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。

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。

超高射速武器低后坐力技术研究

超高射速武器是一种超越传统的全新概念武器,射速高,后坐力大,要考虑设计合适的减后坐力装置,使武器后坐运动达到合理程度,实现武器的低后坐力柔性发射。研究武器在采用有预压的双向弹簧缓冲器和高效膛口制退器共同作用下的情况,建立了武器后坐运动的动力学模型,分别对非耦合、弱耦合和强耦合3种发射模式进行数值仿真计算,得出了发射装置的受力和运动规律。结果表明,射速越高,武器后坐的位移、速度和产生的运动阻力越大。该技术研究可为超高射速武器结构设计和优化提供理论支持和借鉴。

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。