水下枪械发射内弹道研究

【摘要】由于工作环境的不同,水下枪械与常规枪械的内弹道特性具有显著的差异,由此本论文就水下枪械发射的内弹道特性进行了详细的研究。本文简要介绍了该课题研究的发展与简介以及国内外对水下枪械的研究现状。根据流体力学知识了解了水下枪械弹丸前端水柱运动时的两种流态：层流和紊流,介绍了弹丸前端水柱流态为层流时的基本方程式、速度分布规律、平均流速以及前端水柱为紊流流动时的内部结构,导出了两种流态时的沿程水头损失的公式并且确定了两种流态时λ的取值。描述了水下枪械内弹道弹丸的运动过程以及几种能量的存在形式,在火药形状函数的确定以及几种假设的情况下,根据常规枪械内弹道发射的规律、牛顿第二以及第三定律推导和建立了适合于水下枪械发射的内弹道方程组,并将弹丸的内弹道运动过程分成了四个时期,详细推导了这四个不同时期的内弹道方程式。与此同时,在其它条件不变而水深改变的情况下对水下枪械的内弹道方程组进行了仿真计算并且对仿真结果做了对比分析以及解释。列出了在5m水深时实验结果与仿真结果的对比图,得出了仿真结果与测试结果有很好的吻合,在趋势上,仿真曲线与测试曲线也有很好的一致性。证明了本文所建立的水下枪械内弹道方程式的正确性,也证明了建模后的各参数选取与实际是相符的,计算的方法也是正确的。在此基础上讨论了装药量、火药力、弹丸的重量、枪管的长度以及弹丸的启动压力参数变化时对水下枪械发射内弹道各诸元素的影响。通过对水下枪械内弹道模型进行仿真,从理论和实验上对水下枪械内弹道时期膛内各种现象进行研究和分析,揭示发射过程中所存在的各种规律和影响规律的各有关因素,仿真结果与实验验证表明该理论模型可行。水下枪械内弹道方程组的建立,为武器设计和研制提供了理论依据。
【作者】兰晓龙；
【导师】郝秀平；
【作者基本信息】中北大学，兵器工程，2014，硕士
【关键词】水下枪械；内弹道方程；内弹道计算；仿真；层流；紊流；

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