[发明专利]一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法

权利要求书

1.一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：内弹道假设，高压状态下，通过撞针撞击膛底，点燃底火，通过底火引燃主装药，主装药燃烧生成高温高压的燃气，通过燃气做工，推动弹丸运动，最终把弹丸发射出去，此过程可用经典内弹道过程进行模拟；

S2：定容状态分析；

S3：燃烧过程假设；

S4：构建等离子体规律模型；

S5：模型验证。

2.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S1中，经典内弹道学是以热力学为理论依据，研究高压状态下各个火炮内弹道参数平均值的理论，经典内弹道学的数学模型是一阶常微分方程，由火药形状函数方程、能量方程、火药燃速方程、弹丸运动速度方程和弹丸速度与行程方程五个方程组成的方程组。

3.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S2中，在容积一定的情况下，由于体积没有变化，燃气不会因为推动弹丸做功而损失能量，并且忽略少量的热散失的话，火药燃气的温度即火药的爆温，对于某种特定的火药来说，它的爆温是一定的，这和火药的性质有关，是一个常量。

4.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S3中，为了增加燃烧产物的热电离，在发射药里添加少量的碳酸钾。

5.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S4中，高压状态下生成等离子体密度方程组由三部分组成：内弹道方程组、燃气温度方程和电子密度方程，仿真过程分为三步，首先根据内弹道方程计算出燃气压力、弹丸行程等与火药燃烧质量的关系，然后根据内弹道的计算结果，通过燃气温度方程计算出火药燃气的温度，最后再根据电子密度方程计算等离子体中电子密度。

6.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S5中，编写仿真程序，弹道诸元及装药条件，并根据所获得的仿真结果与内弹道试验数据进行对比，验证数学模型。

7.根据权利要求1所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：在S5中，利用数学模型进行数值仿真所获得的内弹道仿真数据与试验数据对比。

8.根据权利要求7所述的一种发射药产生等离子体规律模型的构建方法，其特征在于：由数值仿真获得的数据和试验数据进行对比，在弹丸质量m＝0.39kg，装药量ω＝0.136kg，药室容积V₀＝1.32×10^-4m³的情况下，求得膛压最大值在374MPa，弹丸初速898m/s，与试验结果基本吻合，图像基本相近，验证了所建模型的正确性。