子弹药的抛撒技术对于子母武器应用中的可靠性和打击精度至关重要,中心燃气式抛撒以其加载平缓、过程可控、结构紧凑等优势逐渐成为现代子母弹武器系统的优先选择,这种抛撒方式的作用过程十分复杂,包含了抛撒能量的产生和释放过程,以及热力学能向机械能的转换过程。本文针对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程,运用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的手段,对能量转换室内部的燃气流场的流动、建压、推动能量转换装置和子弹运动做功的过程进行了系统研究,并在此基础上详细探讨了子弹的受力状态和运动规律对不同特征参数的响应规律,揭示了特征结构参数对子弹受力运动过程的影响机理。主要研究工作和成果如下：1.设计了中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶段试验装置及试验研究方案,以2“小粒黑火药作为点传火药,以2/1樟制式火药作为抛撒药,通过测试抛撒试验装置特征位置的压力数据,初步探讨了能量转换室内的压力分布规律。采用相同装药方案的试验结果表明试验装置安全可靠,装药设计合理可行,试验具有良好的可重复性,为开展抛撒过程变容阶段的试验研究奠定了坚实基础。2.结合燃烧学、内弹道学、气体动力学等相关理论,针对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程定容阶段建立了数理模型。为便于对抛撒过程的建模和分析,根据系统的结构特点和各模块的功能特性,将整个物理过程划分为3个计算区域,包括点传火管内的黑火药燃烧区域、中心管内的发射药燃烧区域、定容阶段能量转换室内的气固两相反应流动区域,分别针对3个区域建立了零维火药燃烧模型、一维轴向两相流模型和二维轴向、径向两相流动模型,并基于结构化网格和CE/SE算法编制了仿真计算程序。通过计算结果与试验测试结果的对比,验证了数值研究模型和方法的可行性和准确性。3.通过对数值仿真结果的分析,探讨了抛撒内弹道过程定容阶段能量转换室内部流场的流动特性和压力分布规律。研究结果表明流场上下两侧会先后形成涡旋现象,涡旋的存在导致流场压力分布出现局部的低压区域,而低压区会影响能量转换装置的受力状态。4.在抛撒内弹道过程定容阶段试验的基础上,设计了抛撒内弹道全过程试验装置和试验方案,其中一种方案中在能量转换室内增加了扰流板。通过测试抛撒试验装置特征位置的压力数据、子弹两端的过载数据,以及高速摄影拍摄得到的子弹运动过程,初步得到了抛撒装置典型结构参数对子弹受力状态及运动规律的影响特性。5.在中心燃气式抛撒定容阶段数理模型的基础上,结合抛撒内弹道全过程试验装置的结构特点和试验过程中出现的物理现象,建立了能量转换室变容阶段的流动模型、能量转换装置的膨胀变形模型和子弹的受力运动模型。发展了适用于二维结构网格的高效动网格方法,并针对基于正交四边形网格的CE/SE算法,推导出适用于非正交四边形网格的CE/SE算法。通过仿真计算,对比计算结果与试验测试结果验证了模型和算法的可行性与准确性。6.以中心管小孔的分布位置和不同形式扰流板的结构尺寸作为特征参数,通过仿真计算,系统性地分析子弹的受力状态和运动规律对不同特征参数的响应规律,揭示了特征参数对子弹受力运动过程的影响机理,提出了改善和控制子弹翻转运动的技术方法和有效措施。建立了对子母弹中心燃气式抛撒系统的结构优化设计和理论分析方法。本文不仅可以为子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程的研究提供试验和理论方法,也可以为同类型抛撒系统的设计与优化提供理论参考和依据,研究成果在丰富子母弹武器研究手段、提高子母弹武器研究效率方面具有重要意义。