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内弹道学
interior ballistics
研究发射进程中枪炮膛内及火箭发起机内地火药燃烧、物质流动、能量转换、弹体运动和其她相关现象及其规则(规律)地学科。是弹道学地一个分支。
枪炮和火箭地发射进程都是从点火开端,通过机械击发、电热或其她方式将点火药点燃,所产生地高温气体及灼热粒子再点燃火药装药,迅即扩展到整个装药表面并同时沿着药粒厚度向内层燃烧,不时产生高温气体。在密闭地枪炮膛内,高温气体直接膨胀做功,推动弹丸向前加速运动,火药燃气及部分未完全燃烧地火药粒也随着向前运动。同时,作用于膛底地气体压力推动枪炮身向后运动。在线膛武器中,弹丸在直线运动地同时还作旋转运动。因而,能量在枪炮膛内地变化进程,实际上就是火药燃气地部分内能转化为弹丸、枪炮身以及随弹丸运动地药粒、火药燃气等地动能地进程。在火箭发起机内,火药装药地燃速比枪炮膛内要低得多,它所生成地高温气体经过喷管膨胀作用产生高速气流,利用气流向外排出时产生地反作用力推动弹体运动。这两种发射进程代表了两种典型地发射方式。以这两种典型为基础,还能够演变为其她繁杂类型地发射方式。例如,无坐力炮地发射进程就是属于这两种典型相结合地发射方式。
研究对象 内弹道学地研究对象,归纳起来首要有四个方面:①相关点火药和火药地热化学性质,点火和火药燃烧地机理及规则(规律);②相关枪炮膛内火药燃气与固体药粒地混合流动现象,火箭发起机内地气流现象以及气流对火药燃烧地影响;③相关弹带嵌进膛线地受力变形现象,弹丸和枪炮身地运动现象;④相关能量转换、传递地热力学现象和火药燃气与膛壁或发起机之间地热传导现象等。
内弹道学研究地首要内容和根本任务是:从理论和实验上对膛内地各种现象进行研究和分析,揭示发射进程中所存在地各种规则(规律)和影响规则(规律)地各相关要素;应用已知规则(规律)提出合理地内弹道地计划,为武器地设计和发展提供理论依据;有效天时用能源及探索新地发射方式等。
内弹道根本规则(规律)和内弹道解法 上述各种现象既是同时发生而又互相影响,它们之间地关系是通过火药燃气地温度、压力及弹丸速度等各种量地变化规则(规律)来表达地。因而,研究并掌握这些规则(规律)就成为内弹道学地一个根本情况。通常是依据对各首要现象地物理实质地认识,辨别树立描绘进程变化地质量、动量、能量守恒方程及气体状态方程,再结合枪炮或火箭发起机地特别之处,将各相应地方程组成内弹道方程组,对方程组求解地数学进程即称为内弹道解法。它能够依据给定发射武器地结构数据及装填条件,解出压力和速度地变化规则(规律),为武器地改良提供依据。例如对火炮内弹道方程组求解,能够直接给出随弹丸行程及时间变化地压力曲线和速度曲线。曲线所表示地变化规则(规律)即反映了火炮内弹道地特别之处。 图1炮膛内地□-□,□-□曲线和图2炮膛内地□-□,□-□曲线中地□、□、□、□辨别为炮膛压力、弹丸速度、弹丸行程和弹丸运动时间;下标□、□、□辨别表示最大压力点、火药燃烧完毕点及炮口点;□□表示弹丸地弹带全部挤进膛线开端运动时地膛内压力,称为挤进压力。压力曲线地变化规则(规律)表明,炮膛内存在着两个作用相反地效应:火药燃烧生成气体使压力增长;弹丸向前运动时,弹后地空间增大又使压力下降。因而,曲线地压力上升段即表示前者地效应超过后者,而压力下降段则正好相反。当两种效应达到瞬态平衡时即为最大压力□□。在整个进程中,压力固然不时在变化,但弹丸则一直受压力地作用而不时加速,从而给出不时上升地速度曲线。弹丸飞出炮口瞬间地速度□□称为炮口速度,用实验方法测算地炮口