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火炮身管抗磨损烧蚀技术及发展动向摘要：火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式，越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。
本文简述了身管内膛磨损烧蚀形成机理、常见型式和抗磨损烧蚀破坏的研究目标及有关的技术措施、发展动向。
关键词：火炮；身管内膛；磨损；烧蚀身管是火炮的主要零件之一，随着火炮追求高初速和高射速的发展，内膛温度和压力不断增大，大威力火炮身管内膛的磨损烧蚀问题日趋严重。
火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式，越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。
烧蚀磨损是一种热、化学和机械综合作用的复杂过程，主要特征是内膛表面开裂、内膛表面化学成分的变化及磨损引起的直径扩大。
1身管内膛磨损烧蚀情况概述火炮身管的磨损、烧蚀是两个不同的概念，通常人们将内膛金属表面层在反复冷热循环和火药气体的化学作用下，金属性质发生变化，进而出现龟裂或金属剥落的现象称为烧蚀，将内膛尺寸和精度的变化称为磨损。
这虽然是两个不同的概念，但是这两种破坏的作用是紧密相关、互相影响的，在一般情况下烧蚀对身管的破坏比磨损更为严重。
所以，磨损研究在这里不予叙述，主要阐述关于烧蚀问题。
1.1身管内膛磨损烧蚀形成机理身管内膛产生磨损和烧蚀的机理虽很复杂，尚未弄清，但总的概念己经基本形成，热作用贯穿始终，冷热交变应力一直存在。
身管内膛的耗损主要是在射击过程中，火药高温燃气流和弹丸对腔壁金属直接作用形成的，这点人们并无疑问。
一般燃气作用造成的耗损认为是磨损。
磨损和烧蚀之间有一定的关系，两个因素结合起来，并在冷热作用下逐步发展。
1.2身管内膛烧蚀常见型式典型烧蚀发展，一般表现为3种型式：（1）弹带导转部和火药气体对内膛造成磨损和烧蚀，使内膛尺寸发生变化，初速和膛压下降；（2）由于金属表面多次受到加热和冷却，引起膛面裂纹在个别部位并有金属剥落；（3）金属表面由于高温、高速气流通过和弹带之间空隙冲刷破坏，形成不同程度的沟槽。
基于灰色线性回归组合模型的火炮身管寿命预测孟翔飞;王昌明;何博侠;张爱军;包建东【摘要】To accurately predict the maximum projectile number at the life termination, and to improve the practical performance of the a gun, the mathematical model of gun barrel inner diameter wear is studied here. By means of the theory of grey system, the mathematical relationship between amount of wear and numbers of projectiles fired is obtained, while the grey-linear regression combined model is established by combining grey model and linear regression model. Through the application of the new model and the traditional grey model respectively in prediction of a certain type of gun barrel life, the results show that the method of the grey-linear regression combined model is effective, and the prediction accuracy is improved.%为了准确预测出火炮身管寿命终止时的最大射弹数,提高火炮的实用性能,该文对火炮身管内径磨损量的数学模型进行了研究.该文提出采用灰色系统理论分析的方法,将灰色模型与线性回归模型相融合,建立了灰色线性回归组合模型,得到了身管内径磨损量与射弹数的数学关系式.将该新模型与传统的灰色模型分别应用于某型火炮的身管寿命预测,通过数据对比表明了该灰色线性回归组合模型方法的有效性,使预测精度得到了提高.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】4页(P635-638)【关键词】灰色系统理论;灰色线性回归组合模型;身管内径磨损;身管寿命【作者】孟翔飞;王昌明;何博侠;张爱军;包建东【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;常熟理工学院电气与自动化工程学院,江苏常熟215500;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ304火炮身管的实际寿命是以弹带削光，弹丸失去稳定性，使射击精度变坏，初速或然误差增大，造成火炮不能完成其作战目的为表征的，但究其根本原因是由于身管内径的烧蚀和磨损造成的。
收稿日期：2019-01-23修回日期：2019-03-07摘要：火炮内弹道性能直接决定火炮的首发命中率和首群覆盖率，为提高高膛压滑膛坦克炮射击效果，补偿因烧蚀磨损造成的内弹道性能下降，在分析火炮烧蚀磨损内弹道学理论的基础上，建立了基于烧蚀磨损的滑膛坦克炮内弹道数学模型和基于MATLAB/Simulink 的内弹道仿真模型。
对滑膛坦克炮内弹道进行了数值模拟，得到了不同烧蚀磨损情况下火炮内弹道性能的变化曲线，将仿真结果与实验数据进行了分析比较，结果表明：仿真结果与实验数据基本吻合。
验证了模型的可行性，仿真结果可为磨损火炮的内弹道性能修正提供参考，同时，基于Simulink 的内弹道仿真模型的建立更有利于后续模型的工程化应用，可实现与硬件设备的紧密结合，为烧蚀磨损火炮内弹道性能的研究应用提供了新思路。
关键词：烧蚀磨损，坦克炮，内弹道，Simulink 中图分类号：TJ38文献标识码：ADOI ：10.3969/j.issn.1002-0640.2020.05.012引用格式：王国辉，张宝栋，李向荣.基于Simulink 的磨损火炮内弹道仿真［J ］.火力与指挥控制，2020，45（5）：69-74.基于Simulink 的磨损火炮内弹道仿真王国辉，张宝栋，李向荣（陆军装甲兵学院兵器与控制系，北京100072）Internal Ballistics Simulation ofErosion and Wear Gun Based on SimulinkWANG Guo-hui ，ZHANG Bao-dong ，LI Xiang-rong（Weaponry and Control Department ，Army Armored Force Academy ，Beijing 100072，China ）Abstract ：The interior ballistics performance of the artillery directly determines the first-round-hitprobability and the first group coverage probability of the artillery ammunition.In order to improve the shooting effect of the high -pressure smooth bore tank gun and compensate the reduction of internal ballistic performance caused by erosion and wear ，this paper establishes an internal ballistic mathematical model of the erosion smooth bore tank gun and a simulation model based on MATLAB/Simulink.by analyzing internal ballistic theory of artillery erosion and wear.The numerical simulation of the interior ballistics of the smooth bore tank gun is carried out ，and the variation curves of the interiorballistic performance of the tank gun under different ablation wear conditions are obtained.The simulation results are compared with the experimental data ，and the results show that the simulation results are basically consistent with the experimental data ，which verifies the feasibility of the model.The simulation results provide a reference for the correction of the interior ballistics performance of the erosion artillery.And it is more conducive to the subsequent model engineering application ，and can be closely integrated with the hardware equipment ，which provides a new idea for the research andapplication of the erosion and wear gun.Key words ：erosion and wear ，tank gun ，internal ballistics ，Simulink Citation format ：WANG G H ，ZHANG B D ，LI X R.Internal ballistics simulation of erosion and wear gun based on simulink ［J ］.Fire Control &Command Control ，2020，45（5）：69-74.文章编号：1002-0640（2020）05-0069-06Vol.45，No.5May ，2020火力与指挥控制Fire Control &Command Control 第45卷第5期2020年5月（总第45-）火力与指挥控制2020年第5期0引言经过多年的火炮实弹射击试验发现：火炮内弹道性能下降的主要原因是由于随着火炮射弹数的增加，身管的烧蚀磨损不断加剧而导致的。
第４２卷第４期２０２１年１２月火炮发射与控制学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＮＬＡＵＮＣＨ＆ＣＯＮＴＲＯＬＶｏｌ ４２Ｎｏ ４Ｄｅｃ ２０２１ＤＯＩ：１０．１９３２３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ６５２４．２０２１．０４．００６身管材料烧蚀磨损性能研究刘朋科１，杨雕１，王军１，岳孟坤２，刘欢１，徐宏英１（１ 西北机电工程研究所，陕西咸阳 ７１２０９９；２ 清华大学航天航空学院，北京 １０００８４）摘 要：火炮射击过程身管内膛在高温、高压以及高速摩擦下发生烧蚀和磨损等现象，当身管烧蚀磨损量达到一定程度，将引起火炮初速、密集度等性能的显著降低，使身管“寿命终了”，火炮失去作战能力，因此研究身管材料烧蚀、磨损性能对理解和延长身管寿命具有重要的意义。
通过身管材料烧蚀、磨损性能实验研究，发现在氧丙烷火焰烧蚀过程中，材料表面发生金属氧化和熔融，同时萌生密集的热裂纹并扩展，使得表面产生明显的烧蚀坑。
身管材料在不同温度、摩擦速度、压力下的磨损过程中，磨损率随着压力的增大而增大，当摩擦速度小于１ｍ／ｓ时，材料磨损率随着速度增加变化较小，在室温至３００℃范围内，材料磨损率随着温度的升高而降低。
关键词：身管材料；弹带材料；烧蚀；磨损中图分类号：ＴＪ３０４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３６５２４（２０２１）０４００２８０６收稿日期：２０２００９０７作者简介：刘朋科（１９８１—），男，硕士，研究员，主要从事身管寿命技术研究。
ＳｔｕｄｙｏｎＡｂｌａｔｉｏｎａｎｄＷｅａｒＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢａｒｒｅｌＭａｔｅｒｉａｌｓＬＩＵＰｅｎｇｋｅ１，ＹＡＮＧＤｉａｏ１，ＷＡＮＧＪｕｎ１，ＹＵＥＭｅｎｇｋｕｎ２，ＬＩＵＨｕａｎ１，ＸＵＨｏｎｇｙｉｎｇ１（１ ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０９９，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｉｒｉｎｇ，ｔｈｅｇｕｎｂａｒｒｅｌｉｓａｂｌａｔｅｄａｎｄａｂｒａｄｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｓｐｅｅｄｆｒｉｃｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎｔｈｅａｂｌａｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｏｆｔｈｅｂａｒｒｅｌｒｅａｃｈｅｓａｃｅｒｔａｉｎｖａｌｕｅ，ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｇｕｎｗｉｌｌｂｅｒｅｄｕｃｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｔｈｅ＂ｅｎｄｏｆｌｉｆｅ＂ｏｆｔｈｅｂｏｄｙｔｕｂｅａｎｄｔｈｅｌｏｓｓｏｆｔｈｅｃｏｍｂａｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｇｕｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅａｂｌａｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｒｒｅｌｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅｌｉｆｅｏｆｂａｒｒｅｌ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅａｂｌａｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｂａｒｒｅｌｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｍｅｌｔｉｎｇｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｏｃｃｕｒｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｂｌａｔｉｏｎｏｆｏｘｙｐｒｏｐａｎｅｆｌａｍｅ，ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｄｅｎｓｅｈｏｔｃｒａｃｋｓｗｅｒｅｉｎｉｔｉａｔｅｄａｎｄｅｘｐａｎｄｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｏｂｖｉｏｕｓａｂｌａｔｉｏｎｐｉｔｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｗｅａｒｒａｔｅｏｆｂａｒｒｅｌｍａｔｅ ｒｉａｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｗｅａｒｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｆｒｉｃｔｉｏｎｓｐｅｅｄｓａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｓｐｅｅｄｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１ｍ／ｓ，ｔｈｅｗｅａｒｒａｔｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｎｇｅｓｓｌｉｇｈｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｐｅｅｄ．Ｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏ３００℃，ｔｈｅｗｅａｒｒａｔｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｒｒｅｌｍａｔｅｒｉａｌ；ｂｅａｒｉｎｇｂａｎｄｍａｔｅｒｉａｌ；ａｂｌａｔｉｏｎ；ｗｅａｒ身管是火炮的核心部件，其寿命是火炮最重要的性能指标之一。
试析火炮身管烧蚀磨损与寿命问题作为常规武器，火炮是战斗当中应用最为广泛的武器之一，火炮的炮身寿命直接影响其所在部队的战斗力。
而在火炮炮身寿命的众多制约因素之中，身管的内膛烧蚀是最为关键的一项因素，因此，在火炮的实际设计以及使用当中，都需要考虑到身管的内膛烧蚀问题。
延长火炮身管寿命能够有效的保证火炮的战斗力，同时也是重要的战术指标。
在进行射击的时候，火炮会产生大量的高温气体，使得内膛达到很高的温度，在燃气的推动下，弹丸沿炮口方向运动。
在发射过程当中，膛内气体向身管内壁进行传热，并瞬间提高内壁的温度，打破热平衡，形成不定的温度分布。
然而，火炮的工作原理会造成内膛的烧蚀磨损。
在高温火药的作用下，火炮的身管内壁材料会受到不断的去除，最终导致身管直径的增大，而这些结果会使得火炮性能下降，影响设计精度，并促使其寿命的终止。
一、火炮内弹道模型就火炮的身管烧蚀磨损程度来讲，是和火药气体的热作用有着很大的关系的，一般来讲，热作用是造成身管烧蚀的主要原因，因此在对这一问题进行研究的时候，需要对火药气体进行参数的计算，尤其是需要计算燃气的热学参数，而热血参数也是计算身管烧蚀的重要基础，这需要通过模型来对气体温度的变化规律进行计算。
我们通过经典的内弹道模型编写了火炮内弹道程序，得到了弹道的各项特征，并在对其进行分析研究之后进行了相关计算，通过研究我们发现，在火炮的实际发射过程当中，膛内的气流会发生剧烈的变化，压力会在几毫秒内上升到375.4MPa，而压力峰值对应的位置是则是火炮的坡膛附近。
随着弹丸的不断运动，空间逐渐增大，压力随之下降。
弹丸在火药推动下进行运动，且火药气体不断增加，在弹丸行程的后半段，由于火药的燃尽使得弹丸速度增加速度趋于平缓，气体温度瞬间达到峰值，随后逐渐下降。
二、身管热传导分析本文通过实际研究，发现在火炮的连续射击过程当中，与身管的单发射击有一定的区别，由于温度的累计效应，因此火炮炮身的内膛温度会随时间不断上升。
