一种非火药驱动气体炮实用内弹道方程及应用
山西中北大学机电工程学院 王立君 赵俊利
引言
热能转化为机械能必须借助传递能量的载能物质。利用高压气体推动运动件运动使热能转换为机械能的过程往往是高压气体的静力、动力及热力的复杂的综合过程。在实际分析时通常利用计算机变成利用数值求解方式进行求解，但这种求解方式要求设计人员具备一定的编写计算机语言的能力。因而工程设计中往往需要寻找一种有较高计算精度且简便快捷的求解方式，以满足方案设计阶段的理论计算。本文通过系统热机能量传递原理对非火药燃气内弹道方程进行公式推导，得出一种热能转换模式下的具有较高精度的简易内弹道模型。
1 非火药驱动气炮原理
在一些需要非火药驱动的高速试验过程如降落伞的性能试验、灭火弹的抛射等民用装备中需要一种不会产生较高温度，且能传递较大速度的结构中，通常采用空气炮原理，释放高压气体推动弹丸运动，提供较大的发射速度，其发射原理
现将弹丸装在身管起始部，关闭控制阀；向气室充气至所需求得初始压力；发射时，启动控制阀，气室内压缩气体推动弹丸向前运动，在身管内不断膨胀加速弹丸至炮口，弹丸获得炮口速度,完成内弹道发射过程。
1.1基本假设
借鉴气体内能公式，研究气体炮内弹道做出如下假设：
（1）弹丸在气体作用下向前运动时，任意时刻弹后容积的气体压力均匀分布；
（2）由于发射过程时间很短，气体膨胀过程认为是等熵绝热过程；
（3）引入次要功计算系数φ来考虑摩擦功及其他能量的损失。
