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论RN的内弹道设计有多烂

只看楼主收藏回复

前段时间似乎批RN的比较多,从老早的KGV到现在的前卫
最近深入研究了下内弹道过程,发现RN坚持祖宗之法导致内弹道过程相当之烂,于是也来凑个热闹
前卫镇楼


IP属地:湖南1楼2024-04-07 12:46回复
    众所周知RN战列舰炮的显著特点之一是普遍有巨大的发射药室
    譬如纳尔逊药室557升、传家宝药室502升、KGV药室360升



    以往将之解释为强装药留的余量,然而哪怕是以强装药的药量来看,这些药室也未免太大了一些
    纳尔逊常装药225kg、而科罗拉多装药242kg、药室容积385升

    传家宝常装药194kg、强装药222kg、而俾斯麦装药212kg、药室容积319升

    KGV常装药154kg、海岸炮220kg,宾夕法尼亚装药193kg、药室容积294升

    而且不排除如KGV作为海岸炮时药室本身就大,就像38cm SK C/34岸炮版一样,当然这是我的猜测


    IP属地:湖南2楼2024-04-07 12:50
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      同时RN的发射药能量利用率较低
      这里宣传一下我在论坛发的贴子
      内弹道技术
      https://www.warships.com.cn/thread-8591-1-1.html
      (出处: 战列舰)
      首先是RN发射药的能量指标较高,比德国高出15%

      而RN单位质量发射药产生的炮弹动能和俾斯麦不相上下
      俾斯麦弹重800kg、初速820mps、发射药重212kg、发射药做功能力1268700J/kg
      传家宝弹重879kg、初速749mps、发射药重196kg、发射药做功能力1258000J/kg
      KGV弹重721kg、初速757mps、发射药重154kg、发射药做功能力1340000J/kg
      结合之前的双方能量差距,传家宝的能量利用率仅为俾斯麦的87%、KGV强一点,为俾斯麦的91%
      而且这还没有算入因为英国初速标定温度更高而导致的低估德国初速


      IP属地:湖南3楼2024-04-07 12:59
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        而导致这些现象产生的原因都是同一个——RN坚持祖宗之法在战列舰火炮中使用柱状发射药
        柱状发射药是减面性燃烧发射药,它的特点是发射药燃烧速度一开始最快、此后越来越慢
        但是炮弹在炮管内的运动是越来越快的,因此炮膛内可以容纳发射药燃烧生成气体的容积会增长的越来越快
        因此柱状发射药等减面性燃烧发射药,在一开始就不能保持较高的燃烧速度,因为会产生过高的膛压
        而且由于其燃烧的越来越慢,在炮弹速度较高时不能充分利用增长的炮膛容积
        与之相对的,采用增面性或恒面性燃烧发射药更符合内弹道过程


        IP属地:湖南5楼2024-04-07 13:07
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          这就可以解释为什么RN会使用与其装药量不成正比的巨大药室——因为要在一开始提供更大的供发射药燃烧产生气体占据的空间,这样就可以在一开始保持比较高的燃烧速度,不然要么导致膛压超高、要么大幅增加发射药燃烧时间
          我用Matlab模拟了传家宝、俾斯麦使用RN柱状发射药和德国管装发射药的内弹道过程,这里假定发射药量一致,倍径为48:42
          蓝色为柱状发射药、红色为管状发射药,最后一张图是柱状发射药炮口动能/管装发射药炮口动能

          可见管装发射药有更好的平台效应,柱状发射药炮口动能/管装发射药炮口动能=86%


          IP属地:湖南6楼2024-04-07 13:15
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            那么RN是否可以使用更小的药室呢?结论是并不能够,为了保证不超过膛压限制、使用较小药室会限制燃烧速度、使得发射药燃尽点更加接近炮口,能量利用率反而可能会降低
            同样Matlab模拟了这种情况,当然这只是个示意,参数与模型并不准确


            IP属地:湖南7楼2024-04-07 13:20
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              因此仅以我浅薄的内弹道知识来看,RN的大药室纯属为了填其柱状发射药的坑
              贴子中Matlab程序并不合理,例如这里假定气体恒温,然而随火药燃气膨胀做功,其温度必然是下降的,其次假设气体是理想气体,然而火药燃气需要进行非理想气体修正,如维里数,同时并非把参数设计的与现实一致,有些简化和等比缩放,诸如此类等等
              当然趋势应当是对的


              IP属地:湖南9楼2024-04-07 13:28
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                KGV药室容积的图贴错了


                IP属地:湖南10楼2024-04-07 13:48
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                  为了向柱状发射药妥协,也是苦了火炮设计师了。硬是让MK2型406L45在3200+的膛压下还有350发的寿命。


                  IP属地:江苏来自iPhone客户端11楼2024-04-07 14:22
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                    高手啊,前排留座先


                    IP属地:湖南来自Android客户端12楼2024-04-07 15:44
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                      IP属地:江苏来自Android客户端13楼2024-04-07 15:47
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                        好贴!


                        IP属地:辽宁14楼2024-04-07 20:03
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                          楼主,你忘记远程火炮想要保证弹着点密集,一方面保证射击平台稳定性,另一个就是炮口初速一致性并且发射药排除炮口的时候不会二次燃烧。
                          你拿发射药利用效率那是高初速加农炮的做法。


                          IP属地:上海来自iPhone客户端16楼2024-04-08 01:51
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                            有人提到了二次燃烧和精度的问题,首先一般设计的比较好的火炮,二次燃烧主要指的是生成的未完全氧化气体如CO、H2d的燃烧,这影响炮口焰
                            如果是说发射药没有燃完,那关系到发射药燃烧截止点的问题,燃烧应当在炮弹距离炮口足够远的时候燃尽
                            此外解释一下图中圈出图像的意义,它说的是炮弹运动到某一位置发射药燃烧了多少的情况,曲线趋平即意味着燃尽




                            IP属地:湖南来自Android客户端17楼2024-04-08 02:36
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                              这位更是高手


                              IP属地:上海来自Android客户端18楼2024-04-08 08:59
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