[发明专利]一种用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法

说明书

技术领域

本发明属于炮口制退器技术领域，特别涉及一种用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法。

背景技术

炮口制退器是安装在炮口的一种排气装置，用以控制后效期火药气体的流量分配和气流方向，产生一个向前的冲量，对炮身提供一个制退力，使炮膛合力减小，从而达到减小火炮后坐阻力的目的。

发明内容

本发明设计开发了一种用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法，通过流场分析数学模型，提高计算的准确性。

本发明提供的技术方案为：

一种用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法，包括如下步骤：

步骤一、获取前一时间步波阵面距炮口的距离为波阵面的速度分量为和冲击波球内气体总质量为m_s(t)、火药气体质量为m_g(t)、压缩空气质量为m_a(t)；

步骤二、计算当前时间步的波阵面位置

当前时间步冲击波球内火药气体质量

m_g(t+Δt)＝m_g(t)+GΔt

冲击波球内压缩空气质量

当前时间步冲击波球内气体总质量

其中，G为流向此冲击波球的火药气体流量，d_s为冲击波球直径，ρ_a为空气密度；

步骤三、计算冲击波球内气体的平均密度

冲击波球内气体的平均压力

根据冲击波球内气体的平均压力，按经验公式计算冲击波波阵面上的平均压

p_spj＝C_sp(p_pj-p_a)+p_a

其中，C_sp为符合系数；

步骤四、计算冲击波波阵面传播的马赫数

其中，v＝v_r+C_svv_ccosα，C_sv为修正系数；

步骤五、计算超压

优选的是，步骤四中，根据正激波前后压力关系，计算出冲击波波阵面传播的平均马赫数

冲击波波阵面传播的平均速度为

当前时间步冲击波球的动量为

M(t+Δt)＝M(t)+Gλa^*Δt

其中，a^*为炮口截面的音速；

由此可得冲击波球心的速度

合成波阵面速度为

其中，α为波阵面点与冲击波球心的连线与x轴的夹角；C_sv为修正系数。

优选的是，修正系数C_sv＝1.8。

优选的是，符合系数C_sp＝10。

本发明的有益效果是：本发明提供的用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法，通过建立的炮口制退器流场分析数学模型并进行计算，能够计算出超压值相对较大的区域，从而进行加强防护；本发明通过准确获取弹道条件和炮口制退器效率值，能够大大提高超压计算的额准确性。

附图说明

图1为本发明所述的炮口冲击波超压分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供了一种用于减小后坐力的炮口制退器超压计算方法。首先需要计算炮口制退器的效率。

在极限的情况下，当Dk/d＝1，即炮口制退器内部为一圆柱表面，这种称为身管式制退器，相对于把身管延长了一段。弹丸在炮口制退器内运动时，气体只能从侧孔排出，这对充分利用火药气体是有利的。本发明采用身管式炮口制退器，主要结构参数如表1所示。

表1炮口制退器主要结构参数

炮口制退器效率常用的方法有斯鲁霍斯基方法和奥尔洛夫方法，这里采用改进的奥尔洛夫方法进行效率的计算。

对于奥尔洛夫方法，火药气体作用系数β的计算如下：

式中，a_g为弹丸出炮口时膛内火药气体的平均声速，可由下式计算：