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第一篇 火炮内弹道学引论与一个简化的内弹道模型 1

摘要 1

符号名称 1

Ⅰ 引言 3

Ⅱ 弹道问题的论述 4

A 弹道过程 4

B 火炮系统：一般说明 5

C 炮管 6

D 弹丸设计与稳定性 7

E 能量分配 8

F 压强-行程曲线 8

G 火炮系统的效率和装药 10

Ⅲ 炮用发射药的论述 10

A 炮用火药 10

B 炮用发射药的选择性 11

C 炮用发射药的点火 13

D 发射药药粒的燃烧 14

E 药粒特性对火炮性能的效应 15

F 炮用发射药的能量：一般注释 16

Ⅳ 一个弹道模型 17

A 问题的探讨 17

B 状态方程 18

C 形状函数分析 18

D 燃烧速率方程 19

E 容积变化的研究 20

F 压强的研究 21

G 弹丸运动 21

H 散热损失效应 23

I 假设综述 24

J 基本方程系的总括 24

Ⅴ 例题计算：标准火炮-发射药系统 25

参考文献 28

第二篇 实用火炮内弹道分析 29

摘要 29

Ⅰ 引言 29

Ⅱ 通用的火炮模型的类型 29

A 基本情况 29

B 通用模型的分类 30

C 最佳火炮模型 34

Ⅲ 模型在解内弹道学问题时的作用 35

A 火炮中压力波的减少 35

B 发射药验收试验的模拟法 36

C 新火炮的设计 40

D 现有火炮性能的改进 42

Ⅳ 内弹道编码预计值和实验数据的符合 43

Ⅴ 内弹道模型的输入数据 46

Ⅵ 讨论与结论 49

参考文献 50

第三篇 应用于轻兵器系统的内弹道模型 53

摘要 53

符号名称 53

Ⅰ 引言 55

Ⅱ 经验模型 55

Ⅲ 分析的内弹道模型 57

A 发射药钝感技术 57

B 分析 58

Ⅳ 专门化内弹道模型 61

Ⅴ 轻兵器内弹道学中的特别课题 62

Ⅵ 轻兵器中气体传送系统 62

Ⅶ 轻兵器系统中的压力波 63

Ⅷ 结论 65

参考文献 65

第四篇 应用于速射火炮的内弹道学 69

摘要 69

符号名称 69

Ⅰ 内弹道模型 70

Ⅱ 压强、密度与速度等的梯度 72

Ⅲ 炮口焰 77

Ⅳ 对炮管的热传导 81

Ⅴ 通过炮管的热传递 84

Ⅵ 结束语 87

参考文献 88

第五篇 无坐力炮内弹道学的数学模型 89

摘要 89

Ⅰ 引言 89

Ⅱ 数学模型的物理基础 90

A 模型的目的和局限性 90

B 基本假设 91

Ⅲ 基本方程系 93

A 身管中流动 93

B 燃烧药室 94

C 通过喷管的流动 96

Ⅳ 边界条件 96

A 概要 96

B 在弹底的边界条件 97

C 敞开的炮口边界条件 98

D 药室与身管间的边界 98

Ⅴ 推力计算 99

Ⅵ 噪声估计 100

Ⅶ 数值模型 101

Ⅷ 举例：典型结果 101

Ⅸ 对模型改进的见解 104

参考文献 104

第六篇 高炮口速度火炮的理论 106

摘要 106

Ⅰ 引言 106

A 高速炮 106

B 高速炮的基本要求 107

C 利用定常-弹底-压强发射药可达到的速度 108

Ⅱ 发射药预燃火炮(PP炮)：概要 108

A 发射药预燃火炮的描述 108

B 在气体中传播的扰动方程系 109

Ⅲ 等直径的发射药预燃火炮 109

A 在等截面炮管中应用于等熵气体膨胀的方程系的重述 109

B 实际上相当药室无限长，D0/D1=1，PP火炮的特征线方程系 110

C 在D0/D1=1，x0=∞，PP火炮中声惯量的作用 111

D 弹丸运动方程式 111

E 在D0/D1=1，x0=∞，PP火炮中理想发射药气体的方程系 111

F 在D0/D1=1，x0=∞，PPIG火炮中被推进的弹丸运动方程系 112

G 有限药室长度，D0/D1=1，PP火炮 114

Ⅳ 坡膛发射药预燃火炮 116

A 坡膛PP火炮的气体动力学方程 116

B x0=∞，坡膛PPIG火炮的方程系 116

C 在x0=∞，PPIG火炮中由于膛坡使弹丸速度的增加 117

Ⅴ 坡膛PPIG火炮中弹丸性能方面的完整数值结果 118

A 数值计算 118

B 坡膛PPIG火炮的数值结果 118

Ⅵ 在身管中弹丸前面的气体的影响 121

Ⅶ 等熵理论对火炮的适用性 121

A 火炮的内弹道过程是否等熵？ 121

B 发射药加热的火炮的实验结果 122

C 非等熵性的效应的分析研究 122

D 关于计及边界层与弹丸摩擦的方法的结论 123

Ⅷ 加热发射药的方法 124

A 利用化学反应的热量 124

B 利用电加热 124

C 激波加热 124

D 双级火炮：一般说明 125

E 双级火炮：用电子计算机的性能计算 125

Ⅸ 定常-弹底-压强火炮 127

A 维持一定常-弹底-压强的概念 127

B 在坡膛火炮中获得定常-弹底-压强火炮时的压强条件 127

C 实现所期望的药室压强变化的方法 128

Ⅹ 发射药气体的非理想性对于发射药预燃火炮的性能的影响 129

A 发射药气体性能的准则 129

B 计算在实际发射药气体下的火炮性能 129

Ⅺ 关于弹丸速度的评论：现在与将来 131

A 发射药的选择 131

B 增加弹丸速度的寻建议性方案 131

C 今后的任务 134

参考书目 134

参考文献 135

第七篇 火炮中两相流的模拟 140

摘要 140

符号名称 140

Ⅰ 引言 141

Ⅱ 物理问题的性质 142

Ⅲ 模型的性质 144

Ⅳ 理论与实验的符合 145

Ⅴ 不均质两相流的平衡方程系 145

Ⅵ 数学闭包与本构定律 150

Ⅶ 平衡方程系的结构 152

Ⅷ 解的各种方法 153

Ⅸ 结束语 153

参考文献 154

第八篇 装药设计问题和它们对火炮中压力波的效应 157

摘要 157

Ⅰ 引言 157

Ⅱ 压力波现象论 158

Ⅲ 实验研究 160

Ⅳ 影响压力波的装药设计因素 161

A 点火激发源 162

B 质量燃烧速率 164

C 透气性 166

D 药室与装药的几何形状 168

Ⅴ 可靠的火炮点火 172

Ⅵ 结论 175

参考文献 175

第九篇 粒状发射药的枪炮装药中的点火与火炮传播现象 179

摘要 179

Ⅰ 引言 179

Ⅱ 点火装置与发射药之间的反应 181

Ⅲ 轻兵器系统 183

Ⅳ 大口径火炮 185

Ⅴ 摘要与结论 190

参考文献 190

第十篇 相对陡度作为炮口速度的精确试题的适用性 193

摘要 193

符号名称 193

Ⅰ 引言 194

Ⅱ 分析 195

Ⅲ 敏感度研究 196

Ⅳ 数据箱的影响系数及其与炮口速度数据的比较 197

Ⅴ 根据密闭爆发器试验预计炮口速度的一个建议性方法 199

Ⅵ 结论 201

参考文献 202

第十一篇 弹道性能对发射药燃烧性质的敏感度 203

摘要 203

Ⅰ 引言 203

Ⅱ 实验计划 204

A 密闭爆发器分析 209

B 对M6MPf/175毫米发射药的一般实验程序 210

C 两个两个的实验计划：阶段Ⅰ与Ⅲ 210

D 两个两个的实验计划：阶段Ⅱ与Ⅳ 211

E 加工与试验(两种实验计划) 211

F 对M1MPf/155毫米发射药的实验计划 213

Ⅲ 预计方法 217

A 密闭爆发器研究 217

B 数学模型研究 219

C 模型的说明 219

Ⅳ 预计结果与实验结果的比较 220

Ⅴ 结束语 221

参考文献 222

第十二篇 应用于内弹道学中的研究性测试技术 223

摘要 223

Ⅰ 引言 223

Ⅱ 仪器设备 224

A 压强测量 224

B 热传感器(热敏元件) 225

C 光学技术 227

D 弹丸速度和行程 228

E 挤进力与膛内摩擦力 230

Ⅲ 研究用的装置与技术 231

A 部件试验 231

B 点火系列的试验装置 233

C 排气药室 235

D 装备仪表的火炮 236

E 弹道模拟器装置 237

F 自由炮尾装置 238

G 鉴定特性的液体发射药炮(LPG)测试装置 240

Ⅳ 结束语 240

参考文献 240

第十三篇 枪炮发射药 243

摘要 243

Ⅰ 基础知识 243

A 制造过程 243

B 用于发射药领域中的普通名词术语 244

Ⅱ 化学成分 245

A 传统发射药 245

B 发展中的发射药 245

Ⅲ 热化学 248

Ⅳ 燃烧速率 249

A 测量 249

B 燃烧速率值 250

C 调整温度的效应 250

D 和火焰温度的关连性 250

E 钝感发射药的燃烧速率 250

F 烧蚀性燃烧 251

G 动态燃烧 251

Ⅴ 物理性质 251

Ⅵ 装药设计研究 252

Ⅶ 可燃性与安全性 253

参考文献 254

第十四篇 内弹道学计算中用的状态方程与热力学数据 259

摘要 259

Ⅰ 引言 259

Ⅱ 用在弹道计算中的经验状态方程 261

Ⅲ 求较根本的状态方程时的分子算法 262

Ⅲ 理论方法 264

Ⅴ 物理参量的推导 268

A 纯水 268

B “假水” 269

C 二氧化碳 269

D 氮分子 270

E 一氧化碳 270

F 氢分子 271

G 水/二氧化碳的相互作用第二维里系数 271

Ⅵ 和截短的维里方程的比较：纯水 271

Ⅶ 结论 273

附录A 计算H2O，CO2，N2，CO，H2等气体的混合性质的提纲 273

附录B 计算哈尔-申克尔状态方程的亥姆霍兹能量的提纲 274

附录C 其他热力学量 275

参考文献 275

第十五篇 美国陆军弹道研究所(BRL)的枪炮内弹道学方面的历史瞻顾 278

摘要 278

Ⅰ 引言 278

Ⅱ 第一次世界大战期间陆军内弹道学 278

Ⅲ 从1919年到1940年的陆军内弹道学 279

A 内弹道表 279

B 240毫米榴弹炮实验 279

C 后坐系统 280

D 机构改组 280

Ⅳ 从1940年到1945年内弹道学在BRL 280

A 发射药 281

B 发射药气体的运动 282

C 内弹道轨迹 282

D 膛口弹道学 282

E 弹道设计 282

F 火炮结构的分析 282

G 研究用的仪器设备 283

Ⅴ 从1946年1956年内弹道学在BRL 283

A 微波干涉仪 283

B 微波波谱仪 284

C 其他仪器 284

D 点火药材料 284

E 黑药底火 285

F 模压式点火材料 285

G 发射药的化学 285

H 发射药的燃烧 286

I 弹丸在炮膛中的运动 287

J 固体-药粒发射药在膛内的运动 288

K 炮膛烧蚀的研究 288

L 超高速炮 288

M 内弹道学中的专门技术装备 289

N 火炮的运动学分析 289

O 后坐系统的流体动力学 289

P 枪(炮)架动力学 290

Ⅵ 从1957年1968年内弹道学在BRL 290

A 仪器设备 290

B 内弹道计算 290

C 提高炮口速度 291

D 炮管运动，弹丸运动，及运动学 291

Ⅵ 从1969年到现在内弹道学在BRL 291

A 内弹道计算与数学模拟 291

B 基本的点火与燃烧 292

C 热传递与炮管烧蚀 292

D 提高炮口速度 292

Ⅷ 实验技术与设备 293

A 药条燃烧器(观察窗压强P≤172.5兆帕)，密闭爆发器(观察窗压强P<138兆帕)，25毫米与7.62毫米的枪炮模拟装置 293

B 液体(固体)发射药火炮射击设备 293

C 脉动-流动的化学反应器系统 294

D 质谱仪与计算机综合系统以分析高能材料 294

E 分子光束采样系统 294

F 以高速液体色层分离法技术装备分析高能材料 295

G 10.16厘米直径的激波管 295

H 红外线波谱仪 295

I 喇曼(Raman)波谱仪 295

J 电子自旋共振波谱仪 295

K 密闭(燃烧)爆发器 295

L 50毫米高压激波管 296

M BRL大口径(弹丸)软回收装置系统 296

N 弹道模拟炮 296

O BRL大口径炮弹推进器 296

P 弹丸的膛内动力学数据收集设备 297

Q 短炮管的155毫米榴弹炮 297

R 测量烧蚀磨损用的激活技术 297

S 离子射束技术用以检查由于烧蚀性发射药燃烧造成的炮钢表面中的成分变化 297

T 炮管中的温度分布和传热 298

Ⅸ 重点与科技上的不足 298

A 大炮 298

B 中等口径自动炮(20～90毫米) 299

C 无坐力炮与迫击炮 299

D 轻兵器 300

E 坦克炮 300

参考文献 300

附录：美国陆军试验和鉴定司令部试验操作规程(TOP-3-2-810)：武器压力测量 309

索引(1) 机关名称(英中对照) 321

索引(2) 缩略语(英中对照) 321