再生式液体炮内弹道模型及数值计算(3)
液体发射药火炮主要优势体现在：
（1）液体发射药火炮能更容易地推广到其他火炮上去。液体炮是利用膛里火药气体做功的原理，因此能够较好的适应现有各种身管火炮，只要成功应用在某种火炮上，就容易将其推广到其他火炮上去。
（2）能够提高火炮威力。由于 内弹道循环的特点，火炮膛内压力能够通过控制形成“压力平台”效应[11]，可以较大地提高弹丸初速，从而增加射程、提高威力。
（3）液体发射药综合性能更好。液体发射药的采用，增大了火炮携带的弹药基数，减少了车内成员，这样就使车体更加紧凑，有利于提高火炮整体防护和生存能力。液体药不像固体药那样对撞击和振动敏感，一般情况下，它在空气中不燃烧，所以使用起来相对比较安全，最大膛压也低了很多。另外，液体药还可以生物降解，简化军备处理难度。
（4）配制液体发射药成本比较低、配制过程较为简单，有很好的经济性能。据统计，液体发射药和固体药的价格相差十倍，便于大量生产，并且易于转为民用。液体药生产不需特殊原料，不产生污染环境的副产品。
(5) 液体发射药更加容易实现自动化。液体发射药装填可以由专门供给管道罐装，弹药分别供输，火炮无需药筒，从而使操作系统的结构变得更简单，增强火炮快速反应能力[12]。
总之，再生式液体炮有明显的优势，从现代战场的需求来看， 的研究与其它新概念武器相比，具有更大的发展优势。
1.2 国内外研究状况
1.3 本课题主要工作
本论文主要工作如下：
（1）了解液体发射药火炮的国内外研究现状。查阅相关资料，了解液体发射药火炮兴起的背景及发展过程。
（2）根据内弹道理论，建立再生式液体炮内弹道模型。参考前人的研究，建立定直径液滴燃烧的零文模型[14]。本文从实际情况出发，通过相关基本假设建立了 内弹道方程组。
（3）编制再生式液体炮内弹道过程零文模型计算软件。以Visual Basic 6.0[15]为基础软件，运用四阶龙格库塔法编写内弹道程序，并利用实验数据调整相关参量以得到与实际最接近的模型。
（4）利用编制的软件，输入23 相关数据进行数值模拟，得到数据后绘制贮液室、燃烧室的 曲线以及弹丸的 曲线，并与实验数据绘制的曲线进行比较分析，评估该模型的实用性。
（5）改变有关参数（液体燃料质量、弹丸质量、活塞启动压力）进行数值模拟，研究有关参数变化对 内弹道过程的影响。模型的研究是为了运用于实际，所以应该研究有关参量在哪个范围内变化时模型才准确。
2 再生式液体炮内弹道模型
2.1 物理模型
2.1.1 RLPG内弹道循环过程特点
假设 和 分别表示活塞启动压力和弹丸启动压力，并且满足 ，再生式液体炮内弹道循环过程可以大致分为以下三个阶段：
（1）第一阶段：当 时 ，活塞和弹丸都尚未运动。点火后燃烧室压力逐渐升高，但液体燃料尚未喷射，因此没有发射药的燃烧[16]。此过程的初始条件为 ， 。
（2）第二阶段：当 时，燃烧室压力大于活塞启动压力，活塞开始往左运动，同时，液体燃料开始雾化喷射到燃烧室中并迅速燃烧。此过程弹丸不运动，初始条件为 ， ， ， 。
（3）当 时，弹丸开始运动，此过程采用式内弹道封闭方程组计算。
另外，当活塞运动到最左边即发射药喷射完毕时，可能弹丸并未出炮口，此后没有活塞的运动和发射药的喷射，因此内弹道方程组要发生变化，发射药喷射完后去掉方程组中有关活塞运动和液体喷射的各方程。液体发射药全部燃烧结束后同样的要去掉相关方程。