4.3.3  高低压火炮数学模型  .. 9 

4.4   程序语言与数值计算方法  . 13 

4.4.1  程序框图  .. 13 

4.4.2  数值计算方法—龙格库塔法   15 

4.5  本章小结  . 16 

5 数值模拟结果  .. 18 

5.1  引言   18 

5.2  初始条件  . 18 

5.3  数值模拟结果分析   19 

5.4  装填参数和结构参数对内弹道过程的影响  .. 25 

5.4.1  高低压室容积比对内弹道性能的影响  .. 25 

5.4.2  装药量对内弹道性能的影响   28 

5.4.3  药型参数对内弹道性能的影响  .. 31 

5.4.4  喷口面积对内弹道性能的影响  .. 34 

5.5  本章小结  . 37 

结论   38 

致谢   40 

参考文献  . 41 

1 绪论 1.1 研究的背景和意义 随着现代先进武器的快速发展，高低压原理以它独特的优点，在武器领域上被越来越广泛的采用。   近些年来，高低压火炮发射系统广泛的应用于先进武器领域。高低压火炮发射原理非常适合于小装药量，膛压和初速均比较低的发射武器，如步兵使用的榴弹发射器。然而，在小装药量和低膛压的条件下，难以保证点火的一致性和火药的稳定燃烧，利用火药在高压下燃烧，而燃气在低压下推动弹丸做功，即可以形成一个使火药稳定燃烧的压力环境，又提供一个较低的推动弹丸运动的压力作用过程， 达到一定的压力后打开喷口，燃气从高压室流向低压室，然后再推动弹丸在发射管中运动。这样火药在高压室中既能保证充分燃烧，使内弹道性能稳定，又能满足在低压室中的压力不太高，可以减轻发射管的质量，有效的提高弹丸的装填质量[1-8]。 和常规的火炮发射系统区别在于，这种高低压火炮发射系统有高、低压两个发射药室，火药高压下燃烧，火药燃气在低压条件下膨胀做功的发射原理进行发射，来满足战术使用上的要求。在一个发射装置中，点燃传火管内的黑火药，点火药燃烧点燃高压室中的火药，火药在高压室内燃烧，燃气由高压室流入低压室内，在低压室中产生一定的气体压强，弹丸在低压室中受燃气压力的作用被发射。高低压火炮发射系统的发射动力主要来自高压室产生的燃气压力，低压室压力特性直接影响到火炮发射动力特性 [9-10]。 某型号项目研究中，给定了火炮的口径为 252mm、炮膛横截面积4.9851dm3、发射弹丸质量 120kg、弹丸初速大于等于200m/s、弹丸全行程长1.90m等设计指标。基于此项目研究技术指标，需要较低的膛压、较低的发射速度。有多种火炮可以达到此要求，高低压火炮也是其中的一种。 本论文将结合某型号项目的研制要求，完成高低压火炮的装药结构设计文献综述，并对影响内弹道性能的因素进行分析，为该项目的研究提供参考。
1.2 国内外发展概况  火炮是陆军的重要组成部分和主要火力突击力量，具有强大的火力、较远的射程、良好的精度和较高的机动能力，能集中、突然、连续地对地面和水面目标实施火力突击。主要用于支援、掩护步兵和装甲兵的战斗行动，并与其他兵种、军种协同作战，也可独立进行火力战斗。火炮自问世以来，经过长期的发展，逐渐形成了多种具有不同特点和不同用途的火炮体系，成为战争中火力作战的重要手段，大量地装备了世界各国陆、海、空三军。 二战以后的十多年里，随着各军事大国对导弹、核武器等战略武器的重视，常规武器的发展处于次重点的地位，火炮的发展也相对缓慢。但历次局部战争证明，火炮仍然是战斗力的核心。火炮仍然是战场上的火力骨干，以其火力强、灵活可靠、经济性和通用性好等优点，已成为战斗行动的主要内容和左右战场形势的重要因素。火炮既可摧毁地面各种目标，也可以击毁空中的飞机和海上的舰艇。因此，作为提供进攻和防御活力的基本手段，火炮在常规兵器中占有巩固的地位。在未来战争中，各种不同类型的火炮仍将发挥重要作用。随着现代高技术的迅速发展和生产工艺的不断改进，未来的火炮在精准度，射程，威力，机动性方面都将有显著的提高。 在六七十年代，国外就已经开始运用高低压原理发射反坦克导弹或反坦克炮弹等的武器，如 1968年瑞典开始装备的“米尔曼”反坦克炮弹发射筒，法国在1971 年和西德联合研制了“米兰”反坦克导弹。但是，国外的技术也并未完全成熟，将高低压发射原理应用于无控野战火箭，以达到大幅度提高火箭的射击密集度的目的，解决野战火箭武器当前的这一技术关键，尚未听闻国外的相关报道。许多科研人员对这一课题进行了理论研究和试验研究，建立了高低压火炮发射系统的内弹道模型，进行了大量的发射试验，获得了弹性炮车发射条件下使方向密集度提高到 3倍以上的显著效果。   国内外对高低压火炮的研究已经比较成熟，高低压发射原理试验研究已取得初步成果，但其内弹道模型还在探讨完善中，并在此基础上延伸出很多其他研究内容。如对带导向管的子母弹活塞式抛撒弹道建模及数值仿真的研究，对高低压室平衡炮内弹道数值模拟及试验研究，对短管炮模块装药两相流内弹道模拟的研究，对大口径超短身管高低压发射装置内弹道过程的数值模拟与试验研究等等。