[发明专利]一种确定火炮身管设计压力曲线的简易方法

说明书

本发明涉及一种确定火炮身管设计压力曲线的简易方法，其包括如下步骤：(1)计算膛压曲线；(2)根据膛压曲线找到特征参数；(3)根据特征参数计算特征点数据；(4)依次连接特征数据点，得到简化的身管设计压力曲线。本发明大大简化了身管设计压力曲线的计算，实际应用中十分方便。本发明可用于院校、科研所和火炮生产厂的火炮身管研制。

技术领域

本发明属于武器研制和保障领域，具体涉及一种确定火炮身管设计压力曲线的简易方法。

背景技术

火炮身管在射击时要承受高温高压的火药气体，因此必须合理确定身管各截面的壁厚，使得身管具有足够的强度，同时身管也不能过重。

设计火炮身管的一项重要的前期工作就是确定火炮各种射击条件下身管各截面要承受的最大压强，各截面最大压强的连线就是身管设计压力曲线，该曲线是设计身管壁厚的重要依据。

目前火炮设计中确定身管设计压力曲线的方法主要是高低温压力法，该方法考虑了身管内弹丸后方火药气体压力分布的不均匀性以及装药温度对膛压曲线的影响，最终确定的身管设计压力曲线为两段直线和两段曲线，第一段曲线由不同药温下的燃烧结束点位置弹底压强组成，第二段曲线由-40℃时燃烧结束点后面的弹底压强组成。

很明显，确定身管设计压力曲线时，后面两段曲线的确定要进行大量的计算，尤其是第一段曲线的确定要获知不同药温下的膛压曲线，计算工作量更大。这为身管设计压力曲线的实际应用带来了不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种确定火炮身管设计压力曲线的简易方法，减小运算工作量。

本发明的原理为：将身管设计压力曲线的后面两段曲线用直线代替，用5个数据点即可确定身管设计压力曲线，大大减小运算工作量。

这样处理的合理性在于：首先，设计压力曲线后面两段压强略有增大，设计的身管偏于安全；其次，身管后面两段尺寸不会增大很多，考虑到后续身管理论外形的调整，最终确定的身管实际外形变化不会很大；再有，身管设计压力曲线的前两端直线严格来说也应该是曲线，只是为了简化计算而用直线代替，不妨将这种简化进一步拓展到后面两段曲线。

本发明采用如下技术方案：

一种确定火炮身管设计压力曲线的简易方法，其包括如下步骤：

(1)计算膛压曲线；

(2)根据膛压曲线找到特征参数；

(3)根据特征参数计算特征点数据；

(4)依次连接特征数据点，得到简化的身管设计压力曲线。

进一步的，所述步骤(1)为：在最强装药号和新炮(药室增长量为0)的前提下，通过求解内弹道方程组或者试验测试，得到对应-40℃和+50℃的两条膛压曲线。

进一步的，所述步骤(2)为：通过-40℃和+50℃的两条膛压曲线分别得到-40℃对应膛压曲线的特征参数以及+50℃对应膛压曲线的特征参数

进一步的，所述步骤(3)为：考虑药室部分的长度l_ys，由l_g用式(a)计算L_g；

L＝l+l_ys (a)

式(a)中，l_ys-身管药室长度；

由用式(b)计算由用式(c)计算

式(b)和(c)中，m_ω-发射药质量，m_q-弹丸质量，-只考虑弹丸摩擦和旋转的次要功计算系数，火炮取1.02；