[发明专利]火炮自紧身管压坑允许深度曲线计算方法

说明书

本发明涉及一种火炮自紧身管压坑允许深度曲线计算方法，首先计算自紧身管高低温压力曲线，而后计算自紧身管理论强度曲线和理论外形，最后将自紧身管实际外形与理论外形相减，得到压坑允许深度曲线；其安全系数选取以及理论外形计算与单筒身管压坑允许深度曲线计算有较大差异。本发明为火炮自紧身管的战场保障提供了依据，可用于院校、科研所和武器生产厂的火炮身管研制和部队的火炮身管保障。

技术领域

本发明属于武器装备研制和保障领域，具体涉及一种火炮自紧身管压坑允许深度曲线计算方法。

背景技术

身管是火炮的基础部件，在射击时承受高压火药气体的压强并将弹丸高速抛射出去。目前常用的火炮身管主要有两种：单筒身管和自紧身管。单筒身管是传统的身管，身管管壁内不存在预应力，目前大部分枪炮都采用单筒身管；自紧身管在制造时使身管膛壁发生塑性变形，制造后在管壁内形成预应力，预应力可以使身管承受更高的内压，从而提高了身管的强度，目前自紧身管已经成为高膛压火炮(大口径压制火炮、坦克炮等)的标准配置。

单筒身管火炮勤务保障中有一种重要资料——单筒身管压坑允许深度曲线，当身管上弹坑或压痕深度超过压坑允许深度曲线数值时，认为身管强度已经不够，火炮不能继续射击。理论上对于自紧身管火炮也应该有类似的身管压坑允许深度曲线，但是由于自紧身管火炮装备部队较晚，暴露在战场的机会较少，目前还没有人提及自紧身管压坑允许深度曲线的概念。

单筒身管压坑允许深度曲线确定步骤主要包括：计算身管高低温压力曲线；计算身管理论强度曲线；计算身管理论外形；计算身管压坑允许深度曲线。自紧身管压坑允许深度曲线的确定思路与单筒身管类似，但是计算过程要更为复杂，尤其是自紧身管管壁包括弹性区和塑性区，求取身管理论外形需要特殊的数值计算方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种火炮自紧身管压坑允许深度曲线计算方法。

本发明采用如下技术方案：

一种火炮自紧身管压坑允许深度曲线计算方法，首先计算自紧身管高低温压力曲线，而后计算自紧身管理论强度曲线和理论外形，最后将自紧身管实际外形与理论外形相减，得到压坑允许深度曲线。

进一步的，所述计算自紧身管高低温压力曲线包括如下步骤：

(a)计算膛压曲线：利用式(1)所示的内弹道方程组求解特征参数l_m、l_k、l_g、p_m、p_k、p_g，计算膛压曲线；

式(1)中，ψ-火药燃去百分数，Z-火药燃去相对厚度，t-时间，λ，μ-药粒的形状特征量，u₁-燃烧速度系数，e₁-药粒初始厚度的一半，p-膛内火药气体平均压强，I_k-压力全冲量，n-燃烧速度指数，S-炮膛横截面积，-次要功计算系数，m_q-弹丸重量，v-弹丸速度，l-弹丸行程，l_ψ-药室自由容积缩径长，f-火药力，m_ω-装药质量，k-比热比；

(b)计算高低温压力曲线：其包括依次连接的两段直线和两段曲线组成；所述两段直线为与的连线以及与的连线；所述曲线为与之间数个不同药温t下的数据点连线以及与之间数个低温dw下的数据点连线。

进一步的，其中

L＝l+l_ys (2)

式(2)中l_ys为身管药室长度；

进一步的，所述为只考虑弹丸摩擦和旋转的次要功计算系数，火炮取1.02。