文档介绍：火炮设计理论
南京理工大学火炮教研室
1 导气式自动机工作原理
导气式自动机及其特点
(1) 导气式自动机
(2) 导气式自动机的特点
1)基础构件质量轻,速度快,射速高;
2)结构简单;
3)构件加速度大,并伴有撞击;
4)导气孔导出气体,使初速略有下降;
5)导气孔磨损改变射速;
6)气室污染。
§ 导气式自动机设计特点
导气式自动机的分类
(1) 按炮身运动分
1)炮身运动的导气式自动机;T
2)炮身不动的导气式自动机。T
(2) 按导气装置结构分
1)开式气室;T
2)闭式气室。T
(3) 按火药气体对活塞的作用性质分
1)静力作用式导气式自动机;
2)动力作用式导气式自动机;
3)动力静力式导气式自动机。
§ 导气式自动机设计特点
静力作用式导气式自动机工作原理
(1) 工作原理
(2) 导气装置的主要参数
1)导气孔位置l;
2)导气孔最小横断面积S;
3)活塞面积Sh;
4)气体泄漏面积S;
5)气室初容积W0;
6)自动机运动部分的相当质量m0;
7)散热条件等。
改变参数=>调节气体对活塞的作用强度=>调节器
§ 导气式自动机设计特点
2 气室压力计算
理论计算法、经验计算法
理论计算法
零维气体动力学理论、一维气体动力学理论、二维气体动力学理论、三维气体动力学理论以及多维多相流气体动力学理论;
理论计算能比较好地反映内部细节以及规律性;
在建立理论计算模型时,不可避免地要进行一些假设,是一种近似,其计算结果应经过实验验证。
(1) 基本假设
1)流出气体对膛内影响可以忽略不计;
2)膛内气体按滞止气流处理;
3)气室内气体按单相流处理;
4)气室内气体按零维处理;
5)气室内气体按完全气体处理(气体常数R、比热Cp、Cv为常数)。
§ 导气式自动机设计特点
(2) 模型建立
1)能量守恒
在dt时间内: dQ = dE+ dQl+ dQs+ dA
经导气孔进入气室的气体能量: dQ=CpT1G1dt
气室内气体内能增加: dE=d(CvTρW)=(k-1)-1d(ρW)
经泄漏面积流出损失: dQl=CpTG2dt
热散失: dQs=α(T-T2)ρSqdt
活塞做功: dA=pShdx
§ 导气式自动机设计特点
2)质量守恒
在dt时间内: (G1-G2) dt= d(ρW)
3)活塞运动规律
§ 导气式自动机设计特点
4)秒流量
正流阶段(p1>p)
反流阶段(p1<p)
临界流动:
正流亚临界流动:
正流超临界流动:
反流亚临界流动:
反流超临界流动:
T
§ 导气式自动机设计特点
正流亚临界流动:
正流超临界流动:
§ 导气式自动机设计特点
(3) 计算中应注意的问题
1)在计算中及时判断G1的正反流,以及G1和G2的流动状态,应用不同计算式进行计算。
2)1、’为流量系数,1<1、’<1,实际上是实验符合系数。有时为了简化,不计热散失,而用增大’的方法,此时’可以大于1。
3)可以通过改变不同结构参数(l、S、Sh、S、W0等)研究结构对气室压力以及自动机的影响,采用优化设计的方法获得结构参数。
§ 导气式自动机设计特点