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第一篇 火炮内弹道学引论与一个简化的内弹道模型1

摘要1

符号名称1

Ⅰ 引言3

Ⅱ 弹道问题的论述4

A 弹道过程4

B 火炮系统：一般说明5

C 炮管6

D 弹丸设计与稳定性7

E 能量分配8

F 压强-行程曲线8

G 火炮系统的效率和装药10

Ⅲ 炮用发射药的论述10

A 炮用火药10

B 炮用发射药的选择性11

C 炮用发射药的点火13

D 发射药药粒的燃烧14

E 药粒特性对火炮性能的效应15

F 炮用发射药的能量：一般注释16

Ⅳ 一个弹道模型17

A 问题的探讨17

B 状态方程18

C 形状函数分析18

D 燃烧速率方程19

E 容积变化的研究20

F 压强的研究21

G 弹丸运动21

H 散热损失效应23

I 假设综述24

J 基本方程系的总括24

Ⅴ 例题计算：标准火炮-发射药系统25

参考文献28

第二篇 实用火炮内弹道分析29

摘要29

Ⅰ 引言29

Ⅱ 通用的火炮模型的类型29

A 基本情况29

B 通用模型的分类30

C 最佳火炮模型34

Ⅲ 模型在解内弹道学问题时的作用35

A 火炮中压力波的减少35

B 发射药验收试验的模拟法36

C 新火炮的设计40

D 现有火炮性能的改进42

Ⅳ 内弹道编码预计值和实验数据的符合43

Ⅴ 内弹道模型的输入数据46

Ⅵ 讨论与结论49

参考文献50

第三篇 应用于轻兵器系统的内弹道模型53

摘要53

符号名称53

Ⅰ 引言55

Ⅱ 经验模型55

Ⅲ 分析的内弹道模型57

A 发射药钝感技术57

B 分析58

Ⅳ 专门化内弹道模型61

Ⅴ 轻兵器内弹道学中的特别课题62

Ⅵ 轻兵器中气体传送系统62

Ⅶ 轻兵器系统中的压力波63

Ⅷ 结论65

参考文献65

第四篇 应用于速射火炮的内弹道学69

摘要69

符号名称69

Ⅰ 内弹道模型70

Ⅱ 压强、密度与速度等的梯度72

Ⅲ 炮口焰77

Ⅳ 对炮管的热传导81

Ⅴ 通过炮管的热传递84

Ⅵ 结束语87

参考文献88

第五篇 无坐力炮内弹道学的数学模型89

摘要89

Ⅰ 引言89

Ⅱ 数学模型的物理基础90

A 模型的目的和局限性90

B 基本假设91

Ⅲ 基本方程系93

A 身管中流动93

B 燃烧药室94

C 通过喷管的流动96

Ⅳ 边界条件96

A 概要96

B 在弹底的边界条件97

C 敞开的炮口边界条件98

D 药室与身管间的边界98

Ⅴ 推力计算99

Ⅵ 噪声估计100

Ⅶ 数值模型101

Ⅷ 举例：典型结果101

Ⅸ 对模型改进的见解104

参考文献104

第六篇 高炮口速度火炮的理论106

摘要106

Ⅰ 引言106

A 高速炮106

B 高速炮的基本要求107

C 利用定常-弹底-压强发射药可达到的速度108

Ⅱ 发射药预燃火炮(PP炮)：概要108

A 发射药预燃火炮的描述108

B 在气体中传播的扰动方程系109

Ⅲ 等直径的发射药预燃火炮109

A 在等截面炮管中应用于等熵气体膨胀的方程系的重述109

B 实际上相当药室无限长，D0/D1=1，PP火炮的特征线方程系110

C 在D0/D1=1，x0=∞，PP火炮中声惯量的作用111

D 弹丸运动方程式111

E 在D0/D1=1，x0=∞，PP火炮中理想发射药气体的方程系111

F 在D0/D1=1，x0=∞，PPIG火炮中被推进的弹丸运动方程系112

G 有限药室长度，D0/D1=1，PP火炮114

Ⅳ 坡膛发射药预燃火炮116

A 坡膛PP火炮的气体动力学方程116

B x0=∞，坡膛PPIG火炮的方程系116

C 在x0=∞，PPIG火炮中由于膛坡使弹丸速度的增加117

Ⅴ 坡膛PPIG火炮中弹丸性能方面的完整数值结果118

A 数值计算118

B 坡膛PPIG火炮的数值结果118

Ⅵ 在身管中弹丸前面的气体的影响121

Ⅶ 等熵理论对火炮的适用性121

A 火炮的内弹道过程是否等熵？121

B 发射药加热的火炮的实验结果122

C 非等熵性的效应的分析研究122

D 关于计及边界层与弹丸摩擦的方法的结论123

Ⅷ 加热发射药的方法124

A 利用化学反应的热量124

B 利用电加热124

C 激波加热124

D 双级火炮：一般说明125

E 双级火炮：用电子计算机的性能计算125

Ⅸ 定常-弹底-压强火炮127

A 维持一定常-弹底-压强的概念127

B 在坡膛火炮中获得定常-弹底-压强火炮时的压强条件127

C 实现所期望的药室压强变化的方法128

Ⅹ 发射药气体的非理想性对于发射药预燃火炮的性能的影响129

A 发射药气体性能的准则129

B 计算在实际发射药气体下的火炮性能129

Ⅺ 关于弹丸速度的评论：现在与将来131

A 发射药的选择131

B 增加弹丸速度的寻建议性方案131

C 今后的任务134

参考书目134

参考文献135

第七篇 火炮中两相流的模拟140

摘要140

符号名称140

Ⅰ 引言141

Ⅱ 物理问题的性质142

Ⅲ 模型的性质144

Ⅳ 理论与实验的符合145

Ⅴ 不均质两相流的平衡方程系145

Ⅵ 数学闭包与本构定律150

Ⅶ 平衡方程系的结构152

Ⅷ 解的各种方法153

Ⅸ 结束语153

参考文献154

第八篇 装药设计问题和它们对火炮中压力波的效应157

摘要157

Ⅰ 引言157

Ⅱ 压力波现象论158

Ⅲ 实验研究160

Ⅳ 影响压力波的装药设计因素161

A 点火激发源162

B 质量燃烧速率164

C 透气性166

D 药室与装药的几何形状168

Ⅴ 可靠的火炮点火172

Ⅵ 结论175

参考文献175

第九篇 粒状发射药的枪炮装药中的点火与火炮传播现象179

摘要179

Ⅰ 引言179

Ⅱ 点火装置与发射药之间的反应181

Ⅲ 轻兵器系统183

Ⅳ 大口径火炮185

Ⅴ 摘要与结论190

参考文献190

第十篇 相对陡度作为炮口速度的精确试题的适用性193

摘要193

符号名称193

Ⅰ 引言194

Ⅱ 分析195

Ⅲ 敏感度研究196

Ⅳ 数据箱的影响系数及其与炮口速度数据的比较197

Ⅴ 根据密闭爆发器试验预计炮口速度的一个建议性方法199

Ⅵ 结论201

参考文献202

第十一篇 弹道性能对发射药燃烧性质的敏感度203

摘要203

Ⅰ 引言203

Ⅱ 实验计划204

A 密闭爆发器分析209

B 对M6MPf/175毫米发射药的一般实验程序210

C 两个两个的实验计划：阶段Ⅰ与Ⅲ210

D 两个两个的实验计划：阶段Ⅱ与Ⅳ211

E 加工与试验(两种实验计划)211

F 对M1MPf/155毫米发射药的实验计划213

Ⅲ 预计方法217

A 密闭爆发器研究217

B 数学模型研究219

C 模型的说明219

Ⅳ 预计结果与实验结果的比较220

Ⅴ 结束语221

参考文献222

第十二篇 应用于内弹道学中的研究性测试技术223

摘要223

Ⅰ 引言223

Ⅱ 仪器设备224

A 压强测量224

B 热传感器(热敏元件)225

C 光学技术227

D 弹丸速度和行程228

E 挤进力与膛内摩擦力230

Ⅲ 研究用的装置与技术231

A 部件试验231

B 点火系列的试验装置233

C 排气药室235

D 装备仪表的火炮236

E 弹道模拟器装置237

F 自由炮尾装置238

G 鉴定特性的液体发射药炮(LPG)测试装置240

Ⅳ 结束语240

参考文献240

第十三篇 枪炮发射药243

摘要243

Ⅰ 基础知识243

A 制造过程243

B 用于发射药领域中的普通名词术语244

Ⅱ 化学成分245

A 传统发射药245

B 发展中的发射药245

Ⅲ 热化学248

Ⅳ 燃烧速率249

A 测量249

B 燃烧速率值250

C 调整温度的效应250

D 和火焰温度的关连性250

E 钝感发射药的燃烧速率250

F 烧蚀性燃烧251

G 动态燃烧251

Ⅴ 物理性质251

Ⅵ 装药设计研究252

Ⅶ 可燃性与安全性253

参考文献254

第十四篇 内弹道学计算中用的状态方程与热力学数据259

摘要259

Ⅰ 引言259

Ⅱ 用在弹道计算中的经验状态方程261

Ⅲ 求较根本的状态方程时的分子算法262

Ⅲ 理论方法264

Ⅴ 物理参量的推导268

A 纯水268

B “假水”269

C 二氧化碳269

D 氮分子270

E 一氧化碳270

F 氢分子271

G 水/二氧化碳的相互作用第二维里系数271

Ⅵ 和截短的维里方程的比较：纯水271

Ⅶ 结论273

附录A 计算H2O，CO2，N2，CO，H2等气体的混合性质的提纲273

附录B 计算哈尔-申克尔状态方程的亥姆霍兹能量的提纲274

附录C 其他热力学量275

参考文献275

第十五篇 美国陆军弹道研究所(BRL)的枪炮内弹道学方面的历史瞻顾278

摘要278

Ⅰ 引言278

Ⅱ 第一次世界大战期间陆军内弹道学278

Ⅲ 从1919年到1940年的陆军内弹道学279

A 内弹道表279

B 240毫米榴弹炮实验279

C 后坐系统280

D 机构改组280

Ⅳ 从1940年到1945年内弹道学在BRL280

A 发射药281

B 发射药气体的运动282

C 内弹道轨迹282

D 膛口弹道学282

E 弹道设计282

F 火炮结构的分析282

G 研究用的仪器设备283

Ⅴ 从1946年1956年内弹道学在BRL283

A 微波干涉仪283

B 微波波谱仪284

C 其他仪器284

D 点火药材料284

E 黑药底火285

F 模压式点火材料285

G 发射药的化学285

H 发射药的燃烧286

I 弹丸在炮膛中的运动287

J 固体-药粒发射药在膛内的运动288

K 炮膛烧蚀的研究288

L 超高速炮288

M 内弹道学中的专门技术装备289

N 火炮的运动学分析289

O 后坐系统的流体动力学289

P 枪(炮)架动力学290

Ⅵ 从1957年1968年内弹道学在BRL290

A 仪器设备290

B 内弹道计算290

C 提高炮口速度291

D 炮管运动，弹丸运动，及运动学291

Ⅵ 从1969年到现在内弹道学在BRL291

A 内弹道计算与数学模拟291

B 基本的点火与燃烧292

C 热传递与炮管烧蚀292

D 提高炮口速度292

Ⅷ 实验技术与设备293

A 药条燃烧器(观察窗压强P≤172.5兆帕)，密闭爆发器(观察窗压强P<138兆帕)，25毫米与7.62毫米的枪炮模拟装置293

B 液体(固体)发射药火炮射击设备293

C 脉动-流动的化学反应器系统294

D 质谱仪与计算机综合系统以分析高能材料294

E 分子光束采样系统294

F 以高速液体色层分离法技术装备分析高能材料295

G 10.16厘米直径的激波管295

H 红外线波谱仪295

I 喇曼(Raman)波谱仪295

J 电子自旋共振波谱仪295

K 密闭(燃烧)爆发器295

L 50毫米高压激波管296

M BRL大口径(弹丸)软回收装置系统296

N 弹道模拟炮296

O BRL大口径炮弹推进器296

P 弹丸的膛内动力学数据收集设备297

Q 短炮管的155毫米榴弹炮297

R 测量烧蚀磨损用的激活技术297

S 离子射束技术用以检查由于烧蚀性发射药燃烧造成的炮钢表面中的成分变化297

T 炮管中的温度分布和传热298

Ⅸ 重点与科技上的不足298

A 大炮298

B 中等口径自动炮(20～90毫米)299

C 无坐力炮与迫击炮299

D 轻兵器300

E 坦克炮300

参考文献300

附录：美国陆军试验和鉴定司令部试验操作规程(TOP-3-2-810)：武器压力测量309

索引(1) 机关名称(英中对照)321

索引(2) 缩略语(英中对照)321