180mm森林消防火箭弹设计(4)
设定目标高度为2m，即Y=2m，得出
再考虑空气阻力的影响，调整上式的系数，通常取 (2-3)
当直射距离 =500m时
416.67（m/s）
根据初速 =416.67m/s，可估算装药质量：
2) 计算装药药柱数
根据发射筒长 =1560mm，将弹从发射到出膛看做等加速运动，
；
其中 是燃烧室燃烧的时间。
因为选择多根管装药，可看作等面性装药，由燃烧时间可以估算装药肉厚2 ，已知装药的燃烧公式 （10~22MPa），取P=30Mpa，得
，故取2 =1.5mm。
由于装药很薄，同时采取单孔管状药，以s表示装药端面的平均周长，则内外周长总和可取为2s，则有：
通气参量为 （2-5）
装药端面的平均周长为 （2-6）
预设 =80，m=1.2，装药厚度2 以及 、 、 的值已知，由式（2-5）可知，s与L是相互关联的，由式（2-2）和 ，可得出质量比为
式中 ——战斗部质量；
——火箭弹附件质量；
——燃烧室壳体质量；
=15.48（ ）
将（2-5）代入并以L为自变量，可得 (2-8)
将上式关于L求导并令其为零，则
解出使质量比去得最大值的装药长度，并记为 ，即
采用相对量表示，则为
对应于相对质量比为最大值时的相对装药平均周长为
式中 ，
由 解得质量比极值为
解得
=421mm， =2.3mm， =10.7。
对于多根单孔管装药，可以把装药看成是长度为 、宽度为 、厚度为 的板状药，以单根药柱端面的平均周长除以板状药的宽来确定装药根数，如图2-1所示。
图 2-1 装药示意图
在 的条件下，可得到药柱相对内经为
装药的相对平均直径为
装药根数为
因为n为整数所以n=32。
3) 求装药尺寸
选用的装药为单孔管状药，如图2-2
在 时单孔管状药尺寸相对量表达是为
当装药厚度 和装药根数n确定时，由上式得 (2-12)
装药的肉厚 对燃烧室外径的相对值为 (2-13)
令 ，可解得
所以D=20.7mm，d=17.7mm
为了防止装药尺寸装不进燃烧室，引入极限充满系数 。对于单孔管状药当 时；
当 时求出 得
其中则符合装药能装入燃烧室的条件 。
又 ，
所以经计算确定的装药尺寸为L=421mm，D=20.7mm，d=17.7mm， =0.75mm，n=32， =2.14kg， =12.59kg。
3 火箭发动机结构设计
固体火箭发动机结构设计主要包括燃烧室、喷管、装药支撑装置及点火装置的设计。为了使火箭弹具有良好的战术性能，发动机必须满足以下要求：
（1） 实现总体设计规定的方案。应能提供足够的能量使火箭弹具有所需要的速度。
（2） 工作可靠。必须保证在规定的初温范围内正常工作。在发动机工作过程中，决不允许出现燃气压强意外增大或减小以及不正常燃烧等现象。
（3） 保证安全。必须保证在储存、运输、装填、发射以及飞行过程中的安全，决不允许发生部件或零件脱落、自动点火或爆炸等现象。
（4） 质量优良。要求质量比冲大，推力偏心距小，结构工艺性好和成本低。
（5） 能长期储存。在规定的储存期内性能稳定，作用可靠。
3.1 燃烧室设计
燃烧室是固体火箭发动机的重要组成部分之一。它由燃烧室壳体（一般为圆筒体）、连接底（又称前封头）和内绝热层构成，有的还有后封头，形成一个半封闭的容器。其设计必须满足下列基本要求：
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