徐 达， 罗 业， 范文博

(装甲兵工程学院兵器工程系， 北京 100072)

火炮身管传热数值模拟及温度分布规律

徐 达， 罗 业， 范文博

(装甲兵工程学院兵器工程系， 北京 100072)

为研究小口径火炮身管在不同射击条件下的温度分布特性，建立了膛内运动及后效时期火药燃气的温度方程，确定了传热初始条件；分析了内弹道时期身管膛壁对流换热系数，明确了传热边界；依据传热学理论，建立了火炮身管的传热学模型，并采用有限差分方法对模型进行了求解。最后，以某30mm小口径镀铬身管为例分析了单发及连发射击条件下温度场的分布及其变化规律，同时得到铬层附近温度梯度不显著的结论，为下一步开展小口径火炮身管寿命问题的研究奠定了基础。

火炮身管； 传热； 数值模拟； 温度分布； 铬层

火炮是以发射药为能源发射弹丸的身管射击武器[1]。在射击过程中，造成内膛形状和尺寸发生变化的因素有热、化学和机械3种，实践[2-4]证明：膛内热作用对炮膛烧蚀磨损的影响最大。膛内传热会造成膛面的烧蚀、身管的软化及热变形，对弹丸射击初速、射击精度、射击频率及身管强度等都将产生显著影响[5-7]。基于烧蚀磨损的火炮身管失效理论[8-12]认为：火药燃气的热作用是造成内膛烧蚀磨损、弹道性能丧失和身管寿命终止的主要因素。因此，对身管进行传热分析是揭示身管烧蚀磨损机理、计算烧蚀磨损量和研究身管寿命问题的前提；而对于内膛镀铬身管，由于铬层与基体钢的热导率不同，分析其交界面处的传热规律对分析铬层脱落及破坏机理具有重要意义。……