【摘 要】
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目前在弹丸底部设计排气装置是提高大口径榴弹射程常用的方法之一,其工作原理是：通过底排药剂燃烧后产生高温气体向尾流区添质加能,从而有效降低底阻,达到大幅度增加榴弹射程
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目前在弹丸底部设计排气装置是提高大口径榴弹射程常用的方法之一,其工作原理是：通过底排药剂燃烧后产生高温气体向尾流区添质加能,从而有效降低底阻,达到大幅度增加榴弹射程的目的。底排推进剂常用的是高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB),它是一种由高分子粘合剂和氧化剂组成的双组分复合推进剂。本文以底部排气弹相关内容为背景,主要对AP/HTPB底排推进剂的热分解、点火及燃烧性能进行实验研究和数值模拟,主要内容如下：(1)在升温速率分别为20℃/min和40℃/min工况下,对降压熄火后的AP/HTPB底排推进剂进行DSC和TG-DTG热分解实验,并和AP/HTPB底排推进剂原试样进行对比分析,探讨它们热分解特性。基于热分解速率方程和Arrehenius定律,计算出动力学参数。(2)设计了高温燃气射流装置,借助高速录像系统和热电偶测温装置,研究了AP/HTPB底排推进剂在高温燃气射流作用下的点火延迟特性及其燃速。在实验基础上,建立了AP/HTPB底排推进剂着火延迟期和燃速的简化模型,理论计算结果与实验数据吻合较好。(3)采用密闭爆发器测试系统研究了AP/HTPB底排推进剂在50-200MPa压力范围内的燃速,得到了AP/HTPB线燃速与压力的指数公式。基于遗传优化算法,建立了燃速的优化设计模型,其计算结果更加逼近实验结果。(4)针对底排模拟装置,建立了瞬态泄压工况下底排内流场的二维非稳态数学物理模型,并进行了数值模拟。获得了底排燃烧室内压力、温度、密度和速度的时空分布规律,对控制底排装置燃烧稳定性有一定的参考价值。
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