火炮发射动力学概论第6讲-2010讲解
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某榴弹炮全装药、常温、底凹弹平均膛压曲线
Force(N)
2800000 2400000 2000000 1600000
1200000 800000
400000
0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05
Time (Se c)
某榴弹炮全装药、常温、底凹弹炮膛合力曲线
(1)
1
3q
计算相关参数：
(2) tg time(N p ), pg pp(N p )
(3)
g
Slg
,
cg
kpg g
3
(4)
k
1 k
k
2 2 1
cg v0
(5) (q ) 1T (q 0.5) ( 0.5)
af 2
2
K 22 K 42
s2
思考：为什么有负号？
真空消失后
复进节制器流液孔面积
2
2
0
K22
2
Afj Afj a f
a f a02
K22 K42
2
s2
K12
2
Aof Aof
as a01
as
d
2 p
min ：支路最小流通面积
K , K1, K2 后坐时液压阻力系数 K12 , K22 复进时液压阻力系数
总结：
驻退机力是后坐（复进）位移、速度的函数，即 0 0 (s, s)
思考：驻退机力为什么与后坐（复进）位移有关？
作用点及方向： 后坐部分：驻退杆中心线与炮尾安装面的交点，后坐时向前， 复进时向后。 摇架部分：驻退杆中心线与摇架安装面的交点，后坐时向后， 复进时向前。
n：多方指数，=1.3~1.4
总结： 复进机力是后坐（复进）位移的函数，即 Pfj Pfj (s)
作用点及方向： 后坐部分：复进杆中心线与炮尾安装面的交点，向前 摇架部分：复进杆中心线与摇架安装面的交点，向后
3.3 驻退机液压阻力
p2
p1
p3
V
后坐时期 流液孔面积
0
K1
2
A0
as a0
3
Ap
K K1
2
s2
K2
2
A3fj 2
min
s2
主流液压阻力
支流液压阻力
复进时期
复进位移： s
真空消失点：
dT 2 DT 2 d p2
真空消失前
0
K 22
2
Afj Afj a f a02
3.2 液气压式复进机力
气体
液体
p f 0V0n
pfV n
pf
p
f
0
V0 V
n
pf
0
Af l0 Af l0 Af
s
n
pf
0
l0 l0
s
n
n
Pf
Af
p
f
0
l0
l0
s
Af：复进机活塞工作面积 pf0：复进机气体初压 l0：复进机容积相当长度
：装药质量； q：弹丸质量；
：次要功计算系数；
1
3q
1：为仅计弹丸摩擦和旋转的次要功系数；
p：火药气体平均压力；
Pg：弹丸出炮口瞬间的炮膛合力；
χ ：炮口制退器的冲量特征量；
(q )
1T (q 0.5)
( 0.5)
：火药气体作用系数；
3
k 1 k
k
2 2 1
cg v0
k ：绝热指数； k 1.2 ~ 1.3
火药气体音速；
cg
kpg
g
火药气体密度；
g
Slg
pg：弹丸出炮口瞬间的火药气体平均压力
总结： 炮膛合力是时间的函数，即 Ppt Ppt (t)
作用点：炮膛轴线与闩体镜面的交点
假设后坐部分质心偏心为
Ppt
Ey （高低方向）
t tg
Ppt Pge b
Ppt 0
Pressure(Kg/cm2)
2700 2400 2100 1800 1500 1200
900 600 300
0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01
Time (Se c)
计算步骤
读入已知数据 DT , dT , d p , d1, min , , K1, K2 , K12 , K22 , K , dds (Ns ), ss(Ns )
hhf (N f ), sf (N f ), nh , bh , a02 , a0
(6)
Pg
1
1wk.baidu.com
1 2
q
Spg
(7) b ( 0.5)v0 Pg
(8)
tk
tg
b ln pg 180000
t tg
t tk
调入时间t
利用插值函数FCN(pp,time,t,p)获得p
Ppt
1
1
1 2
q
Sp
tg t tk
K12 K41
2
s2
A0 ：后坐时活塞工作面积
A0
4
DT2 dT2
Afj
：复进节制腔面积
Afj
4
d12
As ：节制杆面积
As
4
d
2 s
as ：流液孔面积 as Ap As
Ap
：节制环面积
Ap
4
d
2 p
Aof ：复进时活塞工作面积
A0 4
DT2
t tg
Ppt
Pg
e
t
tg b
tg t tk
0
t tk
b ( 0.5)v0
Pg
Pg
1
1
1 2
q
Spg
tg：弹丸飞离炮口时间； S：炮膛断面积；
tk：后效期结束时刻；
tk
tg
tg
b ln pg 180000
Ez （横向）
z4
在后坐部分动坐标系中：
作用点：rPpt
rC4
x e(4) CPpt 1
Eye(24)
Eze3(4)
炮膛合力：
Ppt
Ppt
e(4) 1
y4
Ey
C Ez x4
计算步骤
读入已知数据 S,lg ,, q, g,1, k,T , pp(N p ), time(N p )
3 火炮发射载荷建模
炮膛合力（火药气体作用力） 驻退机力 复进机力 平衡机力 高低机力 方向机力 土壤对火炮的作用力
3.1 炮膛合力
pt pd
pt
Ppt
p
O
1
pt
21q
p
1
31q
膛底压力
pd
l l
pd
1
p
弹底压力
Axis
1
1
1 2
q
Sp
Force(N)
2800000 2400000 2000000 1600000
1200000 800000
400000
0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05
Time (Se c)
某榴弹炮全装药、常温、底凹弹炮膛合力曲线
(1)
1
3q
计算相关参数：
(2) tg time(N p ), pg pp(N p )
(3)
g
Slg
,
cg
kpg g
3
(4)
k
1 k
k
2 2 1
cg v0
(5) (q ) 1T (q 0.5) ( 0.5)
af 2
2
K 22 K 42
s2
思考：为什么有负号？
真空消失后
复进节制器流液孔面积
2
2
0
K22
2
Afj Afj a f
a f a02
K22 K42
2
s2
K12
2
Aof Aof
as a01
as
d
2 p
min ：支路最小流通面积
K , K1, K2 后坐时液压阻力系数 K12 , K22 复进时液压阻力系数
总结：
驻退机力是后坐（复进）位移、速度的函数，即 0 0 (s, s)
思考：驻退机力为什么与后坐（复进）位移有关？
作用点及方向： 后坐部分：驻退杆中心线与炮尾安装面的交点，后坐时向前， 复进时向后。 摇架部分：驻退杆中心线与摇架安装面的交点，后坐时向后， 复进时向前。
n：多方指数，=1.3~1.4
总结： 复进机力是后坐（复进）位移的函数，即 Pfj Pfj (s)
作用点及方向： 后坐部分：复进杆中心线与炮尾安装面的交点，向前 摇架部分：复进杆中心线与摇架安装面的交点，向后
3.3 驻退机液压阻力
p2
p1
p3
V
后坐时期 流液孔面积
0
K1
2
A0
as a0
3
Ap
K K1
2
s2
K2
2
A3fj 2
min
s2
主流液压阻力
支流液压阻力
复进时期
复进位移： s
真空消失点：
dT 2 DT 2 d p2
真空消失前
0
K 22
2
Afj Afj a f a02
3.2 液气压式复进机力
气体
液体
p f 0V0n
pfV n
pf
p
f
0
V0 V
n
pf
0
Af l0 Af l0 Af
s
n
pf
0
l0 l0
s
n
n
Pf
Af
p
f
0
l0
l0
s
Af：复进机活塞工作面积 pf0：复进机气体初压 l0：复进机容积相当长度
：装药质量； q：弹丸质量；
：次要功计算系数；
1
3q
1：为仅计弹丸摩擦和旋转的次要功系数；
p：火药气体平均压力；
Pg：弹丸出炮口瞬间的炮膛合力；
χ ：炮口制退器的冲量特征量；
(q )
1T (q 0.5)
( 0.5)
：火药气体作用系数；
3
k 1 k
k
2 2 1
cg v0
k ：绝热指数； k 1.2 ~ 1.3
火药气体音速；
cg
kpg
g
火药气体密度；
g
Slg
pg：弹丸出炮口瞬间的火药气体平均压力
总结： 炮膛合力是时间的函数，即 Ppt Ppt (t)
作用点：炮膛轴线与闩体镜面的交点
假设后坐部分质心偏心为
Ppt
Ey （高低方向）
t tg
Ppt Pge b
Ppt 0
Pressure(Kg/cm2)
2700 2400 2100 1800 1500 1200
900 600 300
0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01
Time (Se c)
计算步骤
读入已知数据 DT , dT , d p , d1, min , , K1, K2 , K12 , K22 , K , dds (Ns ), ss(Ns )
hhf (N f ), sf (N f ), nh , bh , a02 , a0
(6)
Pg
1
1wk.baidu.com
1 2
q
Spg
(7) b ( 0.5)v0 Pg
(8)
tk
tg
b ln pg 180000
t tg
t tk
调入时间t
利用插值函数FCN(pp,time,t,p)获得p
Ppt
1
1
1 2
q
Sp
tg t tk
K12 K41
2
s2
A0 ：后坐时活塞工作面积
A0
4
DT2 dT2
Afj
：复进节制腔面积
Afj
4
d12
As ：节制杆面积
As
4
d
2 s
as ：流液孔面积 as Ap As
Ap
：节制环面积
Ap
4
d
2 p
Aof ：复进时活塞工作面积
A0 4
DT2
t tg
Ppt
Pg
e
t
tg b
tg t tk
0
t tk
b ( 0.5)v0
Pg
Pg
1
1
1 2
q
Spg
tg：弹丸飞离炮口时间； S：炮膛断面积；
tk：后效期结束时刻；
tk
tg
tg
b ln pg 180000
Ez （横向）
z4
在后坐部分动坐标系中：
作用点：rPpt
rC4
x e(4) CPpt 1
Eye(24)
Eze3(4)
炮膛合力：
Ppt
Ppt
e(4) 1
y4
Ey
C Ez x4
计算步骤
读入已知数据 S,lg ,, q, g,1, k,T , pp(N p ), time(N p )
3 火炮发射载荷建模
炮膛合力（火药气体作用力） 驻退机力 复进机力 平衡机力 高低机力 方向机力 土壤对火炮的作用力
3.1 炮膛合力
pt pd
pt
Ppt
p
O
1
pt
21q
p
1
31q
膛底压力
pd
l l
pd
1
p
弹底压力
Axis
1
1
1 2
q
Sp