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基于FLUENT仿真的火炮抽气装置效能计算研究

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火炮发射与控制学报 2023年

作者：马秋生司志桧刘飞飞张瑞王珂徐娜内蒙古北方重工业集团有限公司南京研发中心

抽气装置的可靠性直接影响到炮手的工作环境及人身安全。为了研究抽气装置排气的可靠性，以某型105mm火炮为研究对象，提出一种利用CFD方法计算抽气装置抽气效率的方法，借助FLUENT仿真软件，采用标准k-ε湍流模型，对考虑开闩过程的三... 详细信息

抽气装置的可靠性直接影响到炮手的工作环境及人身安全。为了研究抽气装置排气的可靠性，以某型105mm火炮为研究对象，提出一种利用CFD方法计算抽气装置抽气效率的方法，借助FLUENT仿真软件，采用标准k-ε湍流模型，对考虑开闩过程的三维抽气装置排气过程进行仿真。仿真过程对抽气装置储气室压力、抽气速度及抽气质量流率进行实时监测。仿真云图能较好的显示出抽气装置排气过程的射流发展过程。监测结果表明：仿真监测的储气室压力曲线和实验获得的储气室压力曲线在储气室排气阶段曲线变化规律基本一致，仿真曲线符合实际物理规律，也说明了仿真模型的可行性。计算结果显示：抽气效率符合设计要求，抽气装置工作是可靠的。该计算方法对抽气装置的优化设计及火炮设计具有一定的理论指导意义。

关键词：抽气装置仿真分析抽气效率可靠性

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自行火炮抽气装置防烧蚀腐蚀的改进试验

弹道学报 2006年第4期18卷 64-67页

作者：傅建平董卫华冀强军械工程学院火炮工程系中国人民解放军72465部队

针对自行火炮多次射击后抽气装置大多出现烧蚀与腐蚀的情况,在抽气装置工作原理基础上,建立了抽气装置工作过程数值模型;对某炮充气系统,通过编程计算分别给出了抽气装置内气体压力与温度的变化曲线.分析了抽气装置烧蚀腐蚀机理,结果表... 详细信息

针对自行火炮多次射击后抽气装置大多出现烧蚀与腐蚀的情况,在抽气装置工作原理基础上,建立了抽气装置工作过程数值模型;对某炮充气系统,通过编程计算分别给出了抽气装置内气体压力与温度的变化曲线.分析了抽气装置烧蚀腐蚀机理,结果表明,抽气装置是在高温高压环境内工作的.提出了抽气装置改进措施,实践证明,抽气装置磷化、耐高温漆复合工艺处理措施可有效解决烧蚀、腐蚀问题.

关键词：火炮抽气装置烧蚀腐蚀

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抽气装置喷嘴工作面积计算方法探讨

火炮发射与控制学报 1998年第4期19卷 12-17页

作者：于存贵李鹏程

分析了抽气装置的工作特点,提出以抽气终了瞬间作为研究状态,根据抵抗炮口逆风强度来计算喷嘴工作面积,通过模拟试验提出了计算抽气装置工作面积一种计算公式。

关键词：抽气装置喷嘴工作面积

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抽气装置抽气效率分析与计算

火炮发射与控制学报 1999年第1期20卷 26-31页

作者：傅建平郑坚吴兴波

通过分析自行火炮抽气装置结构与工作原理,建立了自行火炮抽气装置抽气效率计算模型,计算了三种自行火炮抽气装置抽气效率,并分析了影响抽气效率诸因素,提出了120 mm自行火炮抽气装置结构改进建议。

关键词：自行火炮抽气装置抽气效率计算模型

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抽气装置喷嘴结构特性分析与实验研究

火炮发射与控制学报 1997年第4期18卷 48-52页

作者：李进

文章简要地介绍了两种不同类型的喷嘴结构及其气动特性,重点对管壁喷嘴产生的气流偏角大小和影响作了分析推理和实验测试。计算和实验结果表明,内镶喷嘴特别是等截面直喷嘴引射能力最强。

关键词：喷嘴引射系数气流偏角抽气装置

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抽气装置的改进技术研究

抽气装置的改进技术研究

作者：满建军中北大学

学位级别：硕士

抽气装置是自行火炮、坦克等具有封闭战斗室的火炮身管上必不可少的一部分。它可以在火炮射击后把炮膛内残留的部分火药燃气和火药燃烧残渣带出炮口，并且可以在火炮开闩后利用喷射气流产生的引射作用把战斗室内的空气吸入炮膛，防止火... 详细信息

抽气装置是自行火炮、坦克等具有封闭战斗室的火炮身管上必不可少的一部分。它可以在火炮射击后把炮膛内残留的部分火药燃气和火药燃烧残渣带出炮口，并且可以在火炮开闩后利用喷射气流产生的引射作用把战斗室内的空气吸入炮膛，防止火药燃气回流到战斗室对人员和仪器造成损伤。本文利用现代优化方法对影响抽气装置效率的几个结构参数进行计算、分析、优化，之后运用流体分析软件对抽气装置不同的喷嘴结构、不同的喷嘴偏角下的流场变化进行模拟与分析，随后对激光打孔技术作了简要介绍。首先介绍了抽气装置基本结构和工作原理以及工作性能影响因素。之后根据抽气装置性能计算方法利用MATLAB软件编写抽气装置性能计算程序。依据响应面优化方法原理，借助专业响应面优化分析软件Design-Expert以影响抽气装置工作性能的喷嘴轴线和炮膛轴线夹角、喷嘴直径、贮气室容积三个结构参数为试验因子，以贮气室充气最大压力和有效排气时间为试验目标进行试验设计、回归方程拟合，分析各个结构参数对试验目标的分别影响以及综合影响。然后利用软件的预测优化功能对贮气室充气最大压力和有效排气时间这两个试验目标进行最大值优化求解，寻找能使这两个目标同时达到最大值的试验条件，也就是最优的结构参数组合。在流体分析软件ANSYS CFX中建立抽气装置排气过程流场模拟仿真模型，对不同喷嘴结构下的抽气装置排气过程进行流场模拟仿真，分析不同喷嘴结构下的排气流场变化情况及其对排气过程的影响。对不同夹角下的排气流场变化作模拟仿真，分析不同夹角下排气流场变化和炮尾气流速度的变化规律。最后简要介绍了激光打孔技术的原理、方法分类和影响因素，并结合喷嘴孔的特点对选择合适的激光打孔参数做相关理论研究。

关键词：抽气装置结构参数分析优化流场模拟