火炮发射装药设计原理与技术

本书是一部论述火药装药学理论基础的著作。内容有火药装药设计的理论基础、火药气体的热力学性质、装药的弹道性能、装药的弹道设计与结构设计，以及最新发展的装药技术和模拟检测技术等。
本书可以作为军工行业研究机构、工厂和靶场等技术人员的参考书，亦可作为高等院校军工专业研究生的教学参考书。

绪论    1  
0.1 火炮发射装药概述   1
0.1.1 火炮发射装药研究的内容    1
0.1.2 火药装药的技术目标    2
0.2 火炮发射装药的组成及各装药元件的作用   4
0.3 装药设计的任务和对装药的要求   5
0.4 火炮发射装药的基本类型   5
第1章 火药气体的组成和热力学性质    7
1.1 火药气体的状态方程   7
1.2 火药能量性质的简单计算方法   9
1.2.1 比容    10   1.2.2 燃气平均定容比热容    10
1.2.3 绝热火焰温度和释放能的计算    13
1.2.4 余容    15
1.2.5 爆热、火药力和其他能量示性数    16
1.2.6 无机盐n    i   、ˉc    V  i   、ε   i   的计算    17
1.3 火药气体组成的理论计算   19
1.3.1 考虑离解情况下火药气体的组成    20
1.3.2 不考虑离解情况下火药气体的组成    25
1.3.3 火药气体中CH   4   含量的计算    26
1.4 火药燃气的热力学函数   27
1.4.1 释放能    27
1.4.2 焓    33 
1.4.3 熵    34
1.4.4 比热容与比热容比    38
1.4.5 声速    38
1.5 炮口烟   39 
1.5.1 未氧化碳值    39
1.5.2 理论估算方法    39
1.6 发射药的热力学性质与BLAKE编码   42
1.6.1 BLAKE编码简述    42
1.6.2 各编码计算结果的符合程度    43
1.6.3 试验验证    45
1.6.4 应用实例    47
1.6.5 程序化的近期发展    50
第2章 装药参数与弹道性能    52 
2.1 火药力   52   
2.1.1 火药力与弹道性能的关系    52   
2.1.2 制式火炮装药与火药力    53   
2.1.3 新火炮装药与火药力    54  
2.2 装药量   55   
2.2.1 装药量与弹道诸元    55   
2.2.2 弹道设计与装药量的选择    55   
2.2.3 用增加装药量的办法提高火炮的初速    59   
2.2.4 装药量、火药力与装药性能    59  
2.3 火药的爆温与膛内火药气体温度   62   
2.3.1 火药爆温    62   
2.3.2 膛内火药气体的温度    63  
2.4 火药的爆热和潜能   64  
2.5 火药密度   65  
2.6 药型和火药压力全冲量   66   
2.6.1 药型    66   
2.6.2 压力全冲量    67   
2.6.3   χ  和I    k   同时变化对弹道性能的影响    68  
2.7 余容   69   
2.7.1 余容的物理意义    69   
2.7.2 余容对弹道性能的影响    69   
2.7.3 影响余容的有关因素    71 
2.7.4 余容的计算方法    71   
第3章 火药装药在内弹道过程中的作用及其设计    73  
3.1 火炮火药装药的点火和燃烧过程   73   
3.1.1 装药的点火    73   
3.1.2 火药的燃烧    74   
3.1.3 火焰在火药装药中的传播    77  
3.2 火药燃气对炮膛的热传导和烧蚀作用   79   
3.2.1 传热系数和比热流    79   
3.2.2 膛壁温度    80   
3.2.3 总热流量    82   
3.2.4 计算稳定热传递的简易方法    83   
3.2.5 火药燃气对炮膛的烧蚀与防烧蚀原理    84   
3.2.6 防烧蚀的有关措施    88  
3.3 发射时的其他有害现象   90   
3.3.1 膛口气流及其发展    91   
3.3.2 炮口焰    92   
3.3.3 炮口烟    93   
3.3.4 炮尾焰    94  
3.4 火炮发射过程的内弹道模型   95   
3.4.1 经典内弹道模型    95   
3.4.2 经典内弹道模型的弹道解    99   
3.4.3 弹道循环分阶段考虑的内弹道模型    121   
3.4.4 内弹道两相流体力学模型    131   
3.4.5 高低压火炮内弹道模型的建立    137   
3.4.6 身管武器膛内p-t（l）和v-t（l）曲线    141  
3.5 火炮内弹道模型与火炮火药装药设计   145   
3.5.1 火炮内弹道模型与火炮火药装药设计    145   
3.5.2 火药装药设计的步骤    148   
3.5.3 火药装药弹道设计的方法    152   
3.5.4 变装药的弹道设计    159  
3.6 火药单体形状和尺寸的选择   161  
3.7 火炮火药装药弹道设计方案的评价   162   
3.7.1 发射药装药弹道设计方案评价的有关标准    162   
3.7.2 装药优化设计的概念    165 
第4章 火炮火药装药的结构设计    167  
4.1 装药结构与火炮性能   167   
4.1.1 膛内压力波的产生    167   
4.1.2 装药设计因素对压力波的影响    168  
4.2 火炮火药装药结构   171   
4.2.1 线膛火炮的装药结构    171   
4.2.2 滑膛火炮的装药结构    182   
4.2.3 特种发射药装药结构    186  
4.3 火药装药中的点火系统   194   
4.3.1 点火器件    194   
4.3.2 影响点火过程的因素    197   
4.3.3 装药点火系统设计的一般知识    200  
4.4 火炮火药装药附加元件   206   
4.4.1 护膛剂    206   
4.4.2 除铜剂    210   
4.4.3 消焰剂    211   
4.4.4 紧塞具与密封装置    212   
第5章 火炮发射药装药技术的进展    213  
5.1 渐增性燃烧的装药   213   
5.1.1 燃速渐增性装药    213   
5.1.2 增面性燃烧装药    216  
5.2 密实装药   218   
5.2.1 粒状药密实技术    218   
5.2.2 球形药密实技术    219   
5.2.3 杆状药密实技术    221   
5.2.4 压实固结装药密实技术    221  
5.3 开槽杆状药   224   
5.3.1 开槽杆状药的特点    224   
5.3.2 开槽杆状药的密闭爆发器试验研究    225   
5.3.3 开槽杆状药的装药计算过程概述    225  
5.4 形成平台压力的装药结构   228   
5.4.1 一种圆片状组合装药可以获得压力平台的弹道效果    228   
5.4.2 多层变燃速结构形成类平台效果的技术方法    229  
5.5 低温感装药技术   230 
5.5.1 装药的温度系数    230   
5.5.2 降低温度系数的方法    231   
5.5.3 低温感发射药EI    232   
5.5.4 一种新的低温感装药技术    235  
5.6 随行装药   247   
5.6.1 随行装药效应    247   
5.6.2 随行装药结构    249   
5.6.3 随行装药数值模拟概述    250   
5.6.4 试验研究    252  
5.7 模块装药   256   
5.7.1 模块装药的发展概况    256   
5.7.2 大口径火炮用全等式模块装药和远射程装药    257   
5.7.3 双模块技术    258  
5.8 特高燃速装药   267   
5.8.1 特高燃速发射药    267   
5.8.2 特高燃速发射装药对流燃烧的内弹道效应    268   
5.8.3 弹道效果    272  
5.9 装药的点火技术   273   
5.9.1 中心点火管    273   
5.9.2 低速爆轰波（LVD）点火具    273   
5.9.3 激光点火具    274   
5.9.4 等离子体点火具    275  
5.10 液体发射药装药   275   
5.10.1 液体发射药    275   
5.10.2 液体发射药的特征    277   
5.10.3 液体发射药装药的弹道模型    280  
5.11 电能与化学能结合的发射技术   282   
第6章 远程发射装药技术    285  
6.1 提高火炮初速   285   
6.1.1 用增加身管长度的方法提高初速    285   
6.1.2 用增大药室容积与增加膛压的方法提高初速    286  
6.2 优化底排装置   287  
6.3 火箭增程与VLAP远程弹   287  
6.4 固体燃料冲压发动机装药   288
6.5 减小弹道系数，提高射程   289  
6.6 增加射程技术的特点   289  
6.7 超远程发射装药   291  
6.8 几项增程技术的基础与进展   292   
6.8.1 弹尾排气增程装药技术    292   
6.8.2 利用升力增加炮弹的射程    299   
6.8.3 膛内、外冲压推进技术    304   
第7章 发射装药的模拟检测技术    310  
7.1 装药特征的数值模拟   310  
7.2 用于模拟装药燃烧性能的密闭爆发器试验   310  
7.3 测定装药燃速的定容、恒压密闭爆发器试验   311  
7.4 模拟火炮寿命的烧蚀性能试验   312  
7.5 快速降压的燃烧中止试验   312   
7.5.1 试验装置和试验过程    312   
7.5.2 熄火条件    313   
7.5.3 药粒尺寸变化的分析与测量    313   
7.5.4 回收药粒的表面结构    314  
7.6 混合装药的密闭爆发器试验   315   
7.6.1 混合装药的燃烧特征    315   
7.6.2 评定混合火药、钝感火药定容燃烧性能的方法    317  
7.7 模拟装药内弹道性能试验   318   
7.7.1 势平衡模拟检测方法    318   
7.7.2 预估火炮弹道性能的小口径火炮模拟试验    318  
7.8 发射装药发射安全性试验   319   
7.8.1 发射装药燃烧与力学环境模拟试验方法    319   
7.8.2 发射装药点传火与运动试验    321   
7.8.3 发射装药动态挤压破碎及动态活度试验    322  
7.9 火炮初速和膛压的测定   326   
7.9.1 火炮初速的测定    326   
7.9.2 火炮膛内压力测试    327   
参考文献    331   
索引    334