃烧室的三维氢燃烧流场进行数值模拟,湍流模型采用RNGk-ε双方程模型,氢气燃烧采用EDM涡耗散模型模拟.结果表明,在发射药中加入适当含量的稀释气体能够有效地控制发射药的燃烧,减小燃烧室内压力振荡,降低燃烧室平均温度;采用氢气发射药比甲烷气体具有更好的内弹道性能;发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能有显著影响.

再生式液体发射药火炮中雾化燃烧过程的模拟

再生式液体发射药火炮（ＲＬＰＧ）内弹道过程最为棘手的问题是对液体（ＬＰ）射流从贮液室喷注到燃烧室，射流破碎形成具有一定尺寸分布的液雾及液滴燃烧这一复杂过程如何进行数学描述。为此提出了一个再生式液体发射药火炮的内弹道改进模型，模型中考虑了膛内气流运动的拉格朗日问题。为此基础上，模拟了液体药雾化燃烧过程。对提出的几种雾化燃烧模型进行了比较，同时与Ｃｏｆｆｅｅ编码计算结果也进行了比较。

再生式液体发射药枪设计与弹道计算

介绍了１２．７ｍｍ再生式液体发射药枪的设计，给出了贮液室与燃烧室实测压力曲线，提出了包括活塞运动与液体喷射之间耦合关系及贮液室中液体惯性的内弹道计算模型。

再生式液体药火炮内弹道过程的多维多相流数值模拟

建立了再生式液体药火炮内弹道过程的多维多相流模型，详细考虑了内弹道过程中多相流区域发生的各种行为，以３７ｍｍ再生式液体药火炮为对象，给出并分析了其内弹道性能参量及其时空分布的数值计算结果。

23mm再生式液体发射药火炮试验结果的数值模拟

利用经典模型对２３ｍｍ再生式液体发射药火炮的试验结果进行了数值模拟。计算了贮液室、燃烧室压力－时间曲线和炮口速度，理论计算和实验数据吻合较好。

37mmRLPG再生喷射燃烧过程的实验与模拟

该文介绍了针对直孔活塞式３７ｍｍＲＬＰＧ再生喷射燃烧过程进行实验测量和数值模拟研究所取得的结果及其分析。数值模拟中重点考虑了４种雾化和燃烧模型对模拟上述燃烧过程的适用性，它们是瞬态燃烧模型、单液滴模型、喷射雾化模型及雾化直径的燃烧室压力函数模型。发现瞬态燃烧模型和喷射雾化模型分别过高和过低地预测了着火后的压力升高率，压力函数模型预测的弹丸速度较小，而单液滴模型则既能较好地描述压力—时间历程。

再生式液体发射药枪弹道结果分析

介绍了１２．７ｍｍ再生式液体发射药枪的试验结果，给出了贮液室与燃烧室的实测压力曲线，并对试验结果进行了分析讨论。

37mm液体药火炮液体喷射过程的模拟和计算

以37mm再生式液体药火炮为对象,直接从贮液室动量方程出发,并考虑活塞与液体喷射间耦合作用及液体惯性的影响,导出了一适用的新型喷射模型.并对37mm火炮内弹道过程和喷射过程进行了模拟计算,结果表明液体喷射过程具有稳态喷射和非稳态喷射的特征.

内环式结构RLPG压力平台产生的条件

在文献1建立的RLPG集总参数内弹道学数学物理模型的基础上，对RLPG压力平台产生的条件进行了详细的探讨，推导了满足压力平台的喷孔面积与膛内其它参量之间的解析关系式，编制了计算程序，处理了计算过程中所产生的压力振荡问题，获得了工程设计中实用的产生压力平台的中心杆半径与其行程的变化关系曲线。

等弧厚七孔发射药抛放弹内弹道计算

航空抛放弹内弹道计算通常使用的是形状函数法,具有严格的推导过程,但是当发射药分裂后,二项式函数不能完全体现发射药的形状特征。针对该问题,根据火药几何燃烧定律,通过计算七孔发射药瞬时燃烧面积,提出了等弧厚七孔发射药的内弹道新算法,可以满足当发射药完全燃烧时,相对燃烧面积是零,提高内弹道计算精度。

RLPG 再生喷射燃烧过程的全模拟

利用建立的再生式液体药火炮（ＲＬＰＧ）中再生喷射燃烧过程的多维多相流数学模型，以３７ｍｍＲＬＰＧ为对象，对其再生喷射燃烧过程进行了全模拟，揭示了过程中各物理量的时空分布特征。结果表明：（１）整个液体喷射过程期间，燃烧室内存在连续的液注形态。液体药的燃烧主要发生在燃烧室和身管入口区域。（２）身管入口节流对燃气流速和压力的时空分布产生重要影响。身管中段的燃气流速和压力沿轴向成线性分布。（３）燃烧室和身管入口附近区域处于同一高温水平，相应区域的壁面热负荷较大。身管内燃气温度沿弹底方向逐渐降低。

再生式液体发射药火炮中内弹道参量时空分布的数值解析

利用建立的再生式液体发射药火炮两维多相流数位模型，以37mm液体发射药火炮为对象，对其内弹道参量的时空分布规律进行了数值解析，并与相关实验结果进行了比较分析。首次给出了再生式液体发射药火炮中液注扩展、气相速度、气相压力和气相温度的时空分布规律，深入揭示了内弹道过程的发展特征。

一种新型大弧厚六翼星孔棒状发射药的燃烧特性

设计并制备了一种新型大弧厚六翼星孔棒状发射药,利用密闭爆发器研究了不同长径比(L/D=1,2,6)、不同端面封堵层厚度/发射药弧厚比(s/e_1=0,0.05,0.1)的星孔棒状发射药燃烧特性,并结合某大口径火炮进行了试验验证。结果表明,星孔棒状发射药燃烧稳定,呈平行层燃烧。长径比L/D由1增加至6时,燃烧渐增性因子Pr由0.285增加至0.447,增加了56.8%,而且最大压力点滞后。端面封堵发射药的L-B曲线显示了明显的降低起始燃烧活性和燃烧破孔特征。s/e_1由0增加至0.05、0.1时,星孔棒状发射药的起始气体生成量降低了约1/2,破孔时间介于燃烧10%~20%(已燃份数)发射药所需燃烧时间之间。选择合适封堵层厚度,可实现发射药燃气生成规律的可控调节。s/e_1由0增加至0.05、0.1时,最大膛压pm分别下降1.3%和3.5%,而离炮口32.5m处的弹丸初速分别提高0.28%和1.4%。

RLPG 内弹道研究综述与展望

介绍再生式液体炮（ＲＬＰＧ）内弹道的发展概况和研究现状，从理论和试验两方面对液体炮的内弹道研究进行了分析，内弹道模型可分为经典模型和多相流模型；实验研究是理论研究的基础，包括射流喷射、雾化和燃烧等．讨论了ＲＬＰＧ内弹道循环控制的难点，分析了近期内弹道研究的重点．同时，介绍了液体火炮军事价值及应用前景．

再生式液体发射药火炮结构和装填诸元变化对弹道性能影响的分析

本文应用再生式液体发射药火炮的经典内弹道数学模型,讨论面积比A_c/A_R、活塞质量M_p、喷射孔总面积A_D、喷射孔长度L_D及弹丸行程长I_g等结构诸元和装药质量M_D、装药性质及弹丸质量m_s等装填条件的变化对内弹道性能的影响。所得出的影响规律对火炮的再生喷注装置设计和装药设计有其指导意义。