一种火药燃烧时炮管内等离子体密度计算方法

摘要

本发明公开了一种火药燃烧时炮管内等离子体密度计算方法包括如下步骤：步骤一、获取炮膛结构参数和装药参数；步骤二、建立火药燃烧方程组；步骤三、对火药燃烧方程组进行求解，以时间t为自变量，获取p、l、ψ关于t的函数；步骤四、计算燃气温度T：其中，R是气体常数；步骤五、计算等离子体密度n_e：其中，E_i为离子的电离电位，g_o为原子基态的统计权重，g_i为离子基态的统计权重，m_e为电子质量，n_i为离子密度，n_o为原子密度。本发明提供的火药燃烧时炮管内等离子体密度计算方法能够准确计算出炮管内等离子体密度，对提高火炮内等离子体的密度提供了理论支持。

主权项

一种火药燃烧时炮管内等离子体密度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、获取炮膛横断面面积S，火药形状特征量χ、λ和μ，燃速系数空隙率弹丸质量m，药室自由容积缩径比l_ψ，火药力f，装药量ω，比热比θ+1，药厚2δ₁；步骤二、建立火药燃烧方程组$\psi =\left\{\begin{array}{cc}\chi Z(1+\lambda Z+{\mathrm{\mu Z}}^2)& (Z<1)\\ {\chi }_S{Z}_k(1+{\lambda }_s\frac{Z}{Z_k})& (1\le Z<Z_k)\\ 1& (Z\ge Z_k)\end{array}\right.$$\frac{dZ}{dt}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\bar{u}}_1}{{\delta }_1}{p}^n& (Z<Z_k)\\ 0& (Z\ge Z_k)\end{array}\right.$$\nu =\frac{dl}{dt}$其中，ψ为火药相对已燃体积，χ_s和λ_s为碎粒燃烧阶段燃气生产系数，Z为火药相对已燃厚度，Z_k为多孔火药碎粒全部燃完时的燃去相对厚度，t为时间，p为压力，v为弹丸速度，l为弹丸行程；步骤三、对火药燃烧方程组进行求解，以时间t为自变量，获取p、l、ψ关于t的函数；步骤四、计算燃气温度T$T=\frac{Sp(l+l_{\psi })}{\omega \psi R},$其中，R是气体常数；步骤五、计算等离子体密度n_e$n_e=\frac{n_0}{n_i}\frac{{\left(2{\mathrm{\pi m}}_{e}kT\right)}^{1.5}}{h^3}\frac{2g_i}{g_0}\exp \left(\frac{-{\mathrm{eE}}_i}{kT}\right),$E_i为离子的电离电位，g_o为原子基态的统计权重，g_i为离子基态的统计权重，m_e为电子质量，n_i为离子密度，n_o为原子密度。