一、文献综述
(一)、课题研究背景及意义
武器作为常规武器是应用最为广泛的武器种类之一,其身管的寿命是关乎部队战斗力的一个重要因素。而武器身管的烧蚀磨损问题是关乎身管使用寿命的关键因素,也是武器在设计和使用维护时都必须考虑的因素。延长身管寿命是武器保持其战斗能力的重要方面,也是武器身管的一项重要的战术指标。
武器身管射击时会生成大量的高温火药气体,使身管内膛瞬间达到很高的温度和压力。在火药燃气的推动下,弹丸开始沿炮口方向运动,弹带随弹丸前移并逐渐挤入膛线,在弹带挤入的过程中,弹带与身管内壁的接触应力急剧增大至几百兆帕,而由于挤压、摩擦作用导致接触面上的温度也剧升。除去弹带挤入身管造成的摩擦热,武器在发射过程中膛内的高温气体也向身管内壁进行强制传热,在极短时间内提高身管内壁的表层温度,从而打破了身管壁面的热平衡状态,形成不定常的温度分布。身管内壁急剧的温度变化会使金属材料发生化学反应,使壁面材料发生相变,甚至熔化,造成身管的烧蚀损伤,加之弹带与身管内壁的机械磨损的共同作用,造成身管内膛的烧蚀磨损。武器身管在高温火药的热作用、化学作用以及弹丸对身管内膛的机械磨损作用下,身管内壁面材料不断去除,最终导致了身管直径增大、药室增长,而这些结果会使武器的弹道性能下降,从而影响武器的射击精度,最终促使身管寿命的终止。[1][10]
随着高初速、高膛压的大威力武器的使用,武器身管的烧蚀磨损问题更加严重,身管寿命更短,高膛压反坦克炮就是如此。目前对于武器身管烧蚀问题并没有成熟的计算软件用于指导工程分析和研究。这些不足进一步表明了武器身管烧蚀磨损问题的研究必要性。通过对武器烧蚀磨损机理的分析,可以通过相应的数值计算方法计算其烧蚀磨损量来预测身管寿命,这种方法不仅省时、省力、省钱,而且具有科学研究意义和实际参考价值。[13]
(二)、国内外相关研究动态
武器内膛烧蚀磨损问题关乎身管的寿命,一直为人们所关注,国内外专家对此问题也进行了相应的研究,包括对身管烧蚀磨损机理的分析研究,以及对身管烧蚀磨损的计算方法的研究,这些研究都深化了内膛烧蚀磨损问题的了解。身管烧蚀磨损问题的研究主要集中在以下几个方面:(1)对身管烧蚀磨损的机理进行相应分析和研究,寻找能有效降低身管烧蚀磨损程度的措施,以便提高身管的使用寿命:(2)身管烧蚀磨损的计算方法研究;(3)根据所计算的身管烧蚀磨损量来预测身管的寿命。[12]
1、武器身管烧蚀磨损的机理分析
要深入研究武器身管的烧蚀磨损问题必须先要对身管的烧蚀磨损机理做一定研究,掌握影响身管烧蚀磨损的因素。国外对于身管烧蚀磨损的机理研究开展较早,并且进行过大量的实验,为烧蚀磨损机理研究提供了珍贵资料。通过多年的研究发现,武器烧蚀磨损主要由以下三个因素引起的:热因素、化学因素和机械因素,并且这些因素往往是相互关联的。
