180mm森林消防火箭弹设计(3)
2.2 装药设计
装药是装填入燃烧室中具有一定形状和尺寸上的推进剂药柱的总称 。装药是火箭弹的能量来源，它的几何形状和尺寸决定了发动机的燃气生成率及其变化率。同时，装药的体积又决定了燃烧室的容积和质量。故装药设计的好坏在很大程度上决定了火箭弹总体战术性能的好坏。
2.2.1 推进剂的选择
对于火箭推进剂的选择，一般选用已经定型生产的。选用推进剂有一下原则；
(1) 能量尽量高，即推进剂的比冲值 尽量大；
(2) 密度大，有利于增大装药量及总能量；
(3) 内弹道性能好：（a）压力指数低，使燃烧室压力波动小；（b）温度敏感系数小，装药燃速受环境温度影响小；
(4) 燃烧特性好：（a）临界压力低；（b）侵蚀燃烧效应低，减少起始压力峰；（c)燃烧稳定性好，不会产生振荡燃烧现象；
(5) 力学特性好，机械强度高、延伸率低、韧性好、蠕变小
(6) 物理化学安定性好，长期贮存不发生化学分解、变质，受环境（水、空气等）影响小；
(7) 安全性好，不易爆炸、燃烧及释放有毒气体或物质；
(8) 经济性好，材料来源广、成本低、生产加工简单。
参考同类型火箭弹，预选用GAT0-3型号推进剂。该推进剂各项参数如下：
1） 基础配方
表2-2 GAT0-3的基础配方
组分 NC NG AP CD CT
含量（%） 36 25 30 3 1
2） 能量特性
（10Mpa、20℃）
3） 燃烧特性
表2-3 GAT0-3的燃烧特性
压强P（Mpa） 10 16 22
燃烧速度u（mm/s） 54.95 70.00 83.37
燃烧公式 （10~22MPa）
4） 力学性能
表2-3 GAT0-3的力学性能
温度
℃ 抗拉压强
Mpa 延伸率
% 抗压强度
Mpa 压缩率
% 抗冲强度J/cm3
50 5.17 24.7 40.2 45.1 不断
-40 22.2 3.42 171.9 39.5 4.11
2.2.2 装药药型的设计
一般来说，装药药型设计要保证以下要求：
（1） 具有规定的装药量，以保证发动机具有规定总冲；
（2） 具有规定的燃烧面积（或药厚），以保证发动机具有规定的推力（或工作时间）；
（3） 通气参量不超过临界值，以保证不产生较大的压强峰；
（4） 燃面随燃烧产生的变化尽量平稳，以保证获得较平稳的内弹道；
（5） 装药在燃烧室内的装填系数尽量大，使发动机的结构质量最小；
（6） 装药在燃烧过程中，尽可能使燃烧室壁面不过热，以便采用薄而轻的壳体，减少发动机结构质量；
（7） 药柱应有足够的强度，保证工作可靠；
（8） 装药成型工艺好、成本低。
对于此火箭弹来说，需要考虑发射人员的安全。装药必须在发射筒内燃烧结束，参考同类型火箭弹可以得到，此火箭弹选择多根单孔管状药。
1) 估算装药质量
根据给定的射程 =200～400m，可推算出火箭弹的炮口初速度。直射距离的近似计算公式可以从真空弹道导出。因为单兵火箭弹速度大都是亚声速，故可以忽略空气阻力对射程的影响。直射的低伸弹道射角很小，一般 ＜5°，可由抛物线理论得出直射距离 。考虑到抛物线弹道的对称性弹道顶点垂直方向的速度为零。当 ＜5°时可近似取 ≈1， ≈0，于是得出
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