【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验弹设计，具体涉及一种加速磨损退化的试验弹设计方法。
技术介绍
1、火炮系统是现代战场中较为常见的压制型武器，也是常规武器中主要的火力突击力量；火炮身管在击发过程中，由于受到发射火药燃烧产生的高温、高压气体的冲刷以及弹丸、弹带与身管内壁之间的剧烈摩擦，会出现身管烧蚀、磨损等问题，一是加速身管的老化程度、严重缩短身管的使用寿命，二是产生的磨损严重影响后续弹丸的发射准度、导致无法精确击中目标，三是易出现身管破损、炸裂等安全隐患。为了研究身管磨损烧蚀的程度，现有常规的方法是利用实弹模拟射击的方式，进行身管连续、多次的射击试验，在身管累积损伤寿终后再进行解剖，从而实现对身管磨损、烧蚀程度的分析，完成身管材料等的评估；然而，由于现有的身管使用寿命长、通常以千发弹丸进行计量，所需要的试验周期长、费时费力，且打靶试验需要耗费大量的人力物力、增加试验耗材，造成诸多不必要的浪费，即现有传统进行的连续、多次模拟射击试验方式获取分析样品的成本高、累积数据有限，且传统模拟射击试验累积数据存在一定的误差（由于试验周期长、试验过程中难免会受到环境因素干扰，导致前期打靶试验与后期打靶试验无法在同一条件下进行，易出现试验误差）、误差累积极大的影响了后续身管损伤机理的分析准确性。
技术实现思路
1、针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种加速磨损退化的试验弹设计方法，该方法设计的试验弹能够在单次击发弹丸时、实现多段弹带挤入摩擦的串联击发，从而加速身管的磨损、缩短身管寿终周期，提高数据
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种加速磨损退化的试验弹设计方法，包括身管与试验用弹丸，其中，试验用弹丸外壁设计为多弹带结构，多弹带结构包括由身管发射口向试验用弹丸装填部方向依次排布在试验用弹丸外圈的首条弹带与多条后续弹带，首条弹带、后续弹带均与试验用弹丸同轴设置，首条弹带的宽度大于后续弹带的宽度且多条后续弹带的尺寸一致，首条弹带与多条后续弹带靠近身管发射口的一侧侧面外圈均设置为纵向剖面为锥形的斜面且首条弹带与最靠近其（即首条弹带）的后续弹带之间、多条相邻的后续弹带之间开设积屑槽；身管与试验用弹丸同轴设置且其内壁设置螺旋状结构的膛线，身管内径大于试验用弹丸（不包含弹带）外壁。
4、基于上述方案的进一步优化，所述首条弹带、后续弹带均与试验用弹丸一体成型且为同一材料制成。
5、基于上述方案的进一步优化，所述后续弹带条数为2～10条。
6、基于上述方案的进一步优化，所述首条弹带的宽度为6～8mm、斜面的角度为30～40°，首条弹带的高度（即首条弹带外壁与弹丸外圈之间的距离）为0.6～1.0mm，首条弹带的强制挤进量（强制挤进量=2x弹带高度+弹丸直径-身管阳线直径）为0.2～0.5mm。
7、基于上述方案的进一步优化，所述首条弹带的尾部与试验用弹丸前端（即打击端）的距离小于试验用弹丸质心与试验用弹丸前端之间的距离。
8、基于上述方案的进一步优化，所述后续弹带的宽度为1～3mm，后续弹带的高度、斜面的角度均与首条弹带保持一致（即后续弹带的强制挤进量与首条弹带的强制挤进量保持一致）。
9、基于上述方案的进一步优化，所述积屑槽的底部与试验用弹丸外壁的距离为0～0.03mm。
10、基于上述方案的进一步优化，所述首条弹带与最靠近其（即首条弹带）的后续弹带之间、多条后续弹带之间的距离，即积屑槽的宽度d通过 v-t曲线与 v-l曲线获得，具体为：
11、首先，获取多发弹丸连续不间断射击时的固定频率 f，并获得两发相邻时间射击弹丸之间的时间间隔 t：
12、
13、然后，根据对应的 v-t曲线与 v-l曲线，获得对应时刻下弹丸发射的速度 v；
14、最后，通过时间间隔t与速度v获得宽度d：
15、。
16、基于上述方案的进一步优化，所述 v-t曲线与 v-l曲线通过预先模拟射击的方法获取，具体为：
17、根据内弹道基本方程，即：
18、形状函数：
19、燃烧速度方程：
20、弹丸运动方程：
21、弹丸速度与行程方程：
22、内弹道基本方程：
23、式中： p表示膛内压力； s表示身管的截面积；表示药室自由容积缩径长；表示药室容积缩径长； l表示弹丸的行程； f表示火药力；表示装药量； z表示火药已燃相对厚度； v表示弹丸运动速度；表示火药已燃百分比； m表示弹丸的质量；表示绝热系数；表示次要功系数；表示火药密度；表示火药余容； ik表示压力全冲量； n表示燃烧指数；、、表示火药的形状特征量；
24、对内弹道基本方程中的燃速方程进行力简化，使得燃烧指数n=1，同时，进行连续多次且不间断的弹丸射击、获得各发弹丸的内弹道方程：
25、其中，第一发弹丸：
26、
27、式中： k表示绝热指数；表示身管口流量系数；表示身管口燃气压力；表示身管口燃气密度； l表示身管长度； a、c表示常数；
28、燃烧速度方程：
29、弹丸速度与行程方程：
30、弹丸运动方程：
31、
32、式中： rx表示补偿系数，，其中，表示线性关系的挤进系数，根据实验数据获得； lx表示初始运动的形成阈值；
33、第二发弹：自第二发弹开始，各发弹丸在身管内的行程是变化的，即弹丸行程 l的变化趋势是逐步增加的，此时，弹头运动方程发生了改变：
34、
35、
36、式中： ld表示单个弹丸的长度；
37、第三发弹的弹丸行程增加两个弹丸长度、弹头运动方程发生改变，依次类推（即第四发弹的弹丸行程增加三个弹丸长度、第五发弹的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：包括身管与试验用弹丸，其中，试验用弹丸外壁设计为多弹带结构，多弹带结构包括由身管发射口向试验用弹丸装填部方向依次排布在试验用弹丸外圈的首条弹带与多条后续弹带，首条弹带、后续弹带均与试验用弹丸同轴设置，首条弹带的宽度大于后续弹带的宽度且多条后续弹带的尺寸一致，首条弹带与多条后续弹带靠近身管发射口的一侧侧面外圈均设置为纵向剖面为锥形的斜面且首条弹带与最靠近其的后续弹带之间、多条相邻的后续弹带之间开设积屑槽；身管与试验用弹丸同轴设置且其内壁设置螺旋状结构的膛线，身管内径大于试验用弹丸外壁。
2.根据权利要求1所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述后续弹带条数为2～10条。
3.根据权利要求1或2所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述首条弹带的宽度为6～8mm、斜面的角度为30～40°，首条弹带的高度为0.6～1.0mm，首条弹带的强制挤进量为0.2～0.5mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述后续弹带的宽度为1～3mm
5.根据权利要求4所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述首条弹带与最靠近其的后续弹带之间、多条后续弹带之间的距离，即积屑槽的宽度D通过v-t曲线与v-l曲线获得，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述v-t曲线与v-l曲线通过预先模拟射击的方法获取，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：包括身管与试验用弹丸，其中，试验用弹丸外壁设计为多弹带结构，多弹带结构包括由身管发射口向试验用弹丸装填部方向依次排布在试验用弹丸外圈的首条弹带与多条后续弹带，首条弹带、后续弹带均与试验用弹丸同轴设置，首条弹带的宽度大于后续弹带的宽度且多条后续弹带的尺寸一致，首条弹带与多条后续弹带靠近身管发射口的一侧侧面外圈均设置为纵向剖面为锥形的斜面且首条弹带与最靠近其的后续弹带之间、多条相邻的后续弹带之间开设积屑槽；身管与试验用弹丸同轴设置且其内壁设置螺旋状结构的膛线，身管内径大于试验用弹丸外壁。
2.根据权利要求1所述的一种加速磨损退化的试验弹设计方法，其特征在于：所述后续弹带条数为2～10条。
3.根据权利要求1或2所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨九州，刘正涛，丛大龙，宋凯强，吴厦，詹青青，罗茜，周少兰，李立，陈汉宾，李富春，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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