火炮内弹道求解与计算.doc

(完整版)火炮内弹道求解与计算(完整版)火炮内弹道求解与计算(完整版)火炮内弹道求解与计算火炮内弹道求解与计算摘要:本文结合火炮内弹道基本方程，得出压力、速度与行程、时间的关系式.并利用了MATLAB的程序对该火炮系统的内弹道过程进行求解.关键词：内弹道基本方程；MATLAB；1。火炮内弹道诸元火炮内弹道诸元数据如下表所示：炮膛断面积S药室容积V0弹丸全行程Ig弹丸质量m装药质量dm2dm3dmkgkg0.8187.9247.4815.65。5火药参数如下表所示:F燃气比热比k管状火药长2a管状火药厚kJ/kgdm3/kgkg/dm31mmmm96011。61。22601.7协调常量如下表所示:BIk挤进压力P011kPa·sMPa1。6021。2761601.930其他所需的参数计算：；；;；2。内弹道基本方程组及其解析解法方程组建立如上，则考虑三个时期分别求解:①前期:考虑为定容燃烧过程，则有条件：则有，令②第一时期：将前期的参量计算得出之后，代入方程组，解算第一时期的v、p值。考虑平均法,利用若设x=Z-Z0则可得，③第二时期：考虑第二时期无火药燃烧,则有：设极限速度，利用①～③可得各个时期的p-l,v-l曲线。3.使用MATLAB对内弹道进行求解由于解析解方法较为繁琐，并且需要相当多的简化才能进行计算,因此考虑使用MATLAB对内弹道方程进行求解与仿真，描绘p-t、p—l、v-t、v-l曲线，如下图所示。最大膛压约为800MPa,出膛速度大约为1000m/s.4。Matlab代码代码:functionndd%100mm加农炮S=0.818；%枪（炮）膛横断面积dm^2M=15.6；％弹重kgV0=7.92;%药室容积dm^3I_g=47。48；％身管行程dmP_0=30000;%起动压力kpafai1=1.02；％次要功系数theta=0.2;%火药热力系数%=========================================f=960000；%火药力kg＊dm/kgalpha=1；％余容dm^3/kgdelta=1。6;%火药密度ρkg/dm^3%==================================ome=5。5；％装药量kgu1=1。6184＊10^—5；%第一种装药烧速系数dm^3/(s＊kg）n1=1；％装药压力指数n1lambda=—0。5；％装药形状特征量λlambda_s=0；％装药分裂点形状特征量λschi=2。01；％装药形状特征量χchi_s=0;％装药分裂点形状特征量χsmu=0；％装药形状特征量μet1=1.7*10^—2；%装药药厚δ0d1=1。7＊10^—2；%装药火药内径dB=1。602;％=========================================％常数与初值计算-——-—-—————--——--——---————----——-—------—---————--—-—-——-———---——l_0=V0/S;Delta=ome/V0；phi=1。276;v_j=196＊f*ome/(phi*theta*M）；v_j=sqrt(v_j)；Z_s=1;p_0=P_0/（f*Delta）;psi_0=（1/Delta-1/delta)/(f/P_0+alpha—1/delta）；Z_0=(sqrt(1+4*psi_0*lambda/chi）-1)/(2＊lambda);%解算子--—---————--—————---——--—-————----—-————----—---——-———-——-——————-——-——-C=zeros(1,12）；C(1)=chi；C（2)=lambda；C（3）=lambda_s；C（4）=chi_s;C（5)=Z_s;%C（6）=theta；C（7)=B；C(8）=n1；C（9)=Delta;C(10)=delta;C(11)=alpha;C(12）=mu；C;y0=[Z_0;0；0；psi_0];options=odeset（'outputfcn'，’odeplot'）；［tt，y］=ode45（@ndd_fun，0:100，[Z_0；0；0]，options，C)；l=y（:,2）;l=l*l_0；fl=find（l〉=I_g）;fl=min（fl）；[tt，y］=ode45（@ndd_fun,0:0.005:fl,[Z_0;0；0]，options，C);Z=y（:，1）;lx=y(:,2）;vx=y（:，3)；psi=（Z>=0＆Z<1）.＊（chi＊Z。*（1+lambda*Z+mu*Z）)+..。%%％％%％％％%(Z>=1＆Z〈Z_s）.*(chi_s*Z。*（1+lambda_s＊Z）)+。.