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1、第四章弹药工程设计问题4 1穿甲弹工程设计应用4 2破甲弹工程设计应用4 3杀爆弹工程设计应用 杀爆弹 通常把杀伤弹 爆破弹和杀伤爆破弹统称为杀爆弹 主要用于杀伤敌人有生力量 摧毁敌防御工事 武器装备和其它军事设施 从杀爆弹作用过程来看 杀爆弹由火炮发射到摧毁目标 大体可以分为三个阶段 火炮发射阶段 即炮膛内运动 内弹道 阶段 空中飞行 外弹道 阶段 目标区域爆炸 终点效应 阶段 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 杀爆弹的模型实验是指从发射 经过飞行 直到摧毁目标全过程的模型实验 但是由于内弹道 外弹道和终点效应的物理现象各不相同 讨论的问题也不一样 内弹道主要是研究杀爆弹在炮膛内的火药气体作
2、用下的运动规律 外弹道主要是研究杀爆弹在空中飞行的运动规律 终点效应主要是研究杀爆弹在目标区内爆炸后对目标的毁伤机理和效应 因此 对杀爆弹的内弹道 外弹道和终点效应等问题应分别进行模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 杀爆弹的模型是指在满足某一物理现象相似的前提下 根据相似条件方程设计的杀爆弹的相似模型 用这种相似模型进行模型实验时能够再现原型实验现象 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 一 杀爆弹的内弹道相似及模型设计二 杀爆弹的外弹道相似及模型设计三 榴弹的威力相似及模型设计1 杀爆弹侵彻介质的相似及模型设计2 杀爆弹在土壤中爆炸作用相似及模型设计3 杀爆弹在空气中爆炸作用相似及模型设
3、计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 一 杀爆弹的内弹道相似及模型设计1 杀爆弹发射过程中的现象分析2 影响内弹道性能的因素分析3 内弹道相似及相似条件方程4 相似模型的设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 内弹道学主要研究火药的燃烧规律 火药气体压力变化规律 杀爆弹在膛内的运动规律 以及彼此之间的相互关系 内弹道相似是指火药的燃烧规律相似 杀爆弹在膛内的运动规律相似 以及膛内火药气体压力变化规律相似 内弹道模型实验是指用相似模型进行内弹道实验时 能再现原型内弹道实验的物理现象 一 杀爆弹的内弹道相似及模型设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 击针撞击底火
4、或电流点燃底火后 底火中的药剂爆燃 其火焰 气体及固体灼热粒子进入药室 引燃点火药 点火药燃烧的同时点燃火药装药 主要的火药装药燃烧后 产生的高温高压气体膨胀 推动弹丸 弹带逐步嵌入膛线 由于弹带发生激烈的塑性变形和摩擦 就产生了很大的阻力 弹带全宽进入弹带后 阻力达到最大值 弹丸启动后 一方面被火药燃气直线加速 一方面绕炮膛轴线旋转 直至炮口 1 杀爆弹发射过程中的现象分析 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 杀爆弹的发射过程可分为两阶段 起始弹道和内弹道 分别为从底火着火点燃发射药到弹带全部被挤进膛线和从杀爆弹的弹带全部被挤进膛线到飞离炮口 杀爆弹在第二阶段运动时间最长 为主要研究对象 由于
5、杀爆弹发射过程的时间短 一般百分之几秒甚至千分之几秒 因此忽略热损失和杀爆弹与炮管磨擦产生的热效应对内弹道的影 另外 基于炮管和药筒的变形能远远小于杀爆弹的动能 可不考虑炮管和药筒变形能对内弹道的影响 1 杀爆弹发射过程中的现象分析 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 描述内弹道特征的主要物理量是膛内火药气体压力及其变化规律 杀爆弹运动速度及其变化规律 内弹道相似主要是膛压及其变化规律相似 杀爆弹运动速度及其变化规律相似 1 杀爆弹发射过程中的现象分析 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 1 装药量变化对内弹道性能的影响 2 火药力变化对内弹道性能的影响 3 火药压力全冲量对内弹道性能的影响 4
6、火药形状变化对内弹道性能的影响 5 杀爆弹质量变化对内弹道性能的影响 6 药室容积变化对内弹道性能的影响 7 挤进压力变化对内弹道性能的影响 8 点火药的变化对内弹道性能的影响 2 影响内弹道性能的因素分析 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 3 内弹道相似及相似条件方程 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 相似模型的设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 二 杀爆弹的外弹道相似及模型设计1 杀爆弹在空中运动的现象分析2 影响
7、外弹道的因素分析3 外弹道相似及相似条件方程4 相似模型的设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 二 杀爆弹的外弹道相似及模型设计 杀爆弹在空中运动是一个比较复杂的刚体运动 它是由杀爆弹的质心运动和绕质心运动所组成 杀爆弹绕质心运动是为了保证在飞行过程中不翻转 例如 旋转稳定式杀爆弹 是靠其围绕质心作高速旋转达到稳定飞行 又如尾翼稳定式杀爆弹 是靠其围绕质心作摆动运动使之在空中飞行时不翻转 这讨论的外弹道相似 是指杀爆弹质心运动规律的相似 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 1 杀爆弹在空中运动的现象分析 由内弹道的知识得知 在发射过程中 杀爆弹获得一定的速度
8、并在炮管赋予的射角下飞离炮口 按斜上抛物体运动的规律 杀爆弹以不同的速度和不同的发射角飞离炮口时 其质心在空中运动的轨迹亦不同 当发射角 0较大和初速v0较小时 弹道就较弯曲 当发射角较小和初速较大时 弹道就较低伸 杀爆弹质心运动轨迹如图所示 无论是弯曲弹道还是低伸弹道 一般都是由升弧段和降弧段两大部分所组成 在升弧段 杀爆弹是靠在发射时获得的动能克服空气阻力和重力而飞行 将一部分动能转换为杀爆弹的势能 在降弧段 杀爆弹在重力的作用下 克服空气阻力而飞行 将一部分势能转换为杀爆弹运动的动能 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 2 影响外弹道的因素分析 由外弹道理论得知 影响外弹道性能的主要因素是
9、杀爆弹的几何形状 几何尺寸和质量及其分布 空气性能和射击条件 1 杀爆弹的几何形状和尺寸对外弹道性能的影响 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 2 影响外弹道的因素分析 2 空气性能对外弹道性能的影响 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 2 影响外弹道的因素分析 3 射击条件对外弹道性能蛇影响 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 3 外弹道相似及相似条件方程 外弹道相似 主要是指在杀爆弹飞行稳定的条件下 质心运动规律相似 根据相似理论 描述外弹道性能的参量也必需相似 例如 最大弹道高和最大射程以及杀爆弹在终点的落角和落速均应相似 1 写出独立物理量的量纲 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆
10、弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 相似模型的设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 三 榴弹的威力相似及模型设计1 杀爆弹侵彻介质的相似及模型设计1 杀爆弹侵彻土壤介质的物理现象分析2 影响侵彻过程的因素分析3 侵彻过程的相似及相似条件方程4 相似模型的设计2 杀爆弹在土壤中爆炸作用相似及模型设计1 杀爆弹在土壤中爆炸现象的分析2 影响爆炸作用的因素分析3 杀爆弹在土壤介质中爆炸相似及相似条件方程4 相似模型的设计3 杀爆弹在空气中爆炸作用相似及模型设计1 杀爆弹在空气中爆炸现象分析2 影响杀爆弹爆
11、炸作用的的因素分析3 杀爆弹爆炸作用相似及相似条件方程4 相似模型的设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 三 榴弹的威力相似及模型设计 杀爆弹的威力包括对介质的侵彻作用 爆破作用和杀伤作用 而杀伤作用主要是指杀爆弹装药爆炸后 壳体形成的破片对有生力量的杀伤作用 杀伤作用取决于弹体的破碎性 即破片块数按重量的分布规律 破片的几何形状和尺寸 破片的初速和破片在空中分布的规律 由于弹体的破碎性和破片的几何形状及尺寸均具有随机性 必须用数理统计的方法进行处理 根据相似理论 杀爆弹壳体的破碎性不满足现象相似的基本要求 不适合作模型实验 因此本节重点讨论杀爆弹对介质的侵彻作用和爆破作用相似 4 3杀爆弹
12、的模型设计及模型实验 1 杀爆弹侵彻介质的相似及模型设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 侵彻土介质受力示意图 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 2 杀爆弹在土壤中爆炸作用相似及模型设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 3 杀爆弹在空气中爆炸作用相似及模型设计 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验 4 3杀爆弹的模型设计及模型实验
