第二章-火炮工作原理.ppt

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1、火炮概论第二章火炮工作原理2.1火炮发射原理及其特点发射原理击针击发→引燃底火药→点火药燃烧并传火→发射药燃烧→膛内燃气压力逐渐升高→弹丸的弹带嵌入膛→燃气压力作功→弹丸边旋转边加速向前运动，炮管及其固连部分向后运动→弹丸运动至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；打开炮闩，抽出药筒，1闩体2炮尾3击针4底火5点火药包6药筒7发射药8弹丸9膛线10炮管图2-1炮弹装填入膛示意图发射特点三高一短”加环境恶劣：（1）温度高：炮管内火药气体温度3000～400

2、0k。（2）压力高：膛内火药气体压力达50～550MPa。（3）高加速：弹丸的加速度一般达几千～几万个g。（4）时间短：膛内过程一般几个毫秒到十几毫秒。（5）环境恶劣：要求火炮射击能够在各种气象条件和环境下进行工作。（1）火药自身含氧化剂（2）火药燃烧速率大，在极短的时间内(千分之几秒)能放出巨大热能，生成大量高压燃气，燃气膨胀即可作功。（3）火药燃烧具有规律性，燃烧速度与燃气压力有直接关系，可以人为进行控制。火药与一般热机的能源比较2.2弹丸在膛内运动规律2.2.1内弹道内弹道主要研究弹丸在身管内运动规律、火药在膛内的燃烧规律

3、和燃气压力变化规律。膛压膛内火药燃气在弹丸后部空间的平均压力。膛压曲线膛压随弹丸行程(或时间)的变化曲线。速度曲线弹丸速度随弹丸行程(或时间)的变化曲线。弹丸在身管内运动过程分为下面几个时期：一、前期:是指击发底火后发射药被引燃，至弹带嵌入膛线，弹丸即将启动的瞬间。图2-2膛压、速度～行程曲线图2-3膛压、速度～时间曲线图2-4各时期膛压、速度－时间曲线1-膛内时期(实线)；2-后效时期(虚线)二、第一时期是指从弹丸运动开始到发射药全部燃烧结束的瞬间为止。三、第二时期是指从发射药全部燃烧结束瞬间起，到弹丸底面飞离身管口部端面时为

4、止。四、后效时期后效期是指弹丸底部离开膛口瞬间起，到火药燃气压降到使膛口保持临界端面的极限值时为止。2.2.2影响初速和最大膛压的主要因素现靶场内常用的一种微分修正公式如下：(1)装药量ω变化的影响(2)药室容积W0变化的影响(3)装药内挥发物含量变化的影响(4)弹丸质量m变化的影响2.3弹丸在空中飞行的一般规律2.3.1外弹道学基本术语外弹道:研究弹丸在空中运动过程。弹道:弹丸质心在空中运动轨迹。射出点o：外弹道的起点。取在炮口端面的中心。初速v0：弹丸质心在射出点的速度。炮口水平面xoz：通过射出点的水平面。图2-5弹道示意

5、图仰线oB：火炮瞄准标后，炮膛轴线的延长线。仰角：仰线与炮口水平面的夹角。射线oF：初速矢量线跳角：仰线与射线间的夹角。射面xoy：通过初速矢量线的铅垂面。它与炮口水平面的交线ox称为炮口水平线。射角：初速矢量与炮口水平面的夹角。弹道顶点S：全弹道的最高点。最大弹道高Y：弹道顶点到炮口水平面的距离。升弧和降弧：弹道顶点前、后的两段弹道。落点C：降弧与炮口水平面的交点。落角：落点的速度矢量与炮口水平面的夹角。射程X：射出点至落点的距离。全飞行时间T：弹丸从射出点飞到落点所需的时间。侧偏Zc：弹道落点偏离射面的距离。弹道诸元：表示某

6、一时刻弹丸质的位置及运动状态的各种参量。例如弹丸质心的坐标x，y，z，对应的飞行时间t，弹丸质心速度v的大小及v与炮口水平面的夹角(称为弹道倾角)。真空弹道：弹丸出炮口后在空中飞行，如果不受任何外力的作用，只受重力作用，相当于弹丸在真空中飞行，其质心运动轨迹称为真空弹道。还受空气阻力的作用，此时，弹丸质心运动轨迹称为空气弹道。真空弹道具有下述主要特点：1.弹道与弹丸的结构参数无关，只取决于初速v0与射角。2.弹道具有对称性。3.初速一定，射角为45度时射程最大，当初速相同时，用对称于45度的两个射角(45+a及45-a)射击，其

7、所对应的射程相等，这两条弹道互称为相伴弹道。图2-6三种弹道示意图图2-7相伴弹道2.3.2空气阻力及其对弹丸的作用一、空气阻力1.摩擦阻力2.涡流阻力3.波动阻力(a)(b)(a)弹丸运动(b)气流运动二、空气阻力对飞行弹丸的作用图2-10弹丸的攻角图2-11飞行弹丸受力图2-11飞行弹丸受力空气阻力对飞行弹丸的作用可归纳为两个主要方面1.消耗弹丸的能量，使弹丸速度很快衰减。降低了落点处的动能，减小了射程。2.改变弹丸的飞行姿态。翻转力矩使弹丸在飞行途中作不规则的运动，进而更增大了空气阻力，落点不能确定，同时也不能保证弹丸头部

8、碰击目标，影响弹丸对目标的毁伤作用。图2-12弹丸不稳定飞行三、空气弹道的特点空气弹道与真空弹道相比，具有下述特点：1.弹丸在空中飞行，其质心运动轨迹不仅决定于初速和射角，还决定于弹丸的弹道系数C，并且与射击时的气象条件有关(如风速、风向、空气的温度、湿度和压力