弹丸膛内运动过程中弹带表层热软化机理分析
2012-12-25殷军辉倪新华潘传增张炳文
弹道学报 2012年2期
关键词:分析
殷军辉,郑 坚,倪新华,潘传增,张炳文
(军械工程学院 火炮工程系,石家庄050003)
目前对于火炮的战术技术性能、身管使用寿命等要求越来越高,而在多种现役火炮中均发现弹带与身管内壁表面因高速摩擦产生金属软化现象,在连续的急促射击时甚至能观察到少量熔化铜流出炮口的痕迹[1],这是引起火炮膛线挂铜、射击精度下降以及烧蚀磨损加剧的重要原因.
尽管目前对于火炮射击完成瞬间的膛壁温度尚无十分精确可靠的结论,但大量理论分析[2,3]与测试结果[4,5]说明,弹丸在直膛段的运动过程中,火药燃烧及剧烈摩擦而使弹带表层的峰值温度至少应为1 000℃,因而弹带表面极有可能在挤进完成后就已超过约为200~280℃的再结晶温度[6].
固体间摩擦磨损的研究结果表明,高速摩擦可导致金属表面温度达到熔点,并在接触区由熔化金属形成很薄的液态润滑膜.根据火炮发射时膛内的高温特性,弹带表层部分在高速摩擦下不断升温而相继发生热软化甚至局部熔化,这很可能是造成膛线挂铜的根源之一.其宏观作用机理为:在弹丸膛内运动过程中,金属弹带在冲击载荷下发生剧烈的塑性变形,同时由于紧贴膛壁而产生持续摩擦并瞬时达到高温,这引起弹带表层金属的热软化及粘着磨损[7],最终导致少量的铜附着于多次射击后光洁度有所下降的内膛壁面.由于受膛内恶劣环境及测量技术的局限,目前无法对以上推测进行比较有效……
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