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固体燃料冲压增程炮弹国內外研究现状

时间:2019-01-19 19:37来源:毕业论文
固体燃料冲压增程炮弹国內外研究现状因为固体燃料冲压发动机良好的应用前景,许多国家大力发展用固体燃料冲压发动机作为动力为炮弹增程的技术,其他国家早在上个世纪30年代就曾

固体燃料冲压增程炮弹国內外研究现状因为固体燃料冲压发动机良好的应用前景,许多国家大力发展用固体燃料冲压发动机作为动力为炮弹增程的技术,其他国家早在上个世纪30年代就曾想把导弹的推进装置换为固体燃料冲压发动机,印度、以色列、俄罗斯、美国等国家均对其展开试验并发表了相关文章,最早的方法是采用金属推进剂和高旁路比来获得比较高的燃烧效率,为了增加火焰的稳定性以及点火的可靠性,采取的措施是在燃料中加入不同数量的氧化剂。直到八十年代推进剂技术成熟之前,固体燃料冲压发动机仍旧处于实验研究阶段。最初的推进剂是采用的金属推进剂,之后开始采用碳氢燃料,HTPB燃料由于能够保持药柱完整性,所以碳氢燃料里主要研究HTPB并对其进行改良。九十年代初,由于高金属含量的推进剂的研制成功使得推进剂的比冲大大提高。根据相关文献报道,在80年代,美国弹道试验室也对固体燃料冲压发动机展开研究,研发出了203mm尾翼稳定弹和75mm旋转稳定弹,并获得了相关气动参数,编制了固体燃料冲压发动机的弹道程序。八十年代末,美国弹道试验室相关人员采用了简单化学反应以及扩散火焰模型对固体燃料冲压发动机燃烧室进行了仿真,并对固体燃料冲压发动机内外流场进行了数值模拟。九十年代后期,美国研制了以固体燃料冲压发动机为动力的远程地对空导弹,最大射程可以达到1600km,可以在80000英尺以下的高度并以5个左右的马赫数巡航。其全弹长6502.4mm,弹重1678.3 kg。下图1.1-1.2是其研发的两种型号的固体燃料冲压增程弹[3][4][5][6]。32954 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
 75mm固体燃料冲压旋转稳定弹
图 1.1  75mm固体燃料冲压旋转稳定弹
图 1.2  203mm 固体燃料冲压尾翼稳定弹
    荷兰的达夫特大学在八十年代末期研究了聚乙烯作为固体燃料冲压发动机燃料,采用了多种燃烧模型对其燃烧室进行了数值仿真,其结果能较好预示燃烧情况,到了90年代中期,荷兰应用科学研究院编制了固体燃料冲压增程炮弹弹道性能预测程序,可作为设计时的参考。下图1.3是其研究的固体燃料冲压增程弹[7][8][9][10]。论文网
图1.3 荷兰研制的固体燃料冲压增程弹
      南非在九十年代末对155mm旋转稳定固体燃料冲压增程弹展开研制,对其内弹道,飞行模拟展开研究,揭示了各种外罩结构下固体燃料冲压增程弹的启动特性,并开发了质点外弹道程序,下图1.6为南非研制的固冲增程弹[11]。
 图1.6  South Africa 研制的155mm固冲增程弹
    从以上各个国家可以看到,国外已经对固体燃料冲压增程弹有了比较深入的研究,他们的研究重点都是针对固体燃料冲压发动机,尤其是对固体燃料冲压发动机燃烧室燃烧规律研究,但是由于诸多原因导致理论计算不能准确预示燃烧速度和燃烧效率,相关问题还要进一步研究。
    纵观国内,我国在固体燃料冲压发动机方面开始较晚,航天三院研究了含硼的固体燃料的燃烧过程。南京理工大学对固体燃料冲压增程弹进行了研究,对流场进行了数值模拟,并未对燃烧原理和燃烧过程展开深入研究。国防科技大学对内流场和附面层燃烧原理进行了理论研究。
    国防科技大学马俊教授分析弹丸构造与发动机参数对射程方面的的影响,寻找增大射程的方法和实现途径,给固体燃料冲压增程弹提供了依据与指导,马俊对弹丸结构、飞行轨迹以及内流场进行了分析。又建立了固体燃料冲压发动机的燃烧模型,分析了发动机的燃面后退率,燃烧效率和燃烧产物分布规律。马俊得出了以下结论:1) 弹丸的长细比增加,阻力减小,燃速增加,对增大射程有利。2) 发射角度的改变对飞行高度的影响较大,而对射程影响不大。固体燃料冲压发动机燃速较低,燃烧不充分,必须提高燃速来增加射程,马俊的研究对增程弹和以固体燃料冲压发动机为动力的导弹有一定的参考价值[14]。 固体燃料冲压增程炮弹国內外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190119/29764.html
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