高宇晨，胡 睿，周 敬，张玉成，杨伟涛

(西安近代化学研究所，陕西 西安 710065)

引 言

发射药是身管武器中弹丸运动的能量来源。具有更长的发射距离、更高的初速一直是该领域研究人员追求的目标[1]。改变发射药的几何形状以获得更高的装药密度和燃烧渐增性是调整弹道性能的常用方法。发射药药粒多为单孔、7孔或19孔的圆柱形颗粒，被广泛应用于大炮或火炮[2]中。目前新设计的几何形状有PSS(程序劈开杆)[3]、片状多层结构[4-7]和MPD(超多孔圆片)[8]等。

内弹道性能的模拟大多依据发射药燃烧表面面积来计算燃烧压力和弹丸速度。现有内弹道模型中的形状函数可以实现对常规发射药药粒表面积随着燃烧深度而变化的计算[9]。为计算复杂结构的发射药燃烧表面积变化以满足内弹道模拟计算的需求，学者们进行了诸多研究[10]。但对于特殊几何形状的发射药没有形式函数可以使用，尤其是对于特殊几何形状的燃烧表面积变化、体积变化以及燃烧渐增性研究较少，阻碍了内弹道模拟的研究。

因此，本研究采用几何切割的方法，计算了发射药的表面积、体积及燃气生成猛度。设计了多种特殊形状的发射药，对计算结果进行了比较。最后，利用密闭爆发器试验对设计的12孔三角形发射药的燃烧性能进行了验证。

1 计算方法

为简化计算，做如下假设：

(1)发射药燃烧服从几何燃烧规律，在t=0时刻，所有发射药粒同时燃烧；

(2)发射药粒不可压缩，且形状尺寸均匀一致；

(3)发射药燃气按理想气体处理，高温燃气成分及物理化学性质保持固定不变；……