火炮的物理原理
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火炮击打原理
火炮的发射原理主要是借助火药燃烧产生动力。
这个过程首先涉及到装药,即在火炮的枪膛内放入火药或其他爆炸物,并用火药室封闭,以确保爆炸物不会提前引爆。
火药的种类和数量会影响火炮的射程和威力,因此需要根据具体需求进行选择和计量。
接着是点火,当火炮准备好后,点火装置会引发火药的爆炸,产生高压气体。
点火装置一般是由电子元件或者机械装置组成,能够在极短的时间内将火药点燃。
然后是燃烧,火药爆炸后,产生的高压气体会迅速膨胀,推动炮弹向前运动。
这种高压气体的产生是火炮射击的关键,也是火炮能够发挥杀伤力的重要原因。
炮弹在膛内受到燃气压力的作用,边旋转边加速向前运动,直到炮口处获得一定的速度,具有较大的动能进入大气,按照一定的弹道飞向目标。
炮管则在复进机的作用下又回复到发射前的位置,等待下一次射击。
需要注意的是,火炮的发射过程中,火药燃烧产生的高温高压环境会对火炮本身产生一定的损伤和磨损,这也是火炮需要定期维护和保养的原因之一。
同时,火药的灵活性和安全性也是需要考虑的重要因素,以确保火炮的使用安全和效果。
火炮发射原理
火炮是一种利用爆炸产生的气压力将炮弹射出的武器装备。
火炮的发射原理可以简单地描述为以下几个步骤:
1.填装炮弹:首先,操作人员将火药或其他爆炸物填装进火炮的炮膛中。
这些爆炸物通常被称为火药药包。
2.点燃火药:操作人员点燃火药药包,引燃其中的爆炸物。
点燃火药的方法可以有多种,如使用火种、火绳或者电火花等。
3.爆炸释放气体:一旦点燃,爆炸物会迅速燃烧,并产生大量高温高压的气体。
这些气体的释放会导致炮膛内的压力迅速升高。
4.压力驱动炮弹:因为炮膛口封闭,气体无法自由释放。
高压气体会沿着炮膛向外扩散,推动炮弹向前方移动。
5.炮弹射出:当炮弹受到足够的推力时,它会离开炮膛,并沿着预定的轨迹射出。
炮弹的速度和射程可以通过调整火药的量和类型来控制。
需要注意的是,火炮的发射原理是利用高压气体推动炮弹,而非火药的爆炸力。
因此,火炮的设计必须考虑到炮膛的强度和密封性,以确保安全和稳定的发射过程。
此外,火炮的精确性还受到其他因素的影响,如炮口的对准、炮弹的 aerodynamics 特性以及环境条件等。
大炮工作原理
大炮是一种利用爆炸力产生高速气流从而推动炮弹发射出去的武器。
它的工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 装填炮弹:首先,将炮弹放入大炮的炮膛内部。
炮膛是大炮的主要部分,通常由坚固的金属材料制成,以承受高压和高温。
2. 充装火药:然后,在炮弹之后的炮膛中装填火药。
火药是一种可燃物质,当受到外部火源触发时,会迅速燃烧释放大量热能。
3. 点火:点燃装填在炮膛后部的火药,触发火药的燃烧过程。
火药的燃烧产生大量的高温气体和膨胀的烟气。
4. 高压气体产生:火药燃烧时产生的高温气体迅速膨胀,增加了炮膛内部的气体压力。
压力逐渐上升,产生了一股强大的气流。
5. 炮弹发射:当火药燃烧释放的压力达到一定程度时,炮弹被气流推动从炮膛中喷射出去。
由于火药的燃烧速度相对较快,炮弹会获得足够的速度,射程远且破坏力强。
需要注意的是,大炮的工作原理是基于爆炸力和气流推动的。
燃烧的火药会产生大量的高温气体,通过这种气体的膨胀将炮弹推出炮膛。
因此,炮弹的速度和射程取决于火药的燃烧速度、装药量以及炮膛的结构等因素。
同时,为了确保安全,大炮的设计需要考虑到炮弹发射后的反冲力和重复使用的可行性。
火炮的物理原理一、简介火炮是口径在20毫米以上,用火药的爆发力发射弹丸的重火器的通称。
火炮用于歼灭敌有生力量和压制敌方火器,破坏敌防御工事,完成陆地、海洋和空中的其它打击任务。
13至14世纪时,中国的火药和火器制造技术传入信仰伊斯兰教的国家和欧洲,欧洲的火炮开始发展。
19世纪开始,随工业和科学技术的发展,火炮迅速发展起来,出现了发射长形弹的线膛炮,并安装有弹性炮架。
火炮发展至今,已经是儿孙满堂,不仅家族支系众多,而且家族成员的外貌也差别甚大,出现了有善于对付各种目标的专门火炮:按安装发射的平台不同可分为地面炮、舰炮和航炮;按运动方式可分为固定火炮、机械牵引炮和自行火炮;按作战用途又可分为地面压制火炮、海岸炮、高射炮、坦克炮、特种炮等;按口径大小可分为:大口径炮(高炮在100毫米、地炮在152毫米、舰炮130毫米以上);中口径炮(高炮在61~100毫米、地炮在76~152毫米、舰炮在76~130毫米左右);小口径炮(高炮在20~60毫米、地炮在20~75毫米、舰炮在20~57毫米之间)。
按炮膛结构可分为线膛炮和滑膛炮;按弹道特性可分为加农炮(弹道低伸)、榴弹炮(弹道较弯曲)和迫击炮(弹道最弯曲)按装填方式可分为前装式火炮和后装式火炮。
二、基本构造现代火炮的基本组成部分有:炮身、炮尾、炮闩和炮架等。
其作用原理是将发射药在膛内燃烧的能量转换为弹丸的炮口动能以抛射弹丸,同时产生声、光、热等效应。
火炮的主要战术技术性能是初速、射程、精度、射速和机动性等。
火炮的主要任务是用于对地面、空中和水上目标射击,毁伤和压制敌有生力量及技术兵器,以及完成其它任务。
火炮的结构身管火炮的外观及其组成部件视炮种及其用途而异。
尽管有这些差别,然而身管火炮都是按照几乎相同的方法制造的。
身管火炮有两个或两组主要部件,就是炮身部分和炮架部分。
炮架部分用于支承炮身和保持火炮射击时的稳定性。
炮架部分包括瞄准装置,在某些情况下它还可作为运送炮身部分的手段。
大炮怎么推动发射的原理
大炮的发射原理基于新动力学的基本定律——动量守恒定律。
当炮弹燃烧生成高压气体时,根据动量守恒,气体的反方向动量将推动炮弹及炮管加速前进。
具体来说,大炮发射的基本过程为:
1. 装填与闭锁
将炮弹装入炮膛,闭锁炮膛。
2. 加药点火
在炮尾部装入一定规格的发射药,点火引燃发射药。
3. 发射药燃气膨胀
发射药迅速燃烧生成大量高压气体,膨胀压缩炮膛内空间。
4. 气体排出膛口
高压气体按膛口方向排出,产生向前的反作用力。
5. 推动炮弹加速
反作用力推动炮弹加速前进,喷出炮口,完成发射。
6. 推进炮管后坐
炮弹飞出后,残余气体继续排出,推动炮管向后后坐减速。
由上可见,燃气的膨胀和喷出是推动炮弹的动力源,而动量守恒定律是限定发射方向的基本原理。
发射药的燃速、膨胀速度直接影响发射的动力大小。
通过调节发射药用量、改变膛内空间等参数,可以控制发射的动力效果,使炮弹获得不同的初速和射程。
这就是设计大炮时需精心优化的方方面面。
综上所述,动量守恒是大炮发射的基础理论,而发射药的燃烧膨胀提供动力来源,使大炮可以持续稳定地发射炮弹。
这具体阐述了大炮发射推动的基本原理,希望对您有所帮助。
如有任何问题,请告知,我会继续完善说明。
大炮的原理大炮是军事化学品火药爆炸驱动的火器,主要用于发射弹药来破坏目标,使用火药爆炸产生足够大的压力来发射弹药。
大炮是一种重型武器,一般由本体、飞机和发射器3部分组成。
本体是把火药、弹药、底座和护架制成一个庞大的结构,由金属铸件成的壳体和炮管组成,这样可以密封火药,减少弹药发射炮口的烟火和火药燃烧室的火焰曝露在外面。
飞机是用来控制大炮的方向,大炮的适当的角度可以有效地改变飞行弹药的轨迹,使其能够准确地射向目标。
发射器是用来控制大炮发射弹药的滑块,当滑块完全往下拉时,大炮就发射弹药,然后发射器就把滑块收回来。
大炮发射原理分为两个部分,火药爆炸和弹药发射。
火药爆炸发生在炮管内,炮膛火药钻木塞发生火药爆炸,产生足够大的压力将炮弹从口部发射出去。
大炮口部的压力是发射弹药的主要动力。
口径越大,射击的距离越远,火力越大,但随着口径的增加,压力就越小,火力也就越弱,而且炮弹也更容易受到风流的影响,因此口径大小也是一个空间尺寸折衷的结果。
火药爆炸中形成的高温高压气流可以帮助炮弹从口部发射出去,而且也能够起到一定的冷却作用,起到保护炮管的作用。
随着安全系统的发展,防止和减轻火药爆炮必然伤害的风险,也是大炮发展过程中的重要因素。
火药爆炸产生的压力帮助炮弹发射出去,而发射的炮弹受到的力又包括重力力、空气阻力和空气流动三个力。
重力力是发射炮弹时炮弹受到的下坠力,空气阻力是炮弹受到空气摩擦力,空气流动是空气流体受到炮弹对空气的改变而产生的力。
这三种力的相互作用以及炮弹发射速度的差异,都会影响炮弹的弹道和落点。
所以空气流动的研究和利用也是大炮的发展的关键。
大炮发射原理的发展也影响了大炮的性能,发射距离越远,就可以在更远的距离攻击敌人,火力也越强。
大炮还可以搭配吊舱、拖舱、炮车等特殊装置,以满足不同的作战需求,使用方便,效果更好。
大炮发射原理是一个技术难题,它体现了许多因素,如空气动力学、热物理学、燃料学、材料学以及安全系统等因素,它们之间动态的相互影响,既受到外界的影响,也受到自身的限制。
火炮的工作原理一、引言火炮是一种可以发射高速炮弹的武器,广泛应用于军事、民用和科学领域。
其工作原理涉及到多个方面,包括能量转换、热力学、机械学等知识。
本文将从火炮的结构、工作原理和发射过程三个方面进行介绍。
二、火炮结构火炮通常由枪管、弹药库、枪盾和准星等部分组成。
其中,枪管是最关键的部分,它负责将爆炸产生的气体能量转换为高速运动的炮弹。
三、火炮工作原理1. 能量转换当引信引爆火药时,火药会迅速燃烧并产生大量高温气体。
这些气体会向枪管内膨胀,并在枪口形成高压区域。
这种能量转换过程被称为化学能转换为气体动能。
2. 热力学在气体膨胀过程中,气体温度和压力均会急剧上升。
此时,需要考虑到理想气体状态方程(PV=nRT)以及焓变等相关知识。
在高温高压的条件下,气体会产生巨大的动能,从而推动炮弹飞出枪管。
3. 机械学火炮发射过程中,还需要考虑到弹道学、空气阻力等因素。
炮弹在离开枪口后会受到重力和空气阻力的作用,其飞行轨迹也会受到影响。
因此,在设计火炮时需要考虑这些因素,并进行相应的计算和优化。
四、火炮发射过程1. 点火点火是火炮发射过程中的第一步,也是最关键的一步。
如果点火不成功,整个发射过程将无法进行。
通常采用电子点火或者摩擦点火等方式进行。
2. 爆炸当点火成功后,引信将引爆火药,并产生大量高温气体。
这些气体会向枪管内膨胀,并推动炮弹向前运动。
3. 发射当炮弹离开枪口时,其速度已经达到了很高的水平。
此时需要考虑到弹道学和空气阻力等因素,以确保炮弹能够准确地命中目标。
五、总结火炮是一种非常复杂的武器,其工作原理涉及到多个学科领域。
在设计和制造火炮时,需要考虑到多个因素,并进行相应的计算和优化。
通过本文的介绍,读者可以更好地了解火炮的结构、工作原理和发射过程。
大炮发射原理大炮是一种古老而又强大的武器,它的发射原理一直以来都备受人们的关注和好奇。
大炮的发射原理涉及到物理学、化学和工程学等多个学科领域,下面我们就来详细了解一下大炮的发射原理。
首先,大炮的发射原理与火药的燃烧有着密切的关系。
火药是大炮发射的动力源,它由硝酸钾、木炭和硫磺等物质混合而成。
当火药受到点火后,其中的化学能就会迅速释放,产生大量的高温气体和蒸汽。
这些高温气体和蒸汽的产生,使得炮管内部的压力急剧增加,从而推动炮弹向前发射。
其次,大炮的发射原理还与炮弹的设计有关。
炮弹是大炮发射的主要目标物,它的形状、质量和材料都会影响到大炮的发射效果。
一般来说,炮弹的形状应该尽量符合空气动力学原理,以减小风阻,提高飞行速度。
同时,炮弹的质量和材料也要经过精密计算和选择,以确保在发射过程中能够保持稳定的飞行轨迹。
此外,大炮的发射原理还与炮管的结构和材料有关。
炮管是大炮发射的关键部件,它需要能够承受高温高压的环境,并且具有足够的强度和硬度,以确保在发射过程中不会发生变形或爆炸。
因此,炮管通常采用高强度合金钢或其他特殊材料制成,经过精密的加工和热处理,以确保其在发射过程中能够保持稳定的结构和性能。
最后,大炮的发射原理还与炮弹的装药量和发射角度有关。
炮弹的装药量会直接影响到炮弹的飞行速度和射程,而发射角度则会影响到炮弹的飞行轨迹和命中目标的位置。
因此,在实际使用大炮进行发射时,需要根据具体的情况和要求进行精确的计算和调整,以确保能够达到预期的发射效果。
综上所述,大炮的发射原理涉及到火药的燃烧、炮弹的设计、炮管的结构和材料、以及炮弹的装药量和发射角度等多个方面。
只有这些方面都得到合理的设计和调整,大炮才能够发挥出最大的威力和效果。
希望通过本文的介绍,读者能够对大炮的发射原理有一个更加清晰和全面的了解。
二战时期的大炮工作原理
二战时期的大炮主要分为两类:火炮和迫击炮。
1. 火炮工作原理:
火炮是指以爆炸药为动力源,通过发射炮弹来进行远程破坏的武器系统。
其工作包括以下几个步骤:
- 装填弹药:操作人员将一定量的炮弹和火药装入炮膛或弹腔。
- 点火:根据具体型号,通过点火装置点燃火药,引发弹药的爆炸。
- 发射:爆炸产生的高压气体会推动炮弹从炮膛中射出,并经过准星系统瞄准目标。
- 瞄准:通过调整炮管仰角、方位角和瞄准器来确保炮弹将会射中目标。
- 炮弹弹道:炮弹飞行过程中受到重力、风力等因素影响,弹道计算是确保炮弹命中目标的关键。
- 命中目标:炮弹在预定的目标上爆炸,造成杀伤。
2. 迫击炮工作原理:
迫击炮是一种能够以弧线弹道发射炮弹的炮兵武器。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
- 装填炸药:操作人员将一定量的炸药装入炮弹的尾部。
- 阻尼器设置:迫击炮上通常有一套阻尼器系统,用来调整射击角度和强度。
- 发射:操作人员将炮弹从迫击炮筒中放入,并击打炮筒底部,通过爆炸引发炸药的爆炸。
- 炮弹抛物线弹道:炸药爆炸后,炮弹会沿着弧线弹道飞行,由于迫击炮的设计,射程通常较短且对地面目标有较大的抛物线弹道偏差。
- 命中目标:在预定的目标上爆炸,造成杀伤。
这是大炮工作的基本原理,具体不同型号的大炮可能会有细微的差异。
战争中的大炮在战场上起着重要的破坏作用,被广泛用于攻击敌方阵地、摧毁装甲车辆等。
火炮工作原理
火炮是一种利用火药或其他爆炸物发射炮弹的武器,其工作原理主要包括装药、点火、推进和射击四个基本过程。
首先,火炮的工作原理与装药密切相关。
装药是火炮发射炮弹的动力源,通常
使用黑火药、无烟火药或其他爆炸物作为装药。
当装药被点火后,会产生大量高温高压的燃烧气体,这些气体将产生巨大的推力,推动炮弹从火炮管中射出。
其次,点火是火炮工作原理的关键环节。
点火是指将装药点燃,使其燃烧产生
高温高压气体。
在传统火炮中,点火通常通过引信完成,引信受到火炮后膛内的火焰或高温气体的作用,从而引燃装药。
而在现代火炮中,点火通常由电子元件控制,通过电子点火系统来实现。
接着,推进是火炮工作原理的重要环节。
装药燃烧产生的高温高压气体将产生
巨大的推力,推动炮弹从火炮管中射出。
推进过程中,炮弹会受到极大的加速度,从而获得高速度和远射程。
最后,射击是火炮工作原理的最终表现。
当炮弹被推出火炮管口后,便完成了
一次射击。
射击的准确性受到多种因素的影响,如火炮的精度、炮弹的品质、气象条件等。
总的来说,火炮的工作原理是通过装药、点火、推进和射击四个基本过程来实
现的。
这些过程相互配合,共同完成了火炮的射击任务。
火炮作为一种重要的武器装备,在军事、安全等领域有着广泛的应用,其工作原理的深入了解对于提高火炮的性能和精度具有重要意义。
火炮的物理原理一、简介火炮是口径在20毫米以上,用火药的爆发力发射弹丸的重火器的通称。
火炮用于歼灭敌有生力量和压制敌方火器,破坏敌防御工事,完成陆地、海洋和空中的其它打击任务。
13至14世纪时,中国的火药和火器制造技术传入信仰伊斯兰教的国家和欧洲,欧洲的火炮开始发展。
19世纪开始,随工业和科学技术的发展,火炮迅速发展起来,出现了发射长形弹的线膛炮,并安装有弹性炮架。
火炮发展至今,已经是儿孙满堂,不仅家族支系众多,而且家族成员的外貌也差别甚大,出现了有善于对付各种目标的专门火炮:按安装发射的平台不同可分为地面炮、舰炮和航炮;按运动方式可分为固定火炮、机械牵引炮和自行火炮;按作战用途又可分为地面压制火炮、海岸炮、高射炮、坦克炮、特种炮等;按口径大小可分为:大口径炮(高炮在100毫米、地炮在152毫米、舰炮130毫米以上);中口径炮(高炮在61~100毫米、地炮在76~152毫米、舰炮在76~130毫米左右);小口径炮(高炮在20~60毫米、地炮在20~75毫米、舰炮在20~57毫米之间)。
按炮膛结构可分为线膛炮和滑膛炮;按弹道特性可分为加农炮(弹道低伸)、榴弹炮(弹道较弯曲)和迫击炮(弹道最弯曲)按装填方式可分为前装式火炮和后装式火炮。
二、基本构造现代火炮的基本组成部分有:炮身、炮尾、炮闩和炮架等。
其作用原理是将发射药在膛内燃烧的能量转换为弹丸的炮口动能以抛射弹丸,同时产生声、光、热等效应。
火炮的主要战术技术性能是初速、射程、精度、射速和机动性等。
火炮的主要任务是用于对地面、空中和水上目标射击,毁伤和压制敌有生力量及技术兵器,以及完成其它任务。
火炮的结构身管火炮的外观及其组成部件视炮种及其用途而异。
尽管有这些差别,然而身管火炮都是按照几乎相同的方法制造的。
身管火炮有两个或两组主要部件,就是炮身部分和炮架部分。
炮架部分用于支承炮身和保持火炮射击时的稳定性。
炮架部分包括瞄准装置,在某些情况下它还可作为运送炮身部分的手段。
炮身部分为发射药燃烧产生的压力提供容器;它使发射药燃烧产生的能量安全地按预定方式传送到弹丸上;它还具有赋予弹丸方向和稳定性的手段炮身的主要部件构成炮身部分的主要部件是身管及其附件,炮闩装置和击发装置。
身管实质上是一根发射时供弹丸通过的钢管。
身管内表面称作炮膛,通常刻有凹线或凸线,称为膛线。
也有没有膛线的滑膛身管,但它们主要用在现代坦克炮上,特别是用在发射尾翼稳定弹丸的火炮上。
炮膛的膛线是按螺旋形刻制的,有等齐和渐速两种缠度。
带等齐缠度膛线的炮膛,其特征是阴线相对于炮身轴线的斜度是个常数。
炮身轴线是沿炮膛中心贯穿炮膛全长的一条假想线。
渐速膛线是指阴线与炮身轴线间的斜度是不断变化的,越向炮口斜度越大。
渐速膛线,在身管内的火药气体压力达到最高点时,可用于减少弹带作用到阳线上的压力,从而保证弹丸在离开炮口前能获得足够的转数。
使用渐速膛线在理论上的好处是,比较短的身管不会降低弹丸飞行中的稳定性。
凸起的膛线称为“阳线”。
不包括阳线深度的炮膛直径就是用于衡量身管、也就是武器的口径的尺度。
膛线的用途是在弹丸穿越炮膛时使弹丸旋转。
弹丸上配有用比膛线软一些的材料制成弹带。
当弹丸向前运动时,膛线嵌入弹带,膛线在弹带上刻出的凹槽的形状与阳线断面相应。
弹带上被刻出的凹槽被迫沿膛线扭转的路线运动,从而使弹丸旋转。
在决定膛线深度时必须解决两个彼此矛盾的要求。
一方面,深阴线更有利于为弹丸穿过炮膛时导向并能减少膛线的磨损。
但是另一方面,浅阴线更容易使弹带嵌入膛线,而且由于弹丸飞出炮口时留在弹带上的刻槽较浅,因而可减小弹丸在飞行中的空气阻力。
火炮身管所要具备的主要特性是寿命长、强度大、刚度强、重量适度和重心合适。
身管的使用寿命应尽可能长,这就是说身管在由于磨损而不能以所要求的初速正常地发射能稳定飞行的弹丸前,应能发射大量炮弹。
身管强度必须能承受射击应力而不致在作战情况下出现故障。
这种强度要求可通过许多方法来实现,如在钢中添加合金元素、给身管施加预应力或依靠身管本身的设计来实现。
一般是综合采用这三种方法。
身管的重量主要取决于对其强度的要求,但是也考虑刚度和整门火炮射击时的稳定性身管必须具有足够的刚度,或通常所说的“梁强度”,以使其在自重作用下不致弯曲。
这一特性对长身管火炮来说尤其重要。
在身管使用的钢材品位确定以后,身管的梁强度要求通过选择合适的身管外形来满足,即,使身管的厚度从炮尾到炮口逐渐减薄。
二战时期坦克主炮主要是中小口径的身管线膛火炮,大多弹道较为低伸,属于加农炮。
(加农炮:身管长,弹道低伸的火炮。
区别于榴弹炮身管较短,弹道较弯曲的火炮。
)三、物理原理概要在枪炮的射击过程中,弹丸的运动要经历膛内阶段、射出膛口后继续受火药燃气作用的阶段和在空气阻力、地球引力与惯性力作用下的飞行阶段。
因而枪炮弹道学也相应地划分为:研究膛内火药燃烧、物质流动、弹丸运动和能量转换等有关现象及其规律的内弹道学;研究弹丸穿越膛口流场时受力和运动规律,以及伴随膛内火药燃气排空过程发生的各种现象的中间弹道学;研究弹丸在空中飞行运动的现象及其规律的外弹道学。
在近代弹道学的发展过程中,对弹丸在目标区域的运动规律、目标的作用机理及威力效应的研究已形成了专门的学术领域,称为终点弹道学。
四、物理原理解析1.内弹道内弹道学是研究发射过程中枪炮膛内及火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换、弹体运动和其它有关现象及其规律的弹道学分支学科。
燃烧的发射药产生具有很高压力的气体,使弹丸加速穿过炮膛,直到以预定初速离开炮口。
初速是具有一定质量和形状的弹丸最终要达到的整个射程的基础。
在设计火炮时必须进行计算以保证最正常、最有效地产生所需要的初速。
发射装药产生的能量用于完成好几种工作。
大部分能量用于赋予弹丸速度。
能量还消耗在做下述功上:使弹丸旋转,克服弹丸与膛壁之间的摩擦力,使发射药和发射药气体在膛内运动以及使火炮后坐部分后坐。
有些能量还以热能的形式损失在身管、炮尾、弹丸和药筒(如果使用药筒的话)上。
发射过程都是从点火开始,通过机械击发、电热或其他方式将点火药点燃,所产生的高温气体及灼热粒子再点燃火药装药,迅即扩展到整个装药表面,并同时沿着药粒厚度向内层燃烧。
燃烧进行在一个封闭的空间中,这个空间前由弹丸的弹带封闭,后有火炮所采用的紧塞装置封闭,紧塞装置用于防止火药气体从后面逸出。
在发射药气体的压力达到能使弹丸运动的程度之前,发射药的燃烧速度与膛压增加的速度是成正比例的。
所谓“弹丸启动压力”就是指使弹丸开始向前运动的压力。
当弹丸沿身管向前运动时,供发射药气体占用的空间增大,因此膛压的增加速度减小。
当空间增加所导致的压力的增加相等时,膛压达到最大值。
自此以后膛压开始下降,同时弹丸却在继续加速,甚至在发射药全部燃尽后弹丸仍在继续加速,只是加速度逐渐减小,弹丸一出炮口即变为减速。
下图说明膛内压力、弹丸膛内行程和弹丸速度间的关系内弹道学的研究对象,主要是有关点火药和火药的热化学性质,点火和火药燃烧的机理及规律;有关枪炮膛内火药燃气与固体药粒的混合流动现象,有关弹带嵌进膛线的受力变形现象,弹丸和枪炮身的运动现象;有关能量转换、传递的热力学现象和火药燃气与膛壁或发动机之间的热传导现象等。
弹丸在膛内的运动大约要消耗掉发射药产生的能量的25-35%。
其余的能量都在弹丸离开炮口后排入大气。
通过增加身管长度以延长发射药气体作用于弹丸时间的方法,还有可能使弹丸初速增加。
只是用这种方法增加初速也有其缺点,因为在身管增长超过一定限度后所增加的初速与所带来的缺点相权衡,是得不偿失的。
从发射药燃尽点开始,弹丸速度的增加是越来越平缓的。
内弹道学主要从理论和实验上对膛内的各种现象进行研究和分析,揭示发射过程中所存在的各种规律和影响规律的各有关因素;应用已知规律提出合理的内弹道的方案,为武器的设计和发展提供理论依据;有效地利用能源及探索新的发射方式等。
</P>利用所掌握的内弹道规律,改进现有的发射武器和设计出新型的发射武器,这是内弹道设计的研究内容。
它是以内弹道方程组为基础的,例如根据战术技术要求所给定的火炮口径,及外弹道设计所给出的初速、弹重等主要起始数据,解出合适的炮膛结构数据、装填条件,以及相应的压力和速度变化规律。
在内弹道设计方案确定之后,方案的数据就是进一步进行炮身、炮架、药筒、弹丸、引信及发动机等部件设计的基本依据。
因此,发射武器的性能在很大程度上决定于内弹道设计方案的优化程度。
能源是实现内弹道过程的主要物质基础,如何选择合适的能源,有效地控制能量释放规律,合理地应用释放的能量以达到预期的弹道效果,一直是内弹道学研究的一个主要问题。
火药是最常用的主要能源。
早在无烟药开始应用时对于成形药粒的燃烧,就采用了全面着火、平行层燃烧的假设,并以单一药粒的燃烧规律代表整个装药的燃烧规律,称为几何燃烧定律。
它是内弹道学的一个重要理论基础。
长期以来,应用这个定律指导改进火药的燃烧条件,控制压力变化规律,以达到提高初速和改善弹道性能的目的。
在火炮设计中发射药在膛内的燃尽位置很重要。
如果燃尽位置在膛内过于靠前,则很可能会增加耀眼的炮口焰,从而增加被敌人发现的可能性。
如果燃尽位置在炮口外,则炮闩在发射药全部燃尽前有被打开的危险。
在设计火炮及其装药系统时,必须非常注意这种可能性,特别是对发射后自动开闩的火炮。
使燃尽位置适当靠后还有其他一些理由,其中比较重要的是,这样做能减小各发弹之间的初速差异。
很明显,发射药在膛内的燃尽点还会影响应力对身管的作用位置和大小。
只要考虑到即使是一门105毫米野战炮要以每秒几百米的速度把弹丸推出炮口,其膛压也会大大超过20吨/平方英寸,这就很易理解应对身管应力问题给予极大重视的道理了。
有五种不同类型的应力作用在身管上。
它们是梁应力、径向应力、圆周应力、纵向应力和扭转应力。
梁应力是身管自身的重量和长度作用在身管上而引起的一种挠曲应力。
因此,身管必须具有足够大的刚度以防止自重引起的弯曲。
发射时,发射药气体在膛内向身管壁施加一个向外的径向应力。
发射药气体还产生一个圆周应力,圆周应力沿切向作用在炮膛圆周的任何一点上。
当弹丸在膛内运动时,它还产生另外两种应力:其一是纵向应力,其二是扭转应力。
纵向应力是由弹带在膛内的向前运动和弹带前后的压力差引起的。
纵向应力的作用是纵向拉长身管,但是这种应力的作用范围很小,只限于局部且随弹丸向前移动。
与弹丸的膛内运动有关的第二种应力是扭转应力。
扭转应力是由于弹丸在膛内运动时扭转而引起的。
扭转应力产生扭转作用,其方向与膛线缠度方向相反。
内弹道学的理论基础是在19世纪20~30年代才开始建立起来的。
最先进行研究的是意大利数学家拉格朗日,他在1793年对膛内气流现象做出气流速度沿轴向按线性分布的假设,从而确定出膛底压力与弹底压力之间的近似关系;1664年,雷萨尔应用热力学第一定律建立了内弹道能量方程;1866~1915年,英国物理学家、枪炮专家诺布耳和英国化学家、爆炸专家艾贝尔根据密闭爆发器的试验,确定出火药燃气的状态方程。