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轻气发射装置的内弹道特性研究(6)
在轻质气体中产生冲击波,这就使得计算工作更为复杂,因此从原理上希望活塞
的运动在前段气体中产生等熵压缩,以此来简化计算。本文中采用经典内弹道理
论模型来描述活塞左边药室内的火药燃烧及活塞的运动规律; 用等熵压缩数学物
理模型来描述活塞右面气体和发射管中的射击规律。这样,二级轻气炮就成为一
门通过高压段耦合的气体炮发射装置。
在本章中,主要介绍在二级轻气炮中如何运用经典内弹道理论描述药室内火
药燃烧状况和活塞的运动过程,利用等熵压缩的原理,建立起二级轻气炮发射过
程的数学模型。运用经典四阶 Rung-Kutta 法求解药室方程,等熵压缩的特性求
解轻气室方程,实现轻气炮发射过程的数值模拟。但是要得到更加精确的模型还
要利用其他手段。
3.2 二级轻气炮内弹道模型
3.2.1 火炮部分数学模型
为了建立二级轻气炮火炮部分经典内弹道理论模型,做以下假设[1]
: (1)当 时,活塞开始运动;
(2)火药燃烧规律服从几何燃烧定律,并采用指数燃烧公式;
(3)活塞运动终了时,在缓冲限制器的作用下其速度为零;
(4)次要功计算系数 仅考虑活塞的摩擦功和气体的运动功;
(5)热损失通过火药力 和绝热指数 来修正,不做直接的计算;
(6)其他假设等同于经典内弹道假设。
根据上述的假设,得到火炮部分基本方程为:
活塞的运动方程:
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