内弹道设计

1. 内弹道设计

1.1 已知条件

（1）口径 152mm

（2）炮膛断面积 s=1.905dm 2

（3）弹丸质量（kg ）51kg （4）药室扩大系数 1.05

（5）全装药 Pm （膛底铜柱压力,kg/cm 2

） 3400 （6）对应最小号装药Pm （膛底铜柱压力,kg/cm 2

）950

（7）采用双芳－3火药，火药力f ＝950000kg.dm/kg ，压力全冲量 I k ＝2408kg.s/dm

2

1.2 设计要求

进行152mm 榴弹炮内弹道设计，要求初速达到V 965/g m s =,全装药压力小于给定压力。设计炮膛构造诸元，火药参数，并进行正面计算。

1.3 设计过程简述

（1）取定装填密度和相对装药量；

本组选择数据范围为：0.6~0.9∆=，0.25~0.6m

ω

=

（2）取次要功计算系数

1 1.02ϕ=，将指标铜柱压力转化平均最高压力；

11(1)=1.12(1)33d d P P P m m

ωω

ϕϕ=+

+电测铜柱 （3）根据选定的∆

,m p 计算出有弹道设计表中查出相应的

g

Λ；

（4）计算ω及0

W ；

（5）求解g l 和g W ；

2

000

g g s g l W W l S d S

l W η=

=Λ=

=

（6）根据选定的 1.05k χ=，求解炮膛结构诸元；

求药室长度

k

w l l χ0

0=

0W q q

ω

ωω=

=

•∆

炮膛全长 0

w g nt l l L +=

炮身全长

c

w g sh l l l L ++=0

c

l 为炮闩长=（1.5~2）d

（7）根据已知的∆

,m p 查弹道设计表求出B

，由下式计算出压力全冲量k I =

，进而可求出火药的厚度

（8）选取火药型号，进行适当修约规整后，进行正面计算，检验设计准确与否。

2.方案评价标准

内弹道设计，有诸多评价标准，利用评价标准，我们可以判断方案的优劣。

2.1火药能量利用效率标准

火炮的能源都是利用火药燃烧后释放出的热能，因此，火药能量能不能得到充分利用，就应当作为评价武器性能的一个很重要的标准。即有效功效率。

221122=

1

g g g mv mv f k ωγηωω

=

-或

2.2炮膛容积利用效率

充满系数或炮膛工作容积的利用效率

2

2

g

g g m

mv V p ϕ

η=

2.3火药相对燃烧结束位置

k

k g

l l η=

为火药相对燃烧结束位置。由于火药点火的不均匀性以及厚度的不一致，计算出来的火药燃烧结束位置由于是以几何燃烧定律的假设为基础的，所以并不代表所有颗粒的燃烧结束位置，仅是一个理论值，实际上各颗粒的燃烧结束位置分散在该理论值的附近一定区域内。若

k

l 接近炮口时，必能有一些火药没有能够燃烧完成就飞出炮口，在这种情况下，

不仅火药的能量不能得到充分利用，而且会造成初速的较大分散。一般火炮的

k η应小于0.7

2.4炮口压力

g

p 压力越大，对炮手的伤害越大，应对其有一定限制。

2.5武器寿命

火炮使用过程中，高温火药气体的烧蚀作用和高速气流的冲刷作用，以及弹丸运动的摩擦作用，使得身管的射击性能不断衰退，因而就产生了使用寿命的问题。身管使用寿命通常以在丧失一定战术和弹道性能以前所能射击的发数来表示。影响身管寿命的因素很多，在弹道设计方案中，主要考虑以下一些影响寿命的因素。

最大压力 弹丸在最大压力处作用在膛线导转侧上的力也将达到最大值。随着射击次数的增加，在最大压力处的膛线也将产生最大的磨损，另外由于膛压的增高，火药气体的密度也相应增大，因此传给炮膛内表面的热量也就越多，这样就加剧了火药气体对炮膛的烧蚀。从提高身管寿命的要求来讲，最大压力太高是有害的。 装药量 口径越大或初速越大的武器，装药量与膛内表面积的比值也越大，因而膛内表面上的温度也越高，烧蚀现象越严重。为提高身管的寿命，在弹道设计时应尽可能选择装药量较小的方案。

弹丸相对行程长 武器的身管越长，火药气体与膛内表面接触的时间也越长，火药气体对炮膛表面的烧蚀也更加严重，使身管寿命下降。另一方面，在给定初速的条件下，弹丸行程越长，装药量可以相对减少，对提高身管寿命又是有利的。

半经验半理论公式：

()2211

g

v v g q

g tj v

K

N g Λ

+Λ=ω为条件寿命。简化得

q

g tj K N ω

1

+Λ'

=

3.内弹道设计过程

3.1方案评价标准的指标选定

1) 火药能量利用效率标准

2

23112

2=1400~1600101

g

g

g mv mv f k ωγηωω

==⨯-或

2) 炮膛容积利用效率

2

2

0.4~0.5g

g g m

mv V p ϕ

η==

3) 火药相对燃烧结束位置

0.3k

k g

l l η=

< 4) 炮口压力 70g p Mpa < 5) 武器寿命