郭映华, 李瑞静, 刘 伟, 董彦诚

全浸式火炮内弹道参数优化设计

郭映华, 李瑞静, 刘 伟, 董彦诚

(西北机电工程研究所, 陕西 咸阳, 712000)

随着水下安全威胁的日益提升, 水下火炮内弹道优化设计已成为水下攻防领域的研究热点之一。火炮尤其是采用变燃速发射药的小口径火炮的水下发射过程与大气中火炮发射过程相比更加复杂。文中针对全浸式火炮发射过程, 在经典内弹道模型的基础上, 考虑钝感发射药、弹丸对身管内弹丸水柱的做功、炮口喷出水阻以及水深的影响等诸多因素建立内弹道方程组, 并选择多岛遗传算法对火炮内弹道参数进行优化设计, 得出了满足炮口初速和最大膛压要求的装填参量和发射药参数, 包括药室容积、弹丸行程长、发射药弧厚、钝感深度、表面燃速修正量和装药量等。对优化结果的工程化分析可知, 文中的设计方法可以快速得到较为合理的参数指标, 从而大幅度减小内弹道设计的工作量。

全浸式火炮; 内弹道; 水下发射; 优化设计; 多岛遗传算法

0 引言

现代海战中来自水下的安全威胁日益提升。因之各国海军的研究目标向水下发射火炮技术拓展, 以期建立不同于陆上火炮的内弹道与装药设计方法, 提高水下火炮的设计水平。在空气中研究内弹道时, 由于空气的密度很小, 身管内空气的质量与子弹的质量相比可忽略不计。而在水中, 由于水的密度约为空气的800倍, 管内水的质量往往大于弹丸……