再生式液体炮内弹道模型及数值计算(2)
2.2.4 第四阶段——发射药燃烧完前 12
2.2.5 第五阶段——弹丸出炮口前 12
2.3 本章小结 13
3 数值模拟方法 15
3.1 引言 15
3.2 计算方法 15
3.3 界面设计 16
3.4 本章小结 17
4 数值模拟结果与分析 18
4.1 实验装置结构与装填参数 18
4.2 模拟结果与实验结果对比 18
4.3 本章小结 21
5 参数变化对RLPG内弹道性能的影响 22
5.1 液体燃料质量的影响 22
5.2 活塞启动压力的影响 24
5.3 弹丸质量的影响 27
5.4 本章小结 30
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 课题背景与意义
二战后火炮在射速、射程和威力等方面取得了很大的进步，但在发射领域，弹丸用固体药发射的技术，长期以来没有大的进展、没有发生质的飞跃。由于固体发射药存在局限，火炮想要进一步提高初速、射程等很困难。多年来，人们提出了各种途径来提高火炮的射程、生存能力等综合性能。比如，模块装填系统，液体发射药系统等。由于目前威胁力量越来越大，而经费又在逐渐减少，因此选择这些新方案必须考虑其经济性、实用性、和寿命因素。
提高弹丸的初速要求膛内 曲线充满系数大，但固体发射药在充满系数方面未能有大的发展。之后人们想到将液体燃料应用到火炮上来，液体发射药火炮（ ）便是其中之一[6]。新概念火炮中的 与现有的 系统有很多相似的地方， 的某些方面的技术可以利用 中已经研究得比较成熟的 技术。
是一种以液体燃料为能源的新概念武器，液体发射药在燃烧室内燃烧所产生的燃气对弹丸做功，推动弹丸运动。常用的液体药火炮分为整装式（ ）液体炮和再生式液体炮（ ）[7]。
在整装式液体炮中，液体发射药和弹丸一起装进火炮药室内，在膛底点燃液体发射药，生成的燃气形成气穴。气穴内燃气在气液交界面上存在气液两相混合而使液体发生破碎[8]。液体燃料的破碎使燃烧表面增大，进而使燃烧加快进行，气穴最终将穿透液柱而追上弹丸。整装式液体炮的装药结构较为简单，但遇到最大的困难是人们很难按照自己的意愿精确地控制内弹道过程，初速容易发生很大的波动，导致内弹道性能及其不稳定，严重的时候可能发生膛炸。
再生式液体炮是通过再生喷射系统自动将液体燃料注入燃烧室。液体燃料刚开始装在贮液室中，活塞把贮液室和燃烧室隔开。在内弹道过程中，点火作用使燃烧室压力不断升高，达到一定值后推动活塞向左运动，同时喷孔打开，液体燃料雾化喷入燃烧室，并在燃烧室内快速燃烧[9]。由于活塞两端的面积不相同，进而活塞两端收到的力也不同，因此能够保证活塞一直向一个方向移动，使得喷射保持连续喷，直到喷射过程结束。液体燃料燃烧后生成的燃气推动弹丸运动。从其内弹道过程来看，再生式与整装式存在着本质上的区别，整装式主要是流体力学问题，而再生式主要是喷射规律的控制问题[10]。目前，国内外都把再生式液体炮作为研究重点。