内弹道的设计步骤是怎样的？
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发布时间：2022-04-20 15:08
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时间：2023-08-18 07:43
以拉格朗日假设和几何燃烧定律为基础，研究*炮膛内弹道参量平均值变化规律的内弹道学理论。它是在19世纪到20世纪初发展并形成的一种较完整的内弹道学体系。在近一个世纪的实践中，经典内弹道学在武器火力系统的设计、发射装药设计以及弹道预测等方面，一直起着重要的指导作用。
拉格朗日假设和几何燃烧定律，是经典内弹道学对膛内的气体流动规律和火药燃烧规律分别建立的理想模型。拉格朗日假设假定气流的密度是均匀分布的，从而气流速度则沿轴向按线性规律分布。由此假定即可确定出膛底压力，弹底压力及平均压力之间的近似比例关系，并为弹道方程组中的不同性质压力互换，提供了必要的理论依据。几何燃烧定律则假定发射装药的所有药粒具有均一的物理和化学性能、相同的几何形状和尺寸、相同的燃烧环境，以使药粒的所有表面同时着火后即进行平行层燃烧。根据这个假定，即可通过单一药粒的几何尺寸变化，导出燃气生成函数，由此函数又可确定出实验的燃速函数，从而为建立膛内火药燃气质量变化规律，提供了必要的理论依据。
经典内弹道学就是以这两个理想模型为基础，对弹丸挤进膛线、膛壁热传导、膛壁摩擦阻力等次要现象也分别作出相应的假设，建立了能够体现射击过程中膛内火药燃气的压力和温度以及弹丸运动的速度、行程和时间各变量之间相互关系的内弹道方程组。组成方程组的主要方程，有火药的燃气生成函数、燃烧速度函数、弹丸运动方程、 能量平衡方程以及燃气状态方程 等。方程组的实用意义，主要在于解决内弹道的两个基本问题：一是在已知身管武器系统的有关数据条件下，解出膛内的压力和弹丸速度随行程和时间的变化规律，为靶场的弹道预测以及身管和弹丸的强度设计提供必要的数据;二是在给定口径、弹丸质量、初速等起始数据条件下，进行内弹道设计，为身管结构及发射装药条件提供合理的方案。但是，作为经典内弹道学理论基础的拉格朗日假设和几何燃烧定律毕竟是理想的模型，它们忽略了膛内的压力波现象，以简化了的燃烧规律替代火药实际燃烧规律，从而在不同程度上导致了弹道计算的偏差和具体应用的困难。它只能适用于在膛压、初速不太高，弹后空间混合的气体密度、流速及压力梯度都较小，而且纵向压力波的影响可以忽略的情况。当相对装药量(装药量与弹丸质量之比)大于1时就难以适用了。
内弹道（internal ballistics）是弹道的一部分，内弹道研究弹丸从点火到离开发射器身管的行为。内弹道学研究对各种身管武器都有重要意义。击发方法：任何类型的身管武器第一步需要击发火药。最早的*支、大炮由一个一端密封的金属管组成。
参见：外弹道，弹道学
内弹道学是研究发射过程中*炮膛内及火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换、弹体运动和其它有关现象及其规律的弹道学分支学科。燃烧的发射药产生具有很高压力的气体，使弹丸加速穿过炮膛，直到以预定初速离开炮口。初速是具有一定质量和形状的弹丸最终要达到的整个射程的基础。在设计火炮时必须进行计算以保证最正常、最有效地产生所需要的初速。发射装药产生的能量用于完成好几种工作。大部分能量用于赋予弹丸速度。能量还消耗在做下述功上：使弹丸旋转，克服弹丸与膛壁之间的摩擦力，使发射药和发射药气体在膛内运动以及使火炮后坐部分后坐。有些能量还以热能的形式损失在身管、炮尾、弹丸和药筒（如果使用药筒的话）上。
发射过程都是从点火开始，通过机械击发、电热或其他方式将点火药点燃，所产生的高温气体及灼热粒子再点燃火药装药，迅即扩展到整个装药表面，并同时沿着药粒厚度向内层燃烧。燃烧进行在一个封闭的空间中，这个空间前由弹丸的弹带封闭，后有火炮所采用的紧塞装置封闭，紧塞装置用于防止火药气体从后面逸出。在发射药气体的压力达到能使弹丸运动的程度之前，发射药的燃烧速度与膛压增加的速度是成正比例的。所谓“弹丸启动压力”就是指使弹丸开始向前运动的压力。当弹丸沿身管向前运动时，供发射药气体占用的空间增大，因此膛压的增加速度减小。当空间增加所导致的压力的增加相等时，膛压达到最大值。自此以后膛压开始下降，同时弹丸却在继续加速，甚至在发射药全部燃尽后弹丸仍在继续加速，只是加速度逐渐减小，弹丸一出炮口即变为减速。下图说明膛内压力、弹丸膛内行程和弹丸速度间的关系。
