火炮身管寿终机理及寿命预测方法研究综述 被引量：22

1

作者 许耀峰 单春来 +2 位作者 刘朋科 王育维 徐坚 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2020年第3期89-94,101,共7页

针对火炮身管寿命机理和预测的难题进行了综述研究,简述了身管的主要失效形式、判断标准、判定方法以及测量方法,介绍了现阶段关于火炮身管的寿命定义和寿终机理方面的相关研究内容,分析了火药气体及弹丸对身管的高温烧蚀、化学侵蚀以... 针对火炮身管寿命机理和预测的难题进行了综述研究,简述了身管的主要失效形式、判断标准、判定方法以及测量方法,介绍了现阶段关于火炮身管的寿命定义和寿终机理方面的相关研究内容,分析了火药气体及弹丸对身管的高温烧蚀、化学侵蚀以及机械磨损等各方面的影响,并从基于理论模型和基于退化数据模型两个方面介绍了身管寿命的各类预测方法,分析了各类方法的特点,总结了当前阶段身管寿命终止机理研究和预测研究的成果,为了解当前研究现况和开展下一步研究工作提供了参考。 展开更多

关键词 火炮身管 身管寿命 烧蚀磨损 寿命预测 综述

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火炮身管延寿方法研究综述 被引量：14

2

作者 许耀峰 单春来 +2 位作者 刘朋科 温钢柱 王育维 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2019年第4期90-95,共6页

身管是火炮实现作战功能的核心部件,其寿命基本决定了火力系统的寿命。在发射时,身管内膛承受发射药燃气和弹丸的高温、高压、冲击和摩擦,并出现严重的烧蚀和磨损现象,导致身管寿命极其有限,制约了火炮技术发展和部队实战使用。从造成... 身管是火炮实现作战功能的核心部件,其寿命基本决定了火力系统的寿命。在发射时,身管内膛承受发射药燃气和弹丸的高温、高压、冲击和摩擦,并出现严重的烧蚀和磨损现象,导致身管寿命极其有限,制约了火炮技术发展和部队实战使用。从造成身管寿终的机理出发,归纳总结了近几十年主要应用或重点研究的各类火炮延寿技术,包括内膛表面处理技术、发射装药技术、复合身管技术、修复技术等几大类别,分析了各技术的机理、优势和需要继续研究的方向,旨为继续进行身管延寿技术的研究提供参考。 展开更多

关键词 火炮身管 身管寿命 延寿技术 烧蚀磨损

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某火炮身管温度仿真计算及其影响因素分析 被引量：11

3

作者 朱文芳 王育维 +2 位作者 郭映华 董彦诚 李瑞静 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2016年第4期58-62,共5页

火炮射击过程中高温燃气周期性冲刷身管内膛导致内膛壁温升高,从而使以含能材料为主配方的全可燃装药在膛内滞留期间面临更多的热安全性问题。利用双一维两相流内弹道模型与一维轴对称热传导模型,描述了某火炮连续发射过程中的身管传热... 火炮射击过程中高温燃气周期性冲刷身管内膛导致内膛壁温升高,从而使以含能材料为主配方的全可燃装药在膛内滞留期间面临更多的热安全性问题。利用双一维两相流内弹道模型与一维轴对称热传导模型,描述了某火炮连续发射过程中的身管传热规律,并通过计算结果与试验测试结果对比,验证了模型的准确性。在此基础上,对持续射击20发的身管温度场进行了仿真,得到了每发射击完成后身管内、外壁温度分布规律,分析了不同环境温度、射击工况及身管厚度对身管温度变化规律的影响。结果表明,射击工况对药室内膛温度径向分布规律影响较大,环境温度、身管厚度对其的影响很小;环境温度、射击工况对药室内壁最高温度达到火炮报警温度的射击发数影响较大,身管厚度对其的影响很小。计算结果为装药射击热安全性、身管热烧蚀及寿命研究提供参考。 展开更多

关键词 全可燃装药 传热 射击热安全性 连续射击

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某火炮多发连续射击身管传热计算分析 被引量：10

4

作者 朱文芳 王育维 +1 位作者 魏建国 黄凯 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2010年第2期74-78,共5页

利用一维两相流内弹道模型及一维圆管热传导模型,描述了某榴弹炮多发连续射击过程中的身管传热过程。在分析火炮单发射击过程中身管内、外壁温度变化的基础上,通过连续仿真得到了持续射击10发过程中身管内、外壁不同位置处的温度变化规... 利用一维两相流内弹道模型及一维圆管热传导模型,描述了某榴弹炮多发连续射击过程中的身管传热过程。在分析火炮单发射击过程中身管内、外壁温度变化的基础上,通过连续仿真得到了持续射击10发过程中身管内、外壁不同位置处的温度变化规律以及每发射击完成后身管内、外壁温度沿轴向的分布情况。计算结果为分析火炮身管传热过程及发射装药安全性提供参考。 展开更多

关键词 工程热物理 传热 内弹道 连续射击

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电磁无人机弹射技术研究 被引量：9

5

作者 苏子舟 张明安 +2 位作者 国伟 王育维 张博 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2009年第4期81-84,共4页

电磁无人机弹射技术是一种新兴的发射技术,具有隐蔽性好、维护方便、通用性强、机动灵活和可靠性高等优点,研究价值巨大。在假定无人机弹射技术要求不变的前提下,以英国不死鸟无人机为例,着重从力、时间和能量3个方面对电磁弹射进行原... 电磁无人机弹射技术是一种新兴的发射技术,具有隐蔽性好、维护方便、通用性强、机动灵活和可靠性高等优点,研究价值巨大。在假定无人机弹射技术要求不变的前提下,以英国不死鸟无人机为例,着重从力、时间和能量3个方面对电磁弹射进行原理性分析以及运动学分析,分析电磁无人机弹射技术的可行性。理论分析和计算证明现有的脉冲功率技术、功率调节技术、贮能装置和控制等领域的技术进展足以保证电磁无人机弹射系统的实际应用,不存在难以逾越的技术困难,应用前景广阔。 展开更多

关键词 电气工程 电磁弹射 无人机 导轨

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可燃容器对小号模块装药压力波影响的研究 被引量：9

6

作者 王育维 郭映华 +1 位作者 董彦诚 张洪汉 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2016年第2期31-35,45,共6页

分析了双元模块装药小号装药的结构特点,针对小号装药的2号装药压力波现象较为突出的问题,建立了双一维多相流内弹道模型,给出了可燃容器燃烧规律,分析了可燃容器能量参数对压力波的影响。通过对可燃容器不同能量参数的对比试验研究及... 分析了双元模块装药小号装药的结构特点,针对小号装药的2号装药压力波现象较为突出的问题,建立了双一维多相流内弹道模型,给出了可燃容器燃烧规律,分析了可燃容器能量参数对压力波的影响。通过对可燃容器不同能量参数的对比试验研究及利用多相流内弹道理论仿真分析,得到了可燃容器能量特性对2号装药压力波的影响规律,理论仿真结果与试验结果一致,为分析小号装药压力波现象及可燃容器参数优化设计提供一定参考。 展开更多

关键词 可燃容器 模块装药 压力波 小号装药

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消焰剂对模块装药内弹道性能影响分析 被引量：6

7

作者 王育维 魏建国 +1 位作者 郭映华 李健 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2009年第4期12-15,共4页

结合模块装药的结构特点,分析了消焰剂具有良好作用效果的基本机理。试验验证了模块装药比药包装药具有更好地消除炮口焰的特点。针对消焰剂对内弹道的性能影响,建立了考虑消焰剂影响的经典内弹道数学模型,计算结果表明,所建立的数学模... 结合模块装药的结构特点,分析了消焰剂具有良好作用效果的基本机理。试验验证了模块装药比药包装药具有更好地消除炮口焰的特点。针对消焰剂对内弹道的性能影响,建立了考虑消焰剂影响的经典内弹道数学模型,计算结果表明,所建立的数学模型可以定量分析消焰剂对内弹道性能的影响,为装药结构优化提供有力的分析手段。 展开更多

关键词 爆炸力学 消焰剂 模块装药 内弹道

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模块装药压力波数值模拟 被引量：7

8

作者 王育维 魏建国 +1 位作者 郭映华 王升晨 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2000年第4期1-5,15,共6页

应用两相流内弹道理论,以模块装药火炮内弹道试验为背景,建立了模块整体运动的两相流内弹道模型,并对小号装药进行了模拟。数值模拟结果与试验结果有较好的一致性。通过分析得到了影响小号装药压力波的两个主要因索。研究结果对改进小... 应用两相流内弹道理论,以模块装药火炮内弹道试验为背景,建立了模块整体运动的两相流内弹道模型,并对小号装药进行了模拟。数值模拟结果与试验结果有较好的一致性。通过分析得到了影响小号装药压力波的两个主要因索。研究结果对改进小号装药的装药结构,确保模块装药的安全性和稳定性有重要意义。 展开更多

关键词 内弹道 数值模拟 模块装药 两相流 压力波

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基于不同内膛结构参数的弹带挤进阻力特性研究

9

作者 刘琦 王育维 +1 位作者 朱文芳 郭映华 《舰船电子工程》 2023年第5期153-157,179,共6页

身管在火药燃气作用下内表面发生周期性的冷热循环作用,导致内膛表面发生烧蚀与磨损,尤其是身管膛线起始部最为严重,当这种烧蚀与磨损作用达到一定程度,身管就会失去应有的弹道性能。论文在前期研究工作基础上,以某大口径榴弹炮为研究对... 身管在火药燃气作用下内表面发生周期性的冷热循环作用,导致内膛表面发生烧蚀与磨损,尤其是身管膛线起始部最为严重,当这种烧蚀与磨损作用达到一定程度,身管就会失去应有的弹道性能。论文在前期研究工作基础上,以某大口径榴弹炮为研究对象,考虑高速高压环境中的滑动摩擦力变化,同时考虑挤进过程中的能量守恒准则,将经典内弹道方程组与弹带挤进过程耦合起来,进行直接耦合求解,同时运用显式动力学算法对比不同膛线结构参数下弹带挤进过程的差异,分析不同膛线结构参数对弹带挤进过程受力状态的影响,得到挤进系统主要结构参数对弹带挤进过程的影响规律,从而为身管武器一体化设计、身管结构优化、弹带材料的选择、内弹道初速稳定性分析等提供参考。 展开更多

关键词 内膛 弹带 挤进阻力 内弹道

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基于CE/SE方法的某大口径火炮模块装药内弹道数值模拟

10

作者 冯渊 王育维 +2 位作者 朱文芳 赵娜 刘琦 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第6期51-59,共9页

建立了基于CE/SE方法的模块装药一维两相流内弹道数学模型,并利用该模型对某大口径火炮的发射内弹道过程进行了模拟,获得了膛压、气相速度、空隙率等内弹道参数的时间演化过程和轴向空间分布规律。通过将膛压曲线和内弹道相关参数的模... 建立了基于CE/SE方法的模块装药一维两相流内弹道数学模型,并利用该模型对某大口径火炮的发射内弹道过程进行了模拟,获得了膛压、气相速度、空隙率等内弹道参数的时间演化过程和轴向空间分布规律。通过将膛压曲线和内弹道相关参数的模拟结果与试验结果的对比,验证了模块装药一维两相流内弹道数学模型的正确性。利用该模型研究和分析了可燃容器能量以及装药长度等参数对内弹道环境的影响。结果表明,可燃容器能量越大或者装药长度越小,膛内压力波动现象越明显,膛底和坡膛处压力与时间曲线均会产生压力双峰现象,且最大负压差以及膛底、坡膛压力曲线的初峰值随着可燃容器能量的增大或者装药长度的减小而逐渐升高。研究结果对指导大口径火炮装药设计、内弹道环境优化设计具有重要意义。 展开更多

关键词 模块装药 内弹道 数值模拟 CE/SE方法

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金属药筒装药的热安全性分析 被引量：3

11

作者 郭映华 张洪汉 +1 位作者 朱文芳 王育维 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第2期1-4,共4页

针对大口径火炮金属药筒装药装填后的膛内热安全性问题进行了较为全面系统的理论研究和数值模拟。模型是以经典内弹道及圆柱轴对称传热模型为基础建立的,利用有限差分法得出射弹发数、射击频率、不同位置等因素对身管温度场的影响规律... 针对大口径火炮金属药筒装药装填后的膛内热安全性问题进行了较为全面系统的理论研究和数值模拟。模型是以经典内弹道及圆柱轴对称传热模型为基础建立的,利用有限差分法得出射弹发数、射击频率、不同位置等因素对身管温度场的影响规律。计算结果表明,金属药筒装药可大大缓解发射过程对药室内壁的热冲击,有利于缓解火炮的热积累。 展开更多

关键词 金属药筒 热积累 连续射击 热安全性

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某小口径火炮射击过程膛内传热计算分析 被引量：2

12

作者 张洪汉 郭映华 +1 位作者 王育维 魏建国 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2009年第4期34-37,共4页

针对某小口径火炮内膛结构及装药结构,建立了经典内弹道模型及圆柱轴对称传热模型。该模型考虑了对外界传热以及金属药筒对内膛热积累的影响,将药筒假设为药室内壁的一部分,每次装填时将药筒部分的温度设为环境温度。通过选择合理的计... 针对某小口径火炮内膛结构及装药结构,建立了经典内弹道模型及圆柱轴对称传热模型。该模型考虑了对外界传热以及金属药筒对内膛热积累的影响,将药筒假设为药室内壁的一部分,每次装填时将药筒部分的温度设为环境温度。通过选择合理的计算方法,编制了计算程序,对某小口径火炮单发、多发连续射击进行了计算,预测了射速与药室内壁温度变化的关系,并分析了多发连续射击后出现弹药较长时间留膛现象时的安全性。所建立的计算模型及编制的计算程序对该火炮射击热安全分析有一定参考意义。 展开更多

关键词 工程热物理 内弹道 传热 安全性 数值模拟

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激光点火窗口动态承压能力的试验研究 被引量：2

13

作者 刘伟 魏建国 +1 位作者 王育维 张洪汉 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期414-418,共5页

为测试某大口径火炮发射过程中激光点火窗口承受动态压力载荷的能力,设计了一种半密闭动态加压模拟装置,建立了装置内部火药燃烧与气体压力变化的数学模型,并验证了其合理性。利用该装置对炮用激光点火窗口进行了动态压力加载试验,并将... 为测试某大口径火炮发射过程中激光点火窗口承受动态压力载荷的能力,设计了一种半密闭动态加压模拟装置,建立了装置内部火药燃烧与气体压力变化的数学模型,并验证了其合理性。利用该装置对炮用激光点火窗口进行了动态压力加载试验,并将火炮膛内和半密闭加压装置中实测压力变化曲线进行了对比分析。结果表明,被试光学窗口能够满足火炮激光点火的要求。半密闭加压装置能够较好地模拟火炮内弹道过程中的动态加压环境,为炮用激光点火窗口动态承压能力的测试提供一种可行的方法。 展开更多

关键词 激光点火窗口 动态加压 半密闭加压装置 数值模拟

原文传递

瞬态超高压压阻式传感器技术研究 被引量：2

14

作者 张敏华 胡晓红 +2 位作者 王育维 屈洁 张薇薇 《计测技术》 2018年第2期34-37,共4页

针对现有压力传感器不能满足高压、高温、高冲击等恶劣环境下高膛压测试的现状,提供了一种瞬态超高压压阻式传感器。该传感器利用惠斯通半桥式工作原理,选用具有良好压阻效应的硅锗锰铜丝作为敏感元件材料,通过改进制作工艺和装配方式,... 针对现有压力传感器不能满足高压、高温、高冲击等恶劣环境下高膛压测试的现状,提供了一种瞬态超高压压阻式传感器。该传感器利用惠斯通半桥式工作原理,选用具有良好压阻效应的硅锗锰铜丝作为敏感元件材料,通过改进制作工艺和装配方式,使该传感器能够承受瞬态高压、高温,实现对0~800 MPa动态压力测试。对比分析表明:在高、低、常温状态下,该传感器非线性误差均不大于0.5%,具有灵敏度高、体积小、安装灵活方便的特点,可广泛应用于高膛压火炮及高压密闭爆发器试验装置的压力测试与研究。 展开更多

关键词 高膛压 传感器 敏感元件 非线性误差 标定

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激光点火过程的二维数值模拟 被引量：3

15

作者 王育维 张明安 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2003年第4期1-4,14,共5页

分析了激光点火过程的机理,针对激光点火过程的二维“热点”效应建立了二维数学模型,利用有限差分法进行求解。模拟结果反映了激光点火的过程,并模拟了不同参数对点火延迟时间的影响。

关键词 激光点火 二维模型 数值模拟 有限差分法 起爆药

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杆式动能弹侵彻参数优化设计与仿真 被引量：1

16

作者 李瑞静 王育维 +2 位作者 张洪汉 刘伟 朱文芳 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第3期81-85,共5页

为了解决杆式弹初速度、弹体密度以及着靶倾角对弹体侵彻移动靶板侵彻性能的影响,寻找出弹体侵彻性能最优时的参数组合,利用正交试验原理建立了9种不同的正交方案,通过ANSYS/AUTODYN有限元软件针对这9种不同参数进行有限元数值模拟,根... 为了解决杆式弹初速度、弹体密度以及着靶倾角对弹体侵彻移动靶板侵彻性能的影响,寻找出弹体侵彻性能最优时的参数组合,利用正交试验原理建立了9种不同的正交方案,通过ANSYS/AUTODYN有限元软件针对这9种不同参数进行有限元数值模拟,根据穿甲效应原理选取弹体速度损失率和偏转角为试验指标,采用灰色关联原理分析了杆式弹初速度、弹体密度等动能弹参数对试验指标的影响关联程度,并对其进行优化,得出了以单项试验指标和多项试验指标为优化目的的参数组合;优化结果表明:动能弹参数初速度为1 300 m/s,弹体密度为18.6 g/cm3,着靶倾角为0°时杆式弹速度损失率可降低8%~91%,弹轴偏转角可减少27.8%~87.1%,贯穿移动靶板的性能最好。 展开更多

关键词 杆式动能弹 移动靶板 灰色关联 优化

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某大口径火炮弹丸卡滞的内弹道计算与分析 被引量：1

17

作者 郭映华 朱文芳 +3 位作者 魏建国 王育维 罗佳 张彤 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2017年第3期58-62,共5页

针对某次膛炸事故,从经典内弹道和一维两相流内弹道两个方面建立了弹丸卡滞的内弹道数学模型,并进行了计算与分析。经典内弹道计算结果认为,在弹丸发生卡滞时刻,大部分发射药已燃烧,膛压曲线处于下降阶段,弹丸卡滞后,膛压虽有一定程度... 针对某次膛炸事故,从经典内弹道和一维两相流内弹道两个方面建立了弹丸卡滞的内弹道数学模型,并进行了计算与分析。经典内弹道计算结果认为,在弹丸发生卡滞时刻,大部分发射药已燃烧,膛压曲线处于下降阶段,弹丸卡滞后,膛压虽有一定程度的上升,但膛压上升幅值并不大。一维两相流内弹道计算结果认为:弹丸卡滞时,膛底压力明显处于下降阶段,而弹底压力则在峰值附近,当弹丸突然停止运动后首先引起弹底压力骤升,上升幅值超过50%,压力波从弹尾向膛底传播引起膛底压力上升,压力波到膛底后反射,又向弹底传播,形成膛内压力的剧烈震荡,且压力波整体上呈振荡收敛趋势。 展开更多

关键词 火炮 膛炸 内弹道 压力波

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基于铜球测压法的压力波影响规律研究

18

作者 刘琦 王育维 +1 位作者 郭映华 朱文芳 《舰船电子工程》 2022年第6期163-167,共5页

随着火炮性能及内弹道与装药性能的不断提高,火炮发射过程中会出现内弹道环境异常现象,主要表现为膛压的强烈波动。如果压力波动超过一定程度,作用在弹丸上的压力(过载)将不会是连续、均匀的,必然带来动态条件下重复加载过程,造成火炮... 随着火炮性能及内弹道与装药性能的不断提高,火炮发射过程中会出现内弹道环境异常现象,主要表现为膛压的强烈波动。如果压力波动超过一定程度,作用在弹丸上的压力(过载)将不会是连续、均匀的,必然带来动态条件下重复加载过程,造成火炮发射制导弹药的内弹道环境兼容性问题。论文根据大口径火炮常用的铜球测压方法,建立铜球测压器在不同膛内压力曲线下的作用结果,对所建立的瞬态动力学模型进行验证,在此基础上,对比某大口径火炮弹丸在不同膛内瞬态压力条件下(有、无压力波)受力过程进行对比分析,为制导炮弹强度设计及火炮弹、炮、药耦合设计提供理论参考。 展开更多

关键词 压力波 铜球 制导弹 瞬态动力学

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黑火药激光点火数值模拟及试验研究 被引量：1

19

作者 刘伟 王育维 +1 位作者 魏建国 张敏华 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第2期67-70,共4页

根据热机理建立了激光点火过程的二维热传导模型,利用有限差分方法,对火炮点火系统中广泛使用的黑火药激光点火能量密度阈值和点火延迟进行了数值模拟。同时采用固体激光器对该药剂进行了点火实验,分析了该含能材料的点火能量密度阈值... 根据热机理建立了激光点火过程的二维热传导模型,利用有限差分方法,对火炮点火系统中广泛使用的黑火药激光点火能量密度阈值和点火延迟进行了数值模拟。同时采用固体激光器对该药剂进行了点火实验,分析了该含能材料的点火能量密度阈值和点火延迟时间,试验结果证明了数值模拟的合理性。本文的工作对火炮用激光点火系统的设计具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 激光点火 黑火药 点火延迟 数值模拟

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某大口径火炮两相流内弹道模拟 被引量：2

20

作者 王育维 魏建国 +1 位作者 龚海刚 周圣棋 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2001年第3期1-4,共4页

为了掌握大口径低膛压火炮初速或然误差的影响因素,建立了某大口径火炮两相流内弹道模型并完成了数值模拟。通过模拟装药分布、弹丸挤进过程、点火过程对火炮初速的影响,了解各种装药因素对火炮初速或然误差的影响程度。所得结果为进一... 为了掌握大口径低膛压火炮初速或然误差的影响因素,建立了某大口径火炮两相流内弹道模型并完成了数值模拟。通过模拟装药分布、弹丸挤进过程、点火过程对火炮初速的影响,了解各种装药因素对火炮初速或然误差的影响程度。所得结果为进一步优化装药结构,提高初速稳定性提供参考。 展开更多

关键词 大口径低膛压火炮 两相流内弹道模拟 数值模拟 装药分布 弹丸挤进过程 点火过程 初速

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