炮口制退器效率计算方法分析
2013-09-13刘树华
机械工程与自动化 2013年6期
高 杰,刘树华
(中北大学 机电工程学院,山西 太原 030051)
0 引言
炮口制退器通过控制后效期火药气体流量分配和气体速度对炮身提供制退力以减少后坐动能[1]。计算炮口制退器效率的方法有很多,在数值仿真技术发展之前,无法直接对炮口流场进行全面地求解,而是通过实验、经验以及将三维模型简化为一维模型得到的半理论半经验公式进行估算。为了求出炮口制退器效率,提出很多假设:流动是准定常且一维的;用无粘、无质量力的理想气体代替火药气体与空气;提出一定的修正参数。不同的计算方法适用的炮口制退器也不同。
1 传统计算方法
改进的奥尔洛夫方法主要是计算炮口制退器的结构特征值α,进而求出效率。该方法考虑的因素多,通过添加一定的修正参数,可以适用于各类型的炮口制退器。
美国工程设计手册方法是通过计算炮口制退器各侧孔气流流出的动量率计算其冲量特征值χ,根据后效期炮膛排空理论公式,求出后效期炮膛合力全冲量Ih,进而求出效率。该方法考虑了各排侧孔内火药气体的二次膨胀,相对比较简单,主要适用于反作用式炮口制退器。
以上两类计算方法均属于半理论半经验公式,其使用局限性较大。
2 数值仿真计算
2.1 第一类方法
第一类方法是通过模拟仿真直接获得炮口制退器的制退力和火炮膛底受力,计算出冲量特征量χ,进而求出效率。这种方法突破了传统计算方法的局限性,适用于任何复杂的二维、三维炮口制退器效率的计算。……
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