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迫击炮推进系统的点火管燃烧过程国内外研究现状

时间:2025-09-19 22:10来源:100548
由于目前迫击炮内弹道的计算都以附加装药作为计算主体,并无基本装药的内弹道计算和相应的模型,因此本文只能结合内弹道学知识和工厂经验参数来计算内弹道

1、基于迫击炮的特点,迫击炮的附加装药有速度分级要求,附加装药往往有较多选择。如奥地利SMI81mm迫击炮,共9种装药,分别为0号到8号。0号装药即只有基本装药,1~8号装药则除基本装药之外,还额外加了1~8个附加药盒[5]。

世界各国迫弹基本装药结构目前主要有两类,一类是推入式结构,主要由管座、管壳、塞垫组成,管座材料一般为黄铜,管壳、塞垫一般为纸质材料,管壳与管座通常是由塞垫压紧及管座收口连接,管壳上接近管座底压制出膨胀槽,依靠铜座膨胀与弹尾内壁膨胀槽的过盈配合卡紧在弹尾,从而阻止了管座的后退。另一类是螺纹旋入式结构,主要由管座、管壳及二者的连接体组成,管座、管壳、连接体通常都是铝质材料,弹尾内壁为内螺纹,管座为外螺纹,基本装药通过螺纹形式连接弹尾,基本装药使用时,借助螺纹的连接力来防止管座后退[3,4]。

    Martin等人研究了迫击炮一些组分即M48发射药、基本装药和点火管在不同初始温度下的反应和整个迫击炮系统的性能:在-46oC到63oC之间,发射药颗粒发生脆性断裂;发射药颗粒的脆性断裂增加初始温度,造成单调递增的发射药燃烧速率和单调递减的点火延迟,从而导致基本装药、点火药盒和IMS内单调递增的系统压力和三者间压差;初始温度对迫击炮基本装药对性能的影响很小,但在-46oC、具有两种不同的基本装药配置的IMS测试显示两个配置间的纵向压力波振幅和弹丸初速由显著的差异,表明在低温下从基本装药流出燃烧产物的均匀性会改变迫击炮的性能[6~9]。

Moore等人为了降低在点火管中压力波的强度,提出了改性的基本装药,这与具有均匀排气孔直径的旧型基本装药相比,具有随距离黑火药颗粒变化而变化的排气孔孔尺寸[10]。

Peter J Ferrara等人为了改善性能,研究模拟了基于实际射击条件下120mm迫击炮推进系统的点火管燃烧过程[11,12]。

2、  国内研究现状

2.1  装药结构的研究 

    我国研制迫击炮弹发射装药开始于50年代初,迫弹主要口径为60mm、82mm、120mm,基本装药通常使用前苏联的设计思想,装药结构是推入式结构,使用带状发射药,基本装药结构通常由底火、点火药盒、带状发射药、铜座、纸质管壳和封口垫等零部件组成。基本装药的传火序列为击针与撞击底火使其发火,从而点燃点火药,产生了火焰,火焰沿带状发射药表面传播以点燃发射药,发射药燃烧并在管内形成压力,当达到破孔压力时,火药气体便冲破管壳而点燃附加装药[3,4]。

与螺纹旋入式结构相比,推入式结构的优势在于勤务处理性好,使用时无需辅助工具,人工将基本装药推入弹尾药室即可,从而大大减少了装药准备时间,此外还可以与弹丸分开独立包装,瞎火时可快速更换,但缺点是通过采用管座铜座膨胀入膨胀槽使之卡紧的方式来阻止管座的后退、脱落,这就可能在管座强度富裕量不足或基本装药尾管压过高时会造成管座脱落、留膛,需要人工清除,从而影响下一发弹丸的发射速度。为此,孙华等人探讨了高尾管压下纸制基本装药的结构特点:迫弹发射装药的基本装药一般仍是纸制基本装药,但是近些年来随着迫击炮武器系统各方面性能的提升,附加装药的装填密度越来越大,为了保证基本装药的点火能力以及与附加装药的匹配性,另一方面又使得尾管压力不断提高,从而带来了纸制基本装药的强度问题:(1)底-6乙底火击穿;(2) 保护帽脱落;(3) 超高压时铜座剪切掉基本装药的管壳。为此孙华等人提出了底-6乙底火被击穿的对策:(1)带击锤的击发结构;(2)带闭气塞的击发结构。关于超高压时铜座剪切掉基本装药的管壳,孙华等人提出了基本装药内外铜座的设计方案(见图1.1)[13]。 迫击炮推进系统的点火管燃烧过程国内外研究现状:http://www.chuibin.com/yanjiu/lunwen_206060.html

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