高育材眯着眼,盯着那几根炮管的位置,问:“射速呢?”
康辉说:“设计指标是5000发每分钟,最低不低于4500发。海基版可以做到5000,陆基版因为后坐力和供弹的限制,目前只能做到4500左右。”
高育材点点头,又问:“拦截距离?”
“2000到3000米。”康辉说,“对导弹目标,有效拦截距离2000米左右;对飞机和直升机,可以打到3000米。再远弹丸散布太大,精度不够。”
高育材沉默了几秒,然后指着黑板上的一处标注:“这里,后坐力计算,你们用的公式是F=ma?”
李保良一愣,点点头:“对,牛顿第二定律,后坐力等于弹丸质量乘以加速度,我们按单管算,每发弹丸质量0.55公斤,初速1050米每秒,加速时间按炮管长度除以平均速度估算,算下来单管后坐力……”
高育材摆摆手,打断他:“那是简化公式,实际的后坐力,还要考虑火药燃气的动量。”
他走上前,拿起粉笔,在黑板上画起来:“你们看,发射时,弹丸向前飞,火药燃气也从炮口喷出。”
“燃气也有质量,也有速度,喷出来的时候会给炮管一个向前的推力,这个力叫‘燃气反冲力’,方向和后坐力相反,能抵消一部分后坐力。”
他在黑板上写下几个字母,一边写一边说:
“实际后坐力公式应该是F=(m_e* v_e+ m_g* v_g)/ t,其中m_e是弹丸质量,v_e是初速,m_g是燃气质量,v_g是燃气平均喷出速度,t是弹丸在炮管内的加速时间。”
他转过身,看着李保良:“你们算的时候,把这个m_g* v_g忽略了吗?”
李保良张了张嘴,说不出话来。他低头看了看手里的图纸,又抬头看了看黑板上的公式,脸上慢慢露出一种“我怎么没想到”的表情。
康辉在旁边反应快,连忙问:“高老师,您的意思是……我们算大了?”
高育材点点头,自顾自地说着:“不排除有这个可能,但是具体大多少,要看炮管长度,装药量,弹丸初速,你们把参数给我,我帮你们算算。”
康辉连忙从桌上翻出一份文件,递给高育材。
那是一份技术规格书,封面印着“金盾-2000B”的字样,右上角标注着“内部资料注意保管”。
高育材接过来,翻开,看了看上面的数据。
口径:30毫米
管长:70倍径(即2100毫米)
弹丸质量:0.55公斤
初速:1050米/秒
装药量:0.25公斤
发射药类型:双基扁球药
峰值膛压:350兆帕
他眯着眼,心算起来。
嘴里念念有词:“弹丸动能0.55乘以1050平方除以2,约303千焦,装药能量0.25公斤,火药能量按每公斤4兆焦算,总能量1兆焦。”
“燃气质量,装药的60%变成燃气,约0.15公斤,燃气平均速度……按弹丸速度的1.5倍估算……约1575米每秒……”
听着高育才嘴里念念有词,康辉和李保良面面相觑,不敢打扰。
秦怀民站在旁边,看着老高这副模样,嘴角浮起一丝笑意。
他知道,老高这是来劲了。
当年在大学,老高给人讲题的时候就是这副模样。
眯着眼,嘴里念念有词,完全沉浸在自己的世界里。
高育材算了一会儿,抬起头,说:“你们原来的后坐力,算的是多少?”
李保良连忙说:“单管65千牛,七管齐射的话,峰值后坐力按线性叠加算,大概455千牛。”
高育材摇摇头:“大了,算上燃气动量,实际单管后坐力应该在58千牛左右,小了10%以上,七管齐射的话,因为有相位差,实际峰值不会到7倍,按6倍估算,大概350千牛左右。”
李保良瞪大了眼睛:“350千牛?高老师,您……您就这么心算出来了?不用计算器?”
高育材笑了笑:“搞了一辈子机械,这些东西心里有数,你拿计算器验算一遍,应该差不了多少。”
李保良连忙从桌上抓起一个计算器,噼里啪啦按起来。
按了一会儿,他抬起头,脸上带着难以置信的表情:“高老师,您算得对……58.3千牛……您怎么做到的?”
高育材没接这个话,而是指着黑板上另一处:“还有这里,缓冲机构的设计,你们用的还是老思路,液压缓冲,弹簧复位。这种结构简单可靠,但效率低,体积大,用在空间紧张的陆基版上不合适。”
康辉连忙问:“那高老师有什么好办法?”
高育材想了想,说:“可以考虑用多级缓冲。”
他拿起粉笔,在黑板上画起来:“第一级,炮管后坐时,先通过一个长行程液压缸吸收大部分能量,液压缸行程可以做到200毫米左右,工作压力20兆帕,能吸收60%以上的后坐能量。”
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