喷管喉部直径对无后坐力枪内弹道影响分析

摘要

为了提高无后坐力发射过程中的动态稳定性，研究在感应点火、爆燃、高膛压情况下拉瓦尔喷管推力动态变化情况。建立了强装药条件下无后坐力发射内弹道过程膛内压力数值计算模型，通过数值模拟分析不同结构参数对拉瓦尔喷管推力的影响，得到拉瓦尔喷管喉部直径变化时的推力变化规律;搭建了无后坐力发射试验系统，研究了发射过程中尾喷流场及推力变化情况。结果表明:在喷射火药燃气与火药颗粒的流固耦合作用下，拉瓦尔喷管能够在4 ms左右提供24 N·s以上的冲量;拉瓦尔喷管在弹药点火后尾部破膜后，向后喷射气体时开始提供推力，然后由于弹膛呈现开膛状态，火药尚未大量燃烧，释放火药气体较少，膛内压力较低且有下降趋势;在弹膛内火药开始大量燃烧后，生成大量火药燃气，膛内压力迅速上升并升高至最高膛压，此时大量气体从拉瓦尔喷管中喷出，拉瓦尔喷管的推力迅速上升;随着火药燃烧完毕，膛内压力下降，拉瓦尔喷管内的压力逐渐降低直至火药完全燃烧。研究表明，拉瓦尔喷管在发射药爆燃、高膛内压力下具有较高的推力特性，能够提供高瞬时冲量，满足小口径无后坐力发射要求。

关键词

内弹道 / 拉瓦尔喷管 / 推力变化 / 无后坐力发射