温度对野战弹药的作用效应与防护要求
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射击过程中热影响及身管热控制措施综述在射击过程中,热是一种极为重要的机械性能影响因素,它可以影响枪膛内气流速度,使得子弹出口速度改变以及射击精度变低,因此,研究射击过程中热影响及其对枪膛热控制的措施,对于研究枪膛性能、提高枪管射击表现及提升精度至关重要。
本文就射击过程中热影响及身管热控制措施进行综述。
第一,本文从理论上解释了射击过程中热的影响机理。
在射击过程中,因子弹受热带来的热影响,会使子弹在枪膛内发生直线和旋转运动,这会改变枪膛热场结构,产生局部高温,不仅会改变枪膛内气流状态,使得子弹出口速度发生改变,还会影响枪膛受力平衡,使射击精度变低。
第二,本文介绍了枪膛热控制的技术措施,包括:1)枪膛内添加降温液;2)枪膛结构优化,如减少热传导系数,增加枪膛壁厚度以及对热源的有效控制;3)采用新型涂层及复合材料,提高枪膛表面反射率和抗热阻力;4)改进燃烧室结构;5)提高枪膛内气流速度;6)采用气体冷却技术;7)采用传热转移材料。
第三,本文还介绍了枪膛防热保护技术,主要有两种:一种是采用铝和其他导热性低的金属材料进行隔热保护,有效地降低枪膛内局部温度;另一种是采用外部冷却技术,如冷风机等,进行冷却,从而减轻枪膛的热负荷,降低枪膛的温度。
总之,热在射击过程中是一种极为重要的机械性能影响因素,因此,对于枪膛热控制问题,我们应该采取有效技术措施,以减少枪膛
受热的影响,提高枪膛性能,提升射击精度。
气象条件与战争世界各地每天都会预报当地的天气,这是很正常的事。
但是,如果有人告诉你:气象数据也会被列为国家秘密,你可能就会感到奇怪。
这是为什么呢?因为有些敏感地区的气象数据,如军事目标、重要地区周边的气象数据在战时对交战双方的影响很大,甚至决定战争的胜负。
气象条件与战争(1)无论是冷兵器、热兵器还是核武器和高技术武器,其作战性能无不例外地受到天气和气候的影响,首先我们看一下气象条件对炮兵活动的影响。
气象条件对炮兵活动的影响主要是对火炮射击的影响。
弹丸在空气中飞行,时刻都受到气象条件的影响,由于气象条件的变化,直接影响到弹丸命中目标的准确率。
一、气象条件对地炮射击的影响。
影响地炮射击的气象要素是:气压,虚温和风。
炮弹在空中飞行时受到空气的阻力。
空气阻力的大小,不但决定于弹丸本身的形状和飞行方式,而且还受到气象条件的影响,因此地炮射击时,必须修正气象条件引起炮弹命中目标的偏差。
空气密度与气压成正比。
若其他条件不变,气压大,空气密度就大,空气对炮弹的阻力也大,炮弹弹着点就偏近;反之偏远。
气温与空气密度成反比。
若其它条件不变,气温增高时,空气密度就小,空气对炮弹的阻力也减少,炮弹弹着点偏远;反之偏近。
但是另一方面当气温增高时,会引起空气弹性声速的增大,结果空气阻力增大,易产生近弹;反之易产生远弹。
然而,这两个因素的影响比较起来,前者是主要的,所以综合起来,气温增高时,易产生远弹,反之易产生近弹。
湿度虽然也与空气密度成反比,但影响很小。
为了把湿度的影响考虑进去,通常不直接采用气温,而采用虚温。
虚温是在同一压力下,干空气密度相等于湿空气密度时,干空气应具有的温度。
风能改变炮弹在大气中相对运动的速度和方向。
纵风(平行于发射于平面的风)能使弹着点偏远或偏近。
顺风时,阻力减小,易产生远弹;逆风时,阻力增大,易产生近弹。
横风能使弹着点偏左或偏右。
当风从斜方向吹来时,按向量关系,分解成纵风和横风来考虑其影响。
二、气象条件对高炮射击的影响。
温度和电磁环境对航弹失效影响分析航空弹药是空军航空兵作战的重要军事装备。
论文研究了温度和电磁环境等因素对地面长贮航空弹药的影响,在分析国内外弹药失效现象与理论发展情况的基础上,运用失效理论研究了其失效关键因素和失效机理,对其相应贮存规律等进行了仿真分析,主要涉及以下几个方面内容:(1)从我国弹药贮存环境实际出发,通过温度和电磁环境等对航空弹药的影响分析,系统深入研究了影响弹药性能的主要因素及作用机理。
分析了弹药密封包装内部湿度变化规律和温度转换关系,指出外部环境中的低频成分是影响密封包装内部湿度的主要因素;同时获得了温度和电磁环境因素影响弹药失效机理,并提出了相应的处置方法与措施。
(2)运用故障树等分析方法研究了航弹关键组件中的多个案例,获得了导致弹药贮存失效的主要部件,并详细研究火工品、引信、弹体装药和电子元器件的失效机理与贮存规律。
研究表明:引信、火工品中的药柱和电子元器件主要受温度的影响而变质;也易受到电磁干扰而损坏;弹体及其内部的钢珠、弹簧等部件经过长贮后因受到大气和生物等自然环境的影响而失效;通过分析自然环境对弹药的作用效应,得到了弹药中材料的锈蚀老化规律;通过电点火具瞬态脉冲试验数据研究获知:温度和电磁效应是影响电点火具失效的主要因素。
(3)针对某弹药装药,运用ANSYS 软件建立温度仿真模型,分析了其在有、无空调库房贮存以及野外存放下受温度的影响,获得了其温度场的分布情况和室内库存及野外存放时弹体内部各点受温度影响的分布规律,得知野外环境下存贮弹药的温度能大于600℃以上。
若在外场存放弹药,极有可能影响弹药性能或导致弹药失效;仿真结果与前辈的试验数据进行了对比,验证了模型的可行性;对研究新弹种贮存规律等提供了参考。
(4)以某固体发动机为例,分析了其在周期温度载荷的情况下,壳体、绝热层和药柱交界面上各点温度随时间变化的曲线以及从内到外整个路径上的温度变化,并根据其温度场的分布,分析得出了其在整个路径上应力的变化情况。
气象因素对武器性能和部队战斗力的影响我国古代有许多利用有利天时作战取得战场胜利的例子。
唐宪宗元和十二年(公元817年)节度使李愬雪夜袭蔡州,生擒吴元济。
《三国演义》中,官渡之战中的曹操就采用谋臣许攸的建议,利用十月"秋高气爽,物干风燥"的天气连夜奔袭袁绍军乌巢屯粮基地;赤壁之战中、诸葛亮"借东风"助周瑜火烧曹操水寨及岸上旱寨;夷陵之战中,陆逊又故伎重演,利用炎热干燥的伏旱天气火烧刘备七百里连营;既使是武将出身的关羽,也有利用10月份快行冷锋天气的"大霖雨、汉水溢的天时",筑坝蓄水,水淹于禁七军的精彩战例。
可见,天气对战争的影响,自古就受到重视。
第二次世界大战期间,敌对国家都互相采取气象情报管制措施,视气象情报为国家机密。
二战初期地处西风带下风向的德国只能利用过去50年间的英吉利海峡天气图及潜艇发回的零碎天气资料,无法预测英伦三岛的天气变化。
只好在挪威、冰岛、英陵兰岛、斯匹次卑尔根群岛、扬马延岛(北冰洋腹地)设置秘密气象站。
1940年英国皇家海军陆战队突袭摧毁了这些气象情报站,迫使德国在北海建立临时拖网气象船队或空降气象情报人员到英国本土去授集气象情报。
但这些零碎不准确的气象情报始终未能帮助希特勒实施"炸平伦敦"的罪恶计划,希特勒只好把失败的原因归罪于恶劣的天气。
一般来讲,参战时参谋部在制定战略、战役计划和临战时,都会充分注意和利用气象条件的。
以1941年日本联合舰队偷袭珍珠港为例,足以说明气象情报的重要性,以及利用气象条件的正确与否本身就是一种战场指挥艺术。
现代战争多采用长途奔袭、大机群、大舰群作战,故要求及时准确地掌握战区及邻近地区的天气情报。
现代战争又是各军兵种协同作战,因而气象保障要求多层次、全方位、综合化。
现代战争节奏快,尤其重视初战,因此气象保障要快速、准确,以选择有利的开战时机。
海湾战争期间,美军动用了全球气象自动化计算机网络系统,汇集遍布全球各地的气象资料。
关注气候对我军部队武器装备的影响武器装备虽然是“钢筋铁骨”,但受气候冷热变化的影响,也会出现“感冒发烧”的现象。
二次大战,希特勒对苏发动闪电战,企图迅速占领莫斯科。
然而,由于德军对当地的气候没有做认真准备,严酷的风雪,使德军坦克无法启动,陷入瘫痪。
第一次海湾战争期间,由于沙漠地表炎热,散发的热波使地表上的景象变形,严重影响了光学设备对1000米以外目标的观测和识别。
结果,美军发生了用坦克、火炮轰击己方燃料车的情况。
同时,沙尘暴也让美军高新装备故障频繁。
“阿帕奇”武装直升机在沙尘天气下作战,发动机工作十几个小时就会严重磨损,必须进行拆解大修;M-1坦克每行驶15公里左右就不得不停下更换一次发动机的沙尘过滤器;扬起的沙尘对雷达电子设备造成严重干扰,缩短了其有效观察距离……类似的事例还很多。
可以说,气候对装备的影响无时不有,无时不在。
今天,高技术装备还未真正实现“全天候”,其核心部件如发动机、计算机等,对工作环境的温度、湿度要求较高,战场适应能力不强。
近年来,我军部队配发的新型装备比较多,其技术性能大部分都是在实验室里试验出来的。
到底能不能经受住恶劣天气的考验,还需要用实践去证明。
“天者,阴阳,寒暑,时制也”。
我们不能改变自然气候,但可以预防,可以把握其规律,为我所用。
首先,考虑到未来作战地域,各部队应积极主动对装备进行一些改进。
提高其战场适应能力。
比如,某部针对驻地沙漠气候,开发出一种新型自动过滤系统,使发动机在遭遇沙尘天气时不会被堵塞,从而大大提高了坦克在沙漠中的持续作战范围。
其次,积极做好防范措施,采取保持装备技术性能的一些简易、实用的方法。
第一次海湾战争期间,为了防沙尘,美军曾从日本紧急进口大量避孕套充当步枪的封口。
总之,解决好气候对武器装备的影响,是一个不容忽视的问题。
不论在平时还是战时,我军各级指挥员都必须考虑到气候环境的影响,都要制定一套遇有恶劣天气情况下的处置对策,提高装备的战场适应能力。
架炮是否会受到天气条件的影响?一、温度对架炮性能的影响架炮作为一种重型武器装备,其性能受到温度的影响是不可忽视的。
首先,高温环境会加速炮身和炮弹的热膨胀,可能导致炮口偏转,降低射击精度。
其次,高温还会引起燃气膛内气体的压力变化,进而影响架炮的射程和射速。
此外,低温环境下,架炮的机械零部件也可能因为受冷却效果的影响而变得僵硬,影响其稳定性和精度。
综上所述,温度对架炮性能的影响是不可忽视的。
二、湿度对架炮性能的影响湿度是另一个对架炮性能有重要影响的天气条件。
高湿度环境下,架炮内外部金属零部件容易受到腐蚀,对架炮的使用寿命产生不良影响。
此外,湿度还会影响架炮的射击精度,因为水分会使得架炮内部的火药受潮,降低其爆炸能力。
因此,在高湿度的环境下,架炮的射击精度会大大下降,甚至无法正常发射炮弹。
三、风速对架炮射击的影响风速是天气条件中另一个关键因素,也会对架炮的射击产生重要影响。
风速过大会导致炮弹的飞行轨迹受到风力偏移,从而影响炮弹的准确度和射程。
特别是在远距离射击时,风速对架炮的精度影响更为显著。
因此,对于架炮射击,合理估算和考虑风速是至关重要的。
四、降雨对架炮射击的影响降雨对架炮射击同样产生明显影响。
首先,雨水可能会渗入架炮内部,导致设备故障,从而使得架炮无法正常运作。
其次,雨水也会造成炮弹的受潮,影响到其装药性能,从而导致射击的不稳定和不准确。
因此,在降雨天气条件下,架炮的使用需要特别注意防护和维护,以确保其正常运转和射击精度。
五、夜间气温变化对架炮性能的影响夜间气温的骤降和变化也会对架炮的性能产生一定影响。
夜间的低温环境可能导致架炮的润滑油变稠,进而影响设备的运转顺畅性和稳定性。
此外,夜间的寒冷天气还可能使得架炮的电子设备、计算机系统等受到低温影响而产生故障,影响火力控制和指挥系统的正常运作。
因此,在夜间使用架炮时,特别需要注意气温变化对设备的影响,及时进行维护和保养。
综上所述,架炮的性能受到天气条件的影响是不可忽视的。
温压弹(THERMOBARICWEAPONRY)展开全文温压武器(Thermobaric Weaponry)亦称温压弹、气爆弹和窒息弹,是指采用温压炸药的弹药,可为炸弹、单兵榴弹、火箭弹甚至导弹。
“温压弹”主要利用温度和压力效应产生杀伤效果,引爆后会发生剧烈燃烧,大量向四周辐射热量,同时产生高压冲击波。
“温压弹”产生的高热和冲击波无孔不入,这种在有限空间中爆炸时独特的杀伤效应是传统弹药,尤其是以碎片或金属射流作为主要杀伤手段难以比拟的,比开放区域中要高出50%~100%,特别适合于杀伤洞穴、地下工事、建筑物等封闭空间内的敌人。
“温压弹”自20世纪80年代以来越来越受到重视,已在80年代的阿富汗战争及近年的车臣战争和伊拉克战争中一展身手,研制国家也从俄、美两国逐渐扩大到保加利亚、英国、瑞士、朝鲜等多个国家。
“温压弹”与60年代出现的燃料空气弹在工作原理、杀伤机制等方面有许多相似之处,二者同属于气爆武器(Volumetric Weapon),但又各有特点。
燃料空气弹装有大量燃料和少量的传统高爆炸药,引爆后高爆炸药首先爆炸,使燃料散布到周围空气中,并与空气混合后形成气溶胶云;气溶胶云是空气混合成的可爆燃云团,随后被点燃,产生温度高达1300~1500℃的大火球,二次引爆产生高温高压杀伤敌人,在山洞和防空洞这类封闭空间中这种炸弹效果成倍显著。
战机常将温压炸弹扔在山洞洞口,或将温压炸弹从洞口投入山洞中。
轰炸过后,洞内的人有的被烧死、有的窒息而死,即使火海中九死一生的人也难逃高压挤破内脏,或被沿着洞壁来回冲荡的冲击波震死的噩运。
而特别设计的温压弹却不会让山洞坍塌,便于调查人员进入山洞验尸。
2001年,美军首次在阿富汗战场上使用了温压炸弹。
美军使用了被称为“滚球”(DaisyCutter)或“BigBlue”、重达6750千克的BLU-82B巨型温压弹。
这种炸弹长3.6米,直径1.37米,弹壳厚仅为6.35毫米,内装重约5715千克的硝酸铵、铝粉和聚苯乙烯的稠状(slurry)混合物。
缺乏对战场气候条件的了解需加强气象分析战场气候条件对于军事行动的成功与否起着至关重要的作用。
然而,许多军事行动的失败往往与对战场气候条件的了解不足有关。
为了提高战场作战的效果,加强气象分析成为当务之急。
本文将就缺乏对战场气候条件的了解对军事行动可能造成的影响以及如何加强气象分析进行探讨。
一、对战场气候条件了解不足的影响缺乏对战场气候条件的了解会对军事行动产生多种不利影响。
首先,战场气候条件直接影响着作战装备的表现和性能。
例如,高温环境容易导致武器系统过热、机械故障等问题,对作战效果造成负面影响。
另外,在恶劣的气候条件下,部队的行动能力会受到限制,这可能导致战场优势的丧失。
此外,对战场气候条件的不了解也会对后勤保障工作产生负面影响,例如在极端寒冷的气候条件下,物资储存和供应工作会面临巨大的挑战。
二、加强气象分析的必要性为了解决缺乏对战场气候条件了解的问题,需要加强气象分析工作。
首先,加强气象分析可以提高对战场气候条件的预测能力,为作战指挥提供科学依据。
通过准确预测战场气候条件,指挥官可以根据气象情况来制定战术战略,提前做好防备和准备工作。
其次,加强气象分析可以提供战场气候条件的详细信息,将气象数据与军事行动需求相结合,提供有针对性的建议和指导,为作战决策提供科学依据。
另外,加强气象分析还可以提高部队的适应能力,帮助他们应对不同的气候条件,提高作战效果。
三、加强气象分析的措施为了加强气象分析工作,可以采取以下措施:1. 提高气象数据的采集和分析能力。
利用现代化的气象观测设备和技术手段,加强对战场气候条件的实时监测和数据采集工作。
同时,建立专门的气象分析团队,对采集到的数据进行分析和研究,提供准确、及时的气象预报和分析报告。
2. 建立战场气象数据库。
将历史和实时的气象数据整合到一个数据库中,建立气象历史记录和趋势分析模型,为军事行动提供参考和依据。
通过对数据的统计和分析,可以揭示不同战场气候条件下的规律和特点,为后续的作战决策提供借鉴。
战争中的天气影响在战争中,天气状况常常成为决定战局的重要因素之一。
不同的天气条件会对战争的发展、战争策略的制定以及士兵们的作战能力产生深远的影响。
本文将探讨战争中天气的几个方面对战争形势的影响。
1. 温度和天气条件对战斗力的影响天气的温度和状况对战争的结果可能产生重大影响。
在高温下,士兵们的体力消耗增加,战斗力会受到显著的削弱。
尤其是在沙漠地带,高温可能导致士兵中暑、脱水以及体力不支,这对士兵们的身体健康和作战能力构成严重威胁。
相反,在极寒的气候条件下,士兵们还面临着寒冷和冻伤的风险。
低温可能导致机械设备的故障,同时也会影响武器和弹药的性能。
无论是在高温还是低温环境中,天气都能对士兵的身体状况、兵器装备的运行和弹药的有效使用产生直接的影响。
2. 雨水和战争雨水可能是战争中最常见的天气因素之一。
在雨水充沛的环境中,装备重型行军车辆和坦克的行军速度可能受到限制。
泥泞的地面使得交通变得困难,这对战争计划和战术行动产生不可忽视的影响。
此外,降雨还可能导致一些战区的洪水和局部地形的改变。
大量的降水可能会淹没城市、桥梁和公路,从而造成广泛的交通瘫痪。
在这种情况下,部队可能被迫改变行动路线或采取其他战术决策。
然而,雨水对于某些类型的军事行动也可能产生积极的影响。
在雨水丰沛的环境下,部队可以更好地隐藏自身并进行突然袭击。
雨水可以减少粉尘和烟雾的产生,有利于部队的隐蔽机动性。
3. 风速对战争的影响风速也是战争中需要考虑的重要天气因素之一。
强风可能对飞行器(如飞机和无人机)产生不利影响,增加飞行事故的风险。
此外,在火力支援行动中,强风可能使火箭和炮弹的飞行路径变得不稳定,影响精确打击的效果。
然而,风速也可以被用作战术上的优势。
在有利的情况下,利用风向和风速的特点,可以更精确地进行火力支援和炮弹射击。
例如,风可以扩大烟幕的覆盖范围,增强部队的遮蔽效果,从而保护士兵免受敌方火力攻击。
4. 雾和战争雾在战争中是另一个重要的天气因素。
野战条件下弹药储运防热技术分析作者:严俊恒赵阳来源:《数码设计》2017年第04期摘要:环境是造成武器装备性能下降或失效的重要因素。
美国国防部在20世纪60年代进行的一项专门调查表明:由于环境因素造成的武器装备损坏,占整个损坏的50%以上,超过了作战损坏。
因此,要使弹药在储存过程中,保持性能稳定、可靠、满足作战要求,就必需对其进行有效的环境防护。
野外复杂多变的温度环境,使野战条件下弹药的防热问题成为了长期困扰我军弹药综合保障的难题。
本文从系统工程理论的观点出发,针对当前我军野战弹药防热现状,从野战弹药储存环境条件及热源性分析角度出发,对野战条件下弹药的储存防热问题进行了系统地研究。
关键词:野战弹药;储运;防热;技术分析中图分类号:TP410 文献标识码:A 文章编号:1672-9129(2017)04-0026-04Technical Analysis of Ammunition Storage and Transportation in Field ConditionsYAN Junheng1*, ZHAO Yang2(1.72478 force, Shandong Tai'an,271000, China; 2.72465 force, Shandong, Tai'an 271000, China)Abstract:the environment is an important factor of weapon equipment performance degradation or failure.The us department of defense in a special survey showed that: in the 1960 s due to environmental factors, the damage of weapons and equipment accounted for more than 50% of all damage, more than combat damage.Therefore, to make ammunition in the process of storage,keep stable performance, reliable, and meets the demand of combat, must carry on the effective environmental protection.The complex temperature field environment, the conditions of field ammunition against the thermal dissipation has become a long-term problem in the ammunition comprehensive support.From the viewpoint of system engineering theory, this paper aimed at the current status of our field ammunition heat, from the field ammunition storage environment conditions and the heat source sex analysis perspective, the field under the condition of ammunition storage and thermal dissipation were studied systematically.Key words:field ammunition storage and transportation thermal protection technology analysis引用:严俊恒,赵阳. 野战条件下弹药储运防热技术分析[J]. 数码设计, 2017, 6(4):26-29.Cite:YAN Junheng, ZHAO Yang. Technical Analysis of Ammunition Storage and Transportation in Field Conditions[J]. Peak Data Science, 2017, 6(4): 26-29.1 野战条件下弹药储运背景及现状1.1 研究背景及意义弹药是现代战争最大的战时消耗品,能对目标实施有效毁伤的有效载荷,是完成作战使命或作战任务的核心。
第29卷 第1期 四川兵工学报 2008年2月
=产品开发与设计>
*收稿日期:2007-09-23
作者简介:梁波(1983)),男,江苏连云港人,硕士研究生,主要从事装备运用环境与防护技术研究.
温度对野战弹药的作用效应与防护要求
*
梁 波1,2
,易建政1
,张晓倩1
,李建华
1
(1.军械工程学院,石家庄 050003;2.72478部队,济南 250310)
摘要:介绍了在野战环境中太阳辐射和大气升温的原因;分析了环境温度对于弹药装药、高分子材料、电子元器件的作用效应;进行了野战弹药的温度测试试验,结果表明:当环境最高温度为32.9e 时,弹药箱内温度最高可达43.4e ,十分不利于弹药的储存,对试验数据建立回归模型进行分析,并通过回归方程预测出在环境最恶劣条件下,弹药箱内部温度可达到56.7e ;最后,提出了野战弹药的防热要求.
关键词:温度;野战弹药;分析;回归模型;防护
中图分类号:T J410;E927 文献标识码:A 文章编号:1006-0707(2008)01-0104-03
弹药是武器装备系统对目标实施毁伤的有效载荷,是完成武器装备系统作战使命或作战任务的核心,也是战时消耗量最大的物资系统[1].
野战弹药是指为保障部队战备和作战训练需要,而进入野外阵地、坑道、战壕、野战弹药库(所)等场所储存和部队携行的弹药[2].大量的弹药、特别是普通包装的弹药,从储存条件优越的后方仓库进入恶劣的野战自然环境,其质量的可靠性必然要受到多方面的威胁和挑战.因此,对野战弹药的防护就显得至关重要,而防热就是其中的一项重要内容.
1 太阳辐射与大气温度
通常认为,热量是光能转化的直接产物,获得的太阳辐射多,热量多,环境温度高;获得的太阳辐射少,热量少,温度就低[3].野战条件下,环境温度主要受太阳辐射的影响.1.1 地面吸收的太阳总辐射
到达地面的太阳总辐射(记为Q )中总有一部分被地面反射回大气,称为地面短波反射辐射,简称地面反射辐射,其大小用地面反射率A k 表示,则地面吸收的太阳总辐射为:
Q c =Q (1-A k )(1)
地面反射率的大小,主要取决于地表的特征及状态,如颜色、湿度和粗糙度等[4].1.2 地面辐射和大气的升温
到达大气顶部的太阳辐射大约有50%可到达地表而被吸收.地面接受辐射能后,也向外作热辐射,由于地面的温度比太阳表面的温度低得多,所以地面辐射可看成是15e 的黑体辐射,其辐射主要集中在K U 10L m 数量级的红外波段[5].根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律有:
E b =E R T 4(2)
其中:E b 为地面辐射能力;E 为地面的黑度;R 为斯蒂芬-玻尔兹曼常数;T 为地面温度.
从式(2)可看出,地面温度越高,地面辐射能力强.因白天吸收的太阳辐射总量大大超过了地面辐射所损失的能量,地面的温度升高,地面辐射能力增强.这时,大气中的水汽、二氧化碳等对地面长波辐射的吸收超过了其自身的热辐射,从而使气温升高.由此可见,近地面层大气温度的升高,主要决定于下垫面的温度.表1[6]为几种下垫面对太阳辐射的吸收率.
表1几种下垫面的吸收率
道路(沥青)混凝土砖石
土壤
(黑湿)
沙漠草水
0.8~0.950.65~0.90.6~0.80.65~0.80.6~0.950.55~0.80.74~0.840.9~0.97
2温度对野战弹药的作用效应
影响弹药安全的环境因素很多,主要有温度、湿度、盐雾、腐蚀性气体、微生物、冲击、振动及电磁辐射等,其中温度是最重要的因素之一,也是野战弹药必然要经受考验的外界环境之一.据有关资料统计,在各种主要环境因素引起的地空导弹故障中,由温度引起的达到40%.温度对弹药的作用效应主要表现为以下几个方面1
2.1装药的变质
温度的变化会引起硝铵炸药中硝酸铵晶型的改变而发生体积变化,相互挤压结块,使装药密度发生变化,结构均匀性变差,感度降低,起爆困难,甚至出现半爆或不爆.硝酸铵的吸湿点还会随着温度的升高而不断降低,使吸湿更加容易;当温度超过30e时,发射药所含剩余溶剂、樟脑和水分挥发,硝化甘油渗出,影响化学安定性;装有黄磷弹的发烟弹、燃烧弹,如果温度超过44e,黄磷会熔化从弹口渗出而发生燃烧事故. 2.2高分子材料的老化
我军的弹药品种繁多,且广泛地使用塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等高分子材料.这些材料在太阳辐射和热的作用下很容易发生降解和交联反应,其性能逐渐变坏,以致完全丧失使用价值.一些常见的高分子材料的敏感波长如表2所示.
另外,我国幅员辽阔,许多地区昼夜温差很大,这种冷热交替的作用对某些高分子材料的老化也会产生一定的影响.
表2一些常见的高分子材料的敏感波长
材料敏感波长/n m
聚碳酸酯PC280~305及330~360聚乙烯PE300
聚氯乙烯PVC320
聚苯乙烯PS318
聚丙烯PP300
聚甲基丙烯酸甲酯PMM A290~315
聚酯PET325
ABS300~310
聚氨酯PU350~4152.3电子元器件的失效
随着精确制导技术的迅猛发展,越来越多的电子产品被应用于各种制导弹药中.电子元器件的失效已成为现代野战弹药防护所面临的一个重要问题.电子产品大多是由金属和有机物组成,高温是降低电子及磁性元器件可靠性的一种应力方式.随着温度的上升,材料的化学、物理活性增大,导致产品的失效率增大.例如在均匀受热的情况下,会引起老化、绝缘损坏、氧化、气体膨胀、润滑剂的黏度下降、结构上的物理性断裂、电解质干枯等,这些都会导致产品性能退化,致使最后发生退化失效.
此外,在相对湿度较高时,温度对金属锈蚀的影响也比较显著,有研究表明:温度每升高10e,金属的腐蚀速度呈1.692倍增长[7].温度还可以通过对湿度的影响来间接的给弹药质量造成不利的影响.
3野战弹药温度测试试验
3.1试验方法
选择一块干燥、平坦的地面作为试验场地,周围无高大建筑遮挡阳光.按相关标准,模拟弹药处于野外战备状态的情况进行堆垛,垛底铺设枕木,垛高1.5m,在垛顶弹药箱表面、内部分别布置数字温度计对其进行测温,并用水银温度计测试环境(空气)温度,每隔半小时记录一次数据.
3.2试验结果分析
1)变化规律.由图1可以看出,弹药箱内部空气温度与表面温度表现出较为一致的变化规律,且随着环境温度的变化而变化.温度的极大值都出现在13时至15时之间,箱外表面温度极大值为49.4e,箱内空气温度极大值为43.4e,两者相差6e,且后者的出现滞后于前者,说明此时的热量传递是一个从箱表面向箱内的渐进过程,这也比较符合实际.同时可以看出,箱内空气温度极大值已超过弹药储存要求的温度上限13.4e,说明此时箱内的温度环境已十分不利于弹药的储存,会加速弹药报废.
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梁波,等:温度对野战弹药的作用效应与防护要求
图1 野战弹药相关温度变化曲线
2)回归分析.我们只研究环境温度和弹药箱内空气温度之间的关系,根据实际情况,选取数学模型,假设方程表达式为:
T =a ln t +b
对试验数据进行回归处理可得:a =33.664,b =-75.006故最后得出回归模型方程为:
T =33.664l n t -75.006(3)其中:T 为弹药箱内空气温度;t 为环境温度.
根据式(3)可作出环境温度预测曲线(如图2),为了预测弹药箱内部在最恶劣条件下的最高温度,则要考虑弹药箱所处环境可能达到的最大温度.当弹药处于野外战备状态时,其极端环境温度可能达到50e [1],将其代入式(3),得出弹药箱内部最高温度值为T max =56.7e
.
图2 弹药环境温度与预测曲线
4 野战弹药的防热要求
1)弹药的整个寿命包括生产、包装、运输、储存和报废等几个阶段,其中储存阶段时间最长.野战弹药储存的温度环境恶劣,且对于已出厂的弹药来说,其结构和包装已定,因此对野战
弹药的防热应主要立足于改善其野外储存条件.
2)野战弹药的防热装置主要有盖布、伪装网、封套等,通过综合比较,封套更有利于野战弹药的防热.但以往我军对于封套封存装置的研究主要侧重于防潮和伪装,而野战弹药所处的温度环境也很恶劣,因此,以后应进一步加强封套隔热方面的研究.
3)当采用封套存储弹药时,要求白天外面温度高的时候,封套应能防止热量向内部传递,而夜晚温度低的时候,内部的热量可以通过封套向外散出.因此,封套的设计不能采用基于热阻隔原理的材料(如泡沫、海绵等),这样不利于散热.
现代高技术战争对弹药的数量、质量和安全保障都提出了很高的要求,战时的弹药保障问题是关系到部队战斗力、生存力和保障力的重大问题.
过去我军主要侧重于对野战弹药的防潮和伪装研究,而对其防热方面的研究进行的较少.但温度也是影响野战弹药质量的一个主要因素,因此,进行野战弹药防热研究,对于完善我军野战弹药防护体系,提高野战防护技术水平,具有重要的军事意义.
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