高压室内弹道性能分析ppt课件

高压室的正面问题,已知装填条件构造诸元计算高压室内弹道性能重点是求解高压室燃气压力的变化规律,1,高压室燃气的压力,直接影响到流入到低压室的燃气量从而影响低压室的燃气压力变化规律最终影响导弹在弹射装置中的运动规律装药强度设计的依据影响到装药的燃速和燃烧时间保证装药正常燃烧的必要前提,2,高压室燃气的压力,3,内弹道数学模型基本假设,装药瞬时、全面点燃在点火压力下燃烧服从几何燃烧定律平行层燃烧同心层燃烧,4,基本假设,燃气在高压室内无流动各处的压力、温度等是均一的燃气在尾喷管内的流动服从一元定常等熵假设高压室内燃气按理想气体处理燃气的成分、物理化学性质固定不变爆温、比热、绝热指数等按常量处理,5,基本假设,火药在高压室内绝热燃烧与室壁没有热交换实际热损失用小于1的系数修正用降低火药力的方法来对热损失进行考虑高压室燃气的温度变化不大可以认为是常量,6,内弹道数学模型方程组,质量平衡方程气体状态方程压力方程流量方程燃面变化方程燃速方程燃气生成速率方程,7,质量平衡方程,8,气体状态方程,9,高压室压力方程,10,高压室流量方程,收缩喷管,11,流量,体积流量单位时间内流经管道任意截面的流体体积m3/s质量流量单位时间内流经管道任意截面的流体质量kg/s,12,连续性方程,对于定态流动系统管路中流体没有增加和漏失的情况下,13,变截面管流的基本方程组,一元定常等熵假设,14,15,16,17,滞止参数,当气流中某点的速度滞止到零时按照一定过程绝热绝热等熵便于气动计算容易测量,18,cr临界状态M=1,19,壅塞如果超过此流量，多余的流量不可能通过临界截面,20,21,22,高压室流量方程,修正摩擦和热损失,23,燃气生成速率方程,24,燃面方程,25,燃速方程,26,平衡压力,27,平衡压力,28,影响平衡压力的因素,火药的性能参数特征速度反映了火药的能量性质密度燃烧同样体积的火药所能产生的燃气的多少,29,影响平衡压力的因素,火药的性能参数燃速系数反映了燃速特性燃速压力指数反映了燃速特性它们都是决定燃气生成率的主要因素对于相同的高压室结构和装药结构这些参量的数值大平衡压力就高,30,影响平衡压力的因素,高压室的结构参数和装填参数喷管喉部面积装药燃烧面积面喉比可通过面喉比来控制高压室平衡压力大小,31,影响平衡压力的因素,同时与火药性能和高压室结构有关的参数热损失修正系数流量修正系数,32,面喉比,高压室设计中常利用此式计算燃烧面积根据预先选定的工作压力和喉部面积,33,影响平衡压力的因素,特别需要注意的是燃速压力指数n的影响一般，0n1，越小越好平台效应（n=0）或麦撒效应（n0）更好,34,影响平衡压力的因素,初温的影响对于确定的高压室和装药初温变化影响燃速，进而对平衡压力产生影响压力温度敏感系数初温对压力的影响大于对燃速的影响一般0n1,35,初温对压力的影响,36,压力曲线的分析,恒面燃烧装药,37,38,增面燃烧装药,39,高压室压力的稳定性,高压室压力自动恢复原有平衡状态的能力当出现偶然因素的干扰时弹射器性能稳定的前提,40,高压室压力的稳定性,偶然因素的干扰装药内部可能有微小的气孔由于制造工艺的原因当燃烧至此气孔处时，燃烧面积会突然增大气孔部位燃完后，燃面又会恢复装药密度可能不均匀同样由于装药制造工艺的原因在燃烧过程中，某时刻其密度会变大（或变小）过后又会恢复正常,41,高压室压力的稳定性,恒面燃烧装药为例（n1）高压室压力稳定的前提条件是n1,42,43,高压室内弹道性能的计算,44,高压室内弹道性能的计算,在装药燃烧阶段，高压室燃气温度是常量据假设方程严格说只适用于装药的燃烧阶段上升段和平衡段排气段的时间很短在此阶段的变化不大则方程适用于曲线的各个阶段,45,高压室内弹道性能的计算,内弹道数学模型是一阶常微分方程组具有非线性和多变量耦合的特点无法用初等方法给出解析解通常采用数值方法求解其实质是求解常微分方程组的初值问题,46,高压室内弹道性能的计算,一阶常微分方程组的初值问题表示为常采用龙格-库塔（Runge-Kutta）类算法求解从实用性、计算精度和编程方便性等方面考虑其基本思想是采用区间内若干点的斜率的加权平均来近似整个区间的平均斜率,47,高压室内弹道性能的计算,经典的四阶龙格-库塔方法其局部截断误差为,48,高压室内弹道性能的计算,令,49,高压室内弹道性能的