李鹏辉， 李 强， 李世康

(1. 中国船舶重工集团公司 第七一三研究所， 河南 郑州 450015； 2. 中北大学 机电工程学院， 山西 太原 030051)

小口径舰炮射速高(3 000～10 000 rds/min)、 备弹量大(1 000～2 000 发)， 并且具有快速补弹能力. 在极端射击情况下， 身管温度很高， 为保证武器系统的作战效能， 通常要求身管极限温度为400 ℃[1]. 文献[2]建议射击规范应以内膛瞬时温度不超过1 250 ℃、 击发瞬间内膛表面温度不超过580 ℃为原则来制定. 小口径舰炮的发展趋势是进一步提高射速以增大武器系统的命中概率[3]， 对于转管炮， 既可以提高单自动机的射速， 也可以将转管炮组合成多联装火炮， 如俄罗斯的“卡什坦”系统,多联装可以在不提高单个身管射速的情况下成倍提高火炮射速. 单自动机射速的提高， 对单个身管的温度会产生一定的影响， 同时温度对身管炮钢材料参数具有显著影响[4-5].

身管温度在内膛烧蚀磨损破坏中起着重要作用[6]， 可影响身管寿命， 本文以单自动机身管提高射速为研究对象， 从传热学方面来分析射速对身管温度的影响. 采用合理的射击方式可以提高身管寿命[7-8]， 本文分析了三种射击方式对身管温度的影响.

1 身管轴对称热传导方程

在连续发射时身管需承受强烈的热冲击和压力载荷作用， 根据热力学和传热学理论可导出热传导基本方程[9]为

式中：Q为单位时间内吸收的能量；T0为物体初温；e为总应变；U为热应力系数；k为导热系数；c为比热容；ρ1为材料密度.

2 身管有限元模型的建立

2.1 身管有限元模型

身……