第二章 火炮工作原理.

仰线oB：火炮瞄准标后，炮膛轴线的延长线。 仰角：仰线与炮口水平面的夹角。 射线oF：初速矢量线 跳角：仰线与射线间的夹角。 射面xoy：通过初速矢量线的铅垂面。它与炮口水平面的交线ox称为炮 口水平线。 射角：初速矢量与炮口水平面的夹角。 弹道顶点S：全弹道的最高点。 最大弹道高Y：弹道顶点到炮口水平面的距离。 升弧和降弧：弹道顶点前、后的两段弹道。 落点C：降弧与炮口水平面的交点。 落角：落点的速度矢量与炮口水平面的夹角。 射程X：射出点至落点的距离。 全飞行时间T：弹丸从射出点飞到落点所需的时间。 侧偏Zc：弹道落点偏离射面的距离。 弹道诸元：表示某一时刻弹丸质的位置及运动状态的各种参量。例如 弹丸质心的坐标x，y，z，对应的飞行时间t，弹丸质心速度v的大小及 v与炮口水平面的夹角(称为弹道倾角)。
图2-2 膛压、速度～行程曲线
图2-3 膛压、速度～时间曲线
二、 第一时期 是指从弹丸运动开始到发射药全部燃烧结束的瞬间为止。 三、第二时期 是指从发射药全部燃烧结束瞬间起，到弹丸底面飞离身 管口部端面时为止。 四、后效时期 后效期是指弹丸底部离开膛口瞬间起，到火药燃气压降 到使膛口保持临界端面的极限值时为止。
火炮概论
第二章 火炮工作原理
2.1 火炮发射原理及其特点
发射原理
击针击发→引燃底火药→点火药燃烧并传火→发射药燃烧→ 膛内燃气压力逐渐升高→弹丸的弹带嵌入膛→燃气压力作功→弹 丸边旋转边加速向前运动，炮管及其固连部分向后运动→弹丸运 动至炮口处获得一定的速度，具有较大的动能进入大气，按照一 定的弹道飞向目标；炮管则在复进机的作用下又回复到发射前的 位置；打开炮闩，抽出药筒，
图2-7
相伴弹道
2.3.2 空气阻力及其对弹丸的作用
一、 空气阻力
1.摩擦阻力
(a) (b) (a) 弹丸运动 (b) 气流运动
2.涡流阻力
3.波动阻力
二、空气阻力对飞行弹丸的作用
图2-10
弹丸的攻角
图2-11 飞行弹丸受力
图2-11
飞行弹丸受力
空气阻力对飞行弹丸的作用可归纳为两个主要方面 1. 消耗弹丸的能量，使弹丸速度很快衰减。降低了落点处 的动能，减小了射程。 2. 改变弹丸的飞行姿态。翻转力矩使弹丸在飞行途中作不 规则的运动，进而更增大了空气阻力，落点不能确定， 同时也不能保证弹丸头部碰击目标，影响弹丸对目标的 毁伤作用。
1闩体 2 炮尾 3 击针 4 底火 5 点火药包 6 药筒 7 发射药 8 弹丸 9 膛线 10 炮管 图2-1 炮弹装填入膛示意图
发射特点
三高一短”加环境恶劣： （1）温度高：炮管内火药气体温度3000～4000k。 （2）压力高：膛内火药气体压力达50～550MPa。 （3）高加速：弹丸的加速度一般达几千～几万个g。 （4）时间短：膛内过程一般几个毫秒到十几毫秒。 （5）环境恶劣：要求火炮射击能够在各种气象条件和环 境下进行工作。
图2-4 各时期膛压、速度－时间曲线 1- 膛内时期(实线)；2 -后效时期(虚线)
2.2.2 影响初速和最大膛压的主要因素
现靶场内常用的一种微分修正公式如下：
pm 3 m 4 W0 4 e1 2 0.0036t 0.15H % pm 4 m 3 W0 3 e1 vm 3 2 m 1 W0 1 e1 0.0011t 0.04H % vm 4 5 m 3 W0 3 e1
火药与一般热机的能源比较
（1）火药自身含氧化剂 （2）火药燃烧速率大，在极短的时间内(千分之几秒)能放 出巨大热能，生成大量高压燃气，燃气膨胀即wk.baidu.com作功。 （3）火药燃烧具有规律性，燃烧速度与燃气压力有直接关 系，可以人为进行控制。
2.2
2.2.1
弹丸在膛内运动规律
内弹道
内弹道 主要研究弹丸在身管内运动规律、火药在膛内的燃烧 规律和燃气压力变化规律。 膛压 膛内火药燃气在弹丸后部空间的平均压力。 膛压曲线 膛压随弹丸行程(或时间)的变化曲线。 速度曲线 弹丸速度随弹丸行程(或时间)的变化曲线。 弹丸在身管内运动过程分为下面几个时期： 一、前期:是指击发底火后发射药被引燃，至弹带嵌入膛线， 弹丸即将启动的瞬间。
图2-12
弹丸不稳定飞行
三、 空气弹道的特点
空气弹道与真空弹道相比，具有下述特点： 1. 弹丸在空中飞行，其质心运动轨迹不仅决定于初速和射角， 还决定于弹丸的弹道系数C，并且与射击时的气象条件有 关(如风速、风向、空气的温度、湿度和压力等)， 弹道系数C是表示弹丸结构特征的一个综合参量。与弹形、 弹丸质量和尺寸有关。C=i×10×d2/m，I为弹形系数，m 为弹丸质量 (Kg) ， d为口径 (dm) 。 C值小，则空气阻力加 速度就小，弹丸飞行速度衰减较慢，要提高射程，就应 改善弹形，降低I值；或增加弹丸的断面密度m /d2 ，长杆 式次口径钨心穿甲弹就是增大m /d2值的一个实例。 2. 不对称性。空气弹道的升弧和降弧并不对称，升弧平缓且 长，降弧陡峭而短；落角大于射角；落速小于初速，最 小速度值不在弹道最高点，而在降弧上某一点。 。 3. 最大射程角不一定是45 ，而是随不同的弹丸、不同的初 速而异。
真空弹道：弹丸出炮口后在空 中飞行，如果不受任何外力 的作用，只受重力作用，相 当于弹丸在真空中飞行 ，其 质心运动轨迹称为真空弹道。 还受空气阻力的作用，此时， 弹丸质心运动轨迹称为 空气 弹道。
图2-6 三种弹道示意图
真空弹道具有下述主要特点： 1. 弹道与弹丸的结构参数无关， 只取决于初速v0与射角。 2. 弹道具有对称性。 3. 初速一定，射角为45度时射 程最大，当初速相同时，用 对称于 45 度的两个射角 (45+a 及 45-a) 射击，其所对应的射 程相等，这两条弹道互称为 相伴弹道。
(1) (2) (3) (4)
装药量ω变化的影响 药室容积W0变化的影响 装药内挥发物含量变化的影响 弹丸质量m变化的影响
2.3 弹丸在空中飞行的一般规律
图2-5 弹道示意图
2.3.1 外弹道学基本术语

外弹道: 研究弹丸在空中运动过程。 弹道: 弹丸质心在空中运动轨迹。 射出点o：外弹道的起点。取在炮口端面的中心。 初速v0：弹丸质心在射出点的速度。 炮口水平面xoz：通过射出点的水平面。