针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。
为分析弹协调动态随机过程中不确定性输入参数对协调到位精度的影响,基于直接概率积分法(Direct Probability Integer Method,DPIM)研究弹协调过程的动态不确定性传播。建立弹协调机构的刚柔耦合动力学模型,推导弹协调过程的概率密度积分方程,并采用Karhunen-Loeve(K-L)展开方法实现动态随机驱动载荷的降维,进而基于DPIM量化动态不确定性条件下弹协调臂到位角度的不确定性。与试验对比的结果表明:弹协调到位仿真输出与试验测试结果基本吻合,验证了模型的准确性;与Monte Carlo(MC)结果对比,基于DPIM方法得到的概率密度函数与MC相比误差较小,验证了新方法的有效性;动态随机载荷和不确定性参数影响下的协调到位结果表明:K-L方法有效实现了协调过程动态随机载荷的降维,协调到位误差随协调角度变大而变大。计算结果可为弹药自动装填系统可靠性设计提供有力支撑。
