内弹道学概述及火药的基本知识
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《枪炮内弹道学》课程教学大纲课程代码:110431007课程英文名称:Interior ballistics of guns课程总学时:40 讲课:34 实验:6适用专业:武器发射工程大纲编写(修订)时间:2017年5月一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标本课程是武器发射工程专业的必修专业基础课,是本专业的学位课。
它是研究内弹道问题的基本理论之一,是武器系统设计者必备的专业知识。
本课程培养学生在武器系统设计过程中具有分析内弹道相关问题和具有解决武器发射中内弹道的安全问题的能力。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求1. 基本知识:掌握枪炮内弹道学的基本理论,运用分析解法求解枪炮内弹道学的正反两方面设计问题;2. 基本理论、方法:经典内弹道学理论的基本模型,运用模型求解枪炮内弹道解法的方法等;3.能力和技能:通过本课程的学习,学生应会进行内弹道设计与求解并会分析发射过程中影响内弹道规律的相关问题。
(三)实施说明1.教学方法:课堂中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的进行讲解;采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力;增加讨论课,调动学生学习的主观能动性;讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2.教学手段:本课程属于专业基础课,在教学中采用电子教案等教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。
3.计算机辅助设计:要求学生采用二维CAD和运用C语言等进行枪炮内弹道学的课程设计。
(四)对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
本课程主要的先修课程有火炸药理论、武器系统概论等。
(五)对习题课、实践环节的要求1.对重点、难点章节应安排习题课,例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识,用以解决实际问题为目的。
2.课后作业要少而精,内容要多样化,作业题内容必须包括基本概念、基本理论等内容,作业要能起到巩固理论,提高分析问题、解决问题能力,对作业中的重点、难点,课上应做必要的提示,并适当安排课内讲评作业。
火炮烧蚀内弹道学
1火炮烧蚀概述
火炮烧蚀,是火炮发射时由于燃烧与气流磨擦等因素而导致下膛炮膛和火药室内壁面发生烧蚀现象。
烧蚀会导致炮膛材料破坏、射速下降、火炮寿命缩短等问题,影响着火炮的使用效能和战斗力。
2火炮烧蚀对内弹道学的影响
火炮烧蚀对内弹道学有着重大的影响。
炮膛内部烧蚀会导致内径缩小,从而对弹丸的初速度、弹道轨迹等参数产生影响。
此外,烧蚀还会引起炮弹发生旋转、摆动等不稳定运动,从而使弹丸飞行路径不断变化,严重影响火炮精度。
3火炮烧蚀的测量和分析
精确测量和分析火炮烧蚀程度,是防止火炮烧蚀产生一系列问题的前提。
一般而言,可以通过测量烧蚀坑的深度、宽度、面积等参数来判断火炮烧蚀程度。
同时,也可以采用非接触式或接触式测量仪器,如激光测距仪、激光标靶仪等,对烧蚀程度进行精确测量。
4火炮烧蚀控制与防治
有效控制和防治火炮烧蚀,是保证火炮长期有效使用的关键。
在火炮使用前,需要对火炮进行热处理和表面处理等控制措施。
同时,在使用过程中,需要对火炮进行定期检验和维护,及时清理和更换炮
尾等易烧蚀部位,使火炮处于最佳状态,延长其使用寿命并提高其效能。
5结语
火炮烧蚀是火炮使用过程中难以避免的问题,对于军事武器而言,有效控制和防治是必不可少的。
本文主要阐述了火炮烧蚀对内弹道学的影响、烧蚀的测量和分析、以及控制和防治方法等方面,相信这对相关领域从业人员和爱好者都有所帮助。
弹道学(基础理论)弹道有两种,一是内部弹道,一是外部弹道。
内弹道讨论的是在弹药击发后,弹头离开枪口前,各种物理现象。
子弹弹道一. 膛压:装药燃烧而扩张,因为弹头在前挡着,机锁在后堵住,在枪膛中会产生极大的压力,一般而言在数万磅/寸到数十万磅/寸之间。
这个压力是在弹头脱离弹壳时,推动弹头的主要力量。
当然这个力量越大越好,因为弹头飞得越快,在固定距离内,受地心引力的影响越小。
但是如果不在适当的范围内,也会产生发生危险。
二. 来复线: 来复线造成弹头的旋转,而使得弹头的飞行稳定,可是来复线的数量和线的快,慢(快慢指的是来复线在多少长度完成360度旋转)和弹头的重量有极重要的关系。
正确的弹头用在适宜的来复线上,会有较好的精确度。
例如说,在使用 .223 的枪里,12 寸一圈以上的的,适用55 gr 的弹头。
如果是9寸一圈的,就该用69 gr 以上的弹头较好。
三. 枪管硬度:在弹头通过枪管时,枪管会像鞭子一样上下甩动。
动的幅度会影响到弹头出口的位置。
同时,枪管会发热,金属因热而扩张,弹头和来复线的密和度会受到影响。
要解决这个问题,一般来说是增加枪管的厚度。
因为增加厚度可以增加硬度而且减缓温度提高。
外弹道主要是讨论弹头出口后,影响其飞行的各种因素。
任何在地球上的物体,都会受到地心引力的影响。
(事实上光也会受到引力的影响,但是光到底是波还是粒子,还无定论)。
弹头一出枪口,加速就停止了。
引力会将弹头往地面拉。
所以任何弹头的飞行路线都是弧形的。
如果枪管与地面平行,弹头永远不会和枪管延长线的任何一点交会。
所以,枪管都是微微朝上的。
弹道与瞄准线示意图这条弧线的弧度(Trajectory),取决于弹头出膛的初速和子弹的流体系数(co-efficient)。
初速大,弹头在相等时间,飞行距离远,引力作用的时间短,影响弧线的程度小,飞行的弧线也就比较平坦。
平坦的弹道表示弹头不会偏离瞄准线太远,对射击者而言,简单的多了。
基本上是瞄那里就打那里,不用担心调整准心或是调整瞄准点。
初试科目:内弹道学参考书:1. 金志明主编. 枪炮内弹道学. 北京理工大学出版社,2004年2.金志明, 翁春生. 高等内弹道学. 高等教育出版社,2003年考试大纲:第一章枪炮膛内射击现象和基本方程1.1 枪炮发射系统及膛内射击过程1.2 火药燃气状态方程1.3 火药燃烧规律与燃烧方程1.4 膛内射击过程中的能量守恒方程1.5 弹丸运动方程1.6 膛内火药气体压力的变化规律1.7 内弹道方程组第二章内弹道方程组的解法2.1 内弹道方程组的数学性质2.2 数值解法2.3 装填条件变化对内弹道性能影响第三章膛内气流及压力分布3.1 内弹道气动力简化模型3.2 比例膨胀假设下的压力分布3.3 拉格朗日假设条件下的近似解第四章内弹道设计与装药设计4.1 内弹道设计4.2 内弹道优化设计4.3 装药设计第五章身管烧蚀与寿命5.1 身管烧蚀现象5.2 身管烧蚀与磨损机理5.3 防烧蚀的技术措施5.4 身管寿命第六章膛内压力波1.1 膛内射击现象与流场特性1.2 膛内压力波现象及其产生的机理1.3 影响压力波的因素分析1.4 压力波的定量描述第七章火药颗粒床挤压和破碎的力学现象7.1 火药床压缩特性及颗粒间应力7.2 火药颗粒破碎特性7.3 火药破碎对内弹道性能影响的实验研究第八章反应两相流内弹道理论基础8.1 运动控制体的流体力学平衡方程8.2 粒状火药床气固两相流内弹道基本方程8.3 辅助方程8.4 管状发射药床两相流内弹道模型8.5 混合装药多相流内弹道数学模型8.6 多维两相流内弹道数学模型第九章反应两相流内弹道模型的数值模拟9.1 一维两相流内弹道模型的数值求解9.2 轴对称两维两相流内弹道模型数值求解方法9.3 三维两相流内弹道模型数值求解方法9.4 单一粒状药床内弹道数值模拟结果及分析9.5 单一管状药床内弹道模拟结果及其分析9.6 混合装药床内弹道模拟结果分析9.7 装药间隙对压力波影响的数值模拟9.8 火药破碎对压力异常影响的数值模拟9.9 轴对称两相流内弹道数值模拟9.10 三维两相流内弹道数值模拟第十章装药安全性评估10.1 膛炸模式及其机理10.2 压力波安全性评估与压力波敏感度10.3 装药安全性的评估方法。
弹药:一般指有壳体,装有火药、炸药或其他装填物,能对目标起毁伤作用或完成其他任务的军械物品。
威力:是指弹丸对目标的杀伤和破坏能力。
现代弹药通常由战斗部、投射部、引导或制导部和稳定部等部分组成。
(战斗部:弹药毁伤目标或完成既定终点效应的部分;投射部:弹药系统中提供投射动力的装置;导引部:弹药系统中导引和控制射弹正确飞行的的部分;稳定部:弹药系统中用于保持射弹在飞行中具有抗干扰性,以稳定的飞行状态、尽可能小的攻角和正确姿态接近目标的装置)战斗部(壳体、装填物、引信)类型:爆破战斗部、杀伤~、动能~、破甲~、碎甲~、燃烧~、特种~、字母~。
弹药系统:将弹药、炸药制品、引信、火工品等部件及与其配套的零部件(装置)等,按照一定的传火序列、传爆序列组合在一起,使之具有满足规定战术或战略任务功能的有机整体。
分类:①弹药按用途可分为主用弹药、特种弹药、辅助弹药。
②按装填物的类别可分为常规弹药、核弹药、化学(毒剂)弹药、生物(细菌)弹药。
③按投射方式可分为射击式弹药、自推式弹药、投掷式弹药、布设式弹药。
④按配属军中可分为炮兵弹药、航空弹药、海军弹药、轻武器弹药和地雷、工程爆破器材。
⑤按导引属性可分为无控弹药和制导弹药。
⑥按是否有信息技术成分分为信息化弹药和非信息化弹药。
⑦按毁伤类型分为硬毁伤型弹药和软毁伤型弹药。
弹药的战斗要求:威力大、射程高、射击精度好。
弹药的基本要求:弹丸威力大、远射性好、射击精度好、射击和勤务处理安全性好、操作简单、长期储存性好。
弹药的基本性能:发射性能、运动性能、终点效应、安全性和可靠性。
弹药与目标的关系:好比矛与盾的关系①弹药与目标是一对互相对立而又紧密联系的矛盾统一体②不同的目标有不同的功能及防护特性,必须采用不同的弹药对其进行毁伤③目标的多样性决定了弹药的多样性④弹药毁伤效率的提高迫使目标抗弹药能力不断改善⑤目标的发展与新型目标的出现,又反过来促进弹药的不断发展与新型弹药的产生。
爆炸的作用分为爆破和杀伤。