火炮膛内药床撞击与挤压的实验研究

论文摘要

用实验的方法研究火炮发射初期，炮膛内出现的药床撞击、堆积挤压及药粒的破碎现象，对于分析近年来频繁发生的膛炸事故起因，寻找抑制膛炸事故发生的途径将具有十分重要的意义。本文首先依据连续多幅脉冲X光摄影系统获得的火炮膛内药床运动状况的阴影照片，将模拟照片转化成数字图像，利用现代数字图像处理技术对照片进行处理和定量分析。图像的预处理不仅提高了图像的清晰度和对比度，为下一步的图像处理打下了良好的基础；进一步的图像处理获得了药粒密度沿火炮身管轴向韵分布规律，药床中示踪颗粒速度的变化规律，弹丸运动速度变化规律以及药粒撞击弹丸底部的情况。从而实现了火药床运动规律的定量分析。为了进一步研究火药颗粒由撞击和堆积挤压导致的破碎特性，本文依据药床撞击与挤压的动态模拟实验取得的实验结果进行了定性的分析，并对实验采用的57mm口径的高低压炮的内弹道性能进行了理论分析，取得了与实验相一致的结果，验证了采用此装置的可行性和合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 本文的主要研究工作
• 2 炮膛内药床运动规律的脉冲 X光摄影实验及分析
• 2.1 引言
• 2.2 实验系统及原理
• 2.3 实验结果及分析
• 3 数字照片的处理及结果分析
• 3.1 引言
• 3.2 灰度处理
• 3.2.1 直方图均衡化
• 3.2.2 灰度处理后照片
• 3.3 不同点火方式下药粒密度分布及分析
• 3.3.1 采用长均匀点火管方式下药粒密度分布及分析
• 3.3.2 采用长不均匀点火管方式下药粒密度分布及分析
• 3.3.3 采用底部点火方式下药粒密度分布及分析
• 3.3.4 采用短点火管方式下药粒密度分布及分析
• 3.3.5 小结
• 3.4 不同点火方式下弹丸和示踪颗粒速度及分析
• 3.4.1 模板匹配算法
• 3.4.2 采用长均匀点火管方式下弹丸和示踪颗粒速度及分析
• 3.4.3 采用长不均匀点火管方式下弹丸和示踪颗粒速度及分析
• 3.4.4 采用底部点火方式下弹丸和示踪颗粒速度及分析
• 3.4.5 采用短点火管方式下弹丸和示踪颗粒速度及分析
• 3.4.6 小结
• 3.5 不同点火方式下火药颗粒与弹丸底部撞击现象分析
• 3.5.1 采用长均匀点火管方式情况下
• 3.5.2 采用长不均匀点火管方式情况下
• 3.5.3 采用底部点火方式情况下
• 3.5.4 采用短点火管方式情况下
• 3.5.5 小结
• 3.6 本章小结
• 4 药床撞击与挤压的动态模拟实验及分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验系统
• 4.2.1 系统组成及原理
• 4.2.2 发射装置的数学模型及弹道计算
• 4.2.2.1 基本假设
• 4.2.2.2 高低压炮内弹道模型
• 4.2.2.3 弹道计算结果及分析
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献