如何改變砲彈的膛壓曲線？

Question

因為無法用圖解！！

大概用文字寫一下

在砲彈的膛壓曲線分為昇壓及下降

曲線的x軸為砲管長度X(彈程)
曲線的y軸為壓力P(膛壓)
曲線所包含的面積為砲彈的射程(單位：公里)


問題是：
若今天膛壓曲線設計出來
壓力大於砲管所能承受的壓力
射程為30Km

我們要去改變膛壓的"昇壓"

提示：昇壓階段與燃燒速率有關

燃燒速率：
dc/dt=BDS(P^a)

B：燃燒係數
D：裝填密度
S：燃燒面積
P：壓力
a：壓力指數


問：要如何去變才能改變昇壓曲線仍可使彈程到30Km？？

Dav · Accepted Answer

一般而言, 決定火炮威力的兩個重要因素為 ”炮口動能” 和 ”動能利用率”.
“炮口動能” 與火炮內彈道的各種因素有關, “炮口動能” 和 初速的平方成正比, 在其他所有因素確定的情況下, 提高初速度便可以提高 “炮口動能”, 亦即增加了炮彈的射程距離. 而提高 “火炮膛壓” 和改善 “膛壓曲線” 則是提高 “初速” 和 “炮口動能” 的有效措施。 

膛壓可分為“最大膛壓”  和 “平均膛壓”. 如果在“最大膛壓”相同的條件下,  則“平均膛壓”較穩定者, 其“炮口動能”將會較高, 因為發射藥燃速穩定, 燃燒持續時間長, 炮彈在炮膛內加速穩定, 在脫離炮口前炮彈接受發射藥持續不斷的補充膛壓損失, 亦即發射藥穩定持續的燃燒, 不停的提供炮彈的加速能量, 其“炮口動能”當然就能較高, 炮彈射程距離就會較遠. 

反之, 如果“平均膛壓”不穩定, 則發射藥的燃燒時間太短(或不穩定), 即便發射藥燃燒能量提供了很高的”最大膛壓”, 但是炮彈在脫離炮口前, 將會有一段較長的時間, 因為發射藥已燃燒完畢, 而無法補充膛壓損失, 炮彈的加速會不穩定,僅能依靠炮膛內的存壓來提供能量, 其“炮口動能”當然就會較低, 炮彈射程距離也就會較短.

依大大的命題. “若今天膛壓曲線設計出來, 壓力大於砲管所能承受的壓力”, 那麼只能朝兩個方向去解決問題, 
一). 是尋求更好的砲管材料, 以能符合已經設計出來膛壓為準. 
二). 在“最大膛壓”和“平均膛壓”之間求取一個平衡,讓此“最大膛壓” 在砲管所能承受壓力的安全範圍內, 利用延長發射藥的燃燒時間(速率), 符合所需要的“炮口動能”值, 以達到射程(30Km)的要求.

2008-12-26 02:16:57 補充：
另外, 如果大大可以更整體(系統)性的考量的話, 把”動能利用率”也納入設計的考量範圍內，彈體本身的設計—如彈質, 彈形, 彈重….等, 那麼整體最終所能表現的效果, 將會是更優良的.

以上回答希望能符合大大的期望, 並祝大大設計成功, 射得更遠更準!!!

如何改變砲彈的膛壓曲線？

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