弹丸旋转对微波干涉仪测量弹底压力是否应修正的分析.pdf

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1、2015年4月张福三，等：弹丸旋转对微波干涉仪测量弹底压力是否应修正的分析第2期弹丸旋转对微波干涉仪测量弹底压力是否应修正的分析张福三，陈征祥，张亚欧(白城兵器试验中心，白城，137001)摘要对微波干涉仪测量膛内时期弹底火药气体压力是否应加以修正提出分析，膛内时期火药气体作用于弹底压力的大小，其中绝大部分火药气体推力冲量用于使弹丸产生直线运动，另外还有一部分火药气体的推力冲量用于使弹丸产生旋转运动。采用微波干涉仪测得的弹丸速度时间曲线，它是通过弹丸直线速度处理得到的加速度时间曲线。在线膛炮条件下，火药气体推力冲量不仅仅使弹丸产

2、生直线运动，火药气体推力冲量的一部分也要使弹丸产生旋转运动，旋转运动消耗多少火药气体推力冲量，对测得的弹底压力是否应加以修正，对此提出分析。关键词微波干涉仪；测量弹底压力；是否修正0引言i自从微波干涉仪诞生，给准确测量火炮发射曼时膛内时期火药气体对弹底的压力，提供了科学窝准确的仪器设备。微波干涉仪是当今国内外可用于内弹道参数准确测量的先进设备，该设备的应用，在测试数据的处理计算过程中，除了准确处理采集到的数据之外，对弹丸旋转的影响是否应图2速度一时间曲线该加以修正，本文对此提出分析和看法，供相关试验时参考。1修正计算方法1．1对

3、修正计算方法的分析微波干涉仪测得的位移时间曲线、速度时间曲线、加速度时间曲线以及压强时间曲线，是弹丸在膛内时期沿炮膛轴线方向所受合外力作用的图3加速度一时间曲线必然结果¨(见图1～图4)。l目?／鼬-／’’／馥出薹·／·／——．．．．．．．图4压强．时间曲线时问／ms在将弹丸作为独立研究对象时，沿弹丸轴向图1位移一时间曲线方向所受的外力有火药气体对弹底的推力和火炮张福三(1941一)，男，工程师。·60·2015年4月兵器试验第2期身管赋予弹丸轴向方向的摩擦阻力，采用微波干以某130毫米加农炮为例，计算考虑弹丸旋涉仪测得的弹丸加

4、速度时间曲线是该两个外力作转影响修正后的弹底总压力p～。用产生的必然结果。线膛炮发射时，除了弹丸直弹丸旋转引起弹底压力的增加值p的计算：线运动之外，还要产生旋转运动，作用于弹底的因为同一符号表达的这两个系数是相等的，火药气体推力冲量，不仅仅使弹丸产生直线运动，即叼==，因此下面的计算是成立的，弹丸还要有一部分火药气体推力冲量使弹丸产生旋转1P运动，通过微波干涉仪测得的数据，并没有考虑的旋转动量：为：==弹丸旋转消耗的这部分火药气体推力冲量，考虑．113kg·m·S(6)这部分火药气体推力冲量应该使作用于弹底的推式中。，．075k

5、g·m；力冲量有所增加，即弹底压力应有所增加，增加(D——1507rad／s。多少以及是否应进行修正计算，下面对此进行分弹丸的直线运动动量L=my。=33．4×930析。：31062kg·m·S～。系数的确定：1．2修正计算方法129_0叼===刈．·3加64％(L7)1)弹丸飞出炮口瞬间获得的旋转动量计令微波干涉仪测得的弹底压力算如下一Prow=315MPa，p=1．146MPaIz=J(t)1则考虑弹丸旋转影响修正后的弹底总压力p～：式中．，_弹丸的极转动惯量，kg·m；p～：p+p=316．146MPa∞——弹丸飞出炮口瞬

6、间的角速度，rad／s。由上面分析及计算结果看出：考虑弹丸旋转2)膛内时期终结时弹丸获得的总动量对弹底压力的影响，只占微波干涉仪测量结果的Iz=I+Ixz20．364％，因此弹丸旋转对微波干涉仪测量结果的式中(=舢。)——弹丸获得的直线运动动影响可以不必考虑。量，kg·m·S～；在火炮后坐过程中，微波干涉仪测量得到的(=)——弹丸获得的旋转动量，弹丸速度是相对于身管的速度，因此在数据处理kg·m·s。。。过程中，应考虑弹丸飞出炮口瞬间的后坐速度的3)对弹底压力的修正系数的确定影响，即应在微波干涉仪测得的数据基础上，再因为弹丸获得

7、的总动量可按式(3)计算：加上此时后坐速度的大小对弹底压力的影响，修，Iz=l+l=l+羊I=正方法类同，在此不赘述。J2结束语(1+=(1-叩)(3)采用微波干涉仪测量弹底压力，要依据具体所以弹丸旋转动量占直线运动动量的比例系情况，对弹丸旋转与身管后坐速度对测得弹底压数’7为：，力的影响，如果计算结果如同上例的数量级情况，叼=(4)弹丸的旋转影响可以不必考虑。4)考虑弹丸旋转影响修正后的弹底压力P参考文献微波干涉仪测量数据处理后得到弹底压力为p与考虑弹丸旋转影响修正的弹底压力p之和，就得张福三，尤广志，姚志军，等．火炮发射火到

8、考虑弹丸旋转修正后的总弹底压力p一，则得：药气体动力学特性与工程应用[M]．北京：国防工业出版社．2009：60-64．pp～=p删+p=Pm”+：-■p删=[2]张为合，古胡．物理学(上册)[M]．北京：化学工业出版社，1985：143-193．(卜n)p一(