《火药装药设计原理与技术》课程教学大纲课程代码：110442038课程英文名称：Design theory and technology of gunpowder charge课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：武器发射工程、其他武器类专业大纲编写（修订）时间：2017年5月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《火药装药设计原理与技术》是特种能源工程与烟火技术专业开设的一门专业选修课，主要讲授火药装药学理论基础、火药气体的热力学性质、装药的弹道性能、装药的弹道设计与结构设计，以及最新发展的装药技术和模拟检测技术等内容。
它和火药学、弹丸学有着密切的联系，它是弹药工程与爆炸技术、特种能源工程及烟火技术等武器类专业的重要专业课程。
通过本课程的学习，学生应了解火药装药设计的基础理论；掌握火药装药设计的基本方法；了解能够明显提高弹道效果的先进装药技术和手段。
使学生具备根据武器系统提供的参数，能够设计出满足武器要求的安全装药并能进行相关试验验证的基本能力。
本课程的教学目标是：让学生掌握（1）火药气体的组成、能量性质的计算；（2）火药装药设计的基础理论；（3）火药装药的结构设计与弹道设计；（4）新型发射药装药技术；（5）发射装药的模拟检测技术。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握火药装药的一般知识，火药装药的基本类型、组成、装药元件的作用、火药装药的弹道性能、火药燃气的组成及其热力学性质等。
2.基本理论和方法：掌握火炮火药装药设计的基本理论，点火系统设计、火药燃气组成和理论计算、火药热力学性质的数学模拟理论、内弹道流体动力学模型、火药装药弹道设计模型与计算、火药装药结构设计等；掌握定装式装药、分装式装药、强装药、弱装药等传统装药技术，了解高能量密度装药、刚性装药、随行装药、压实装药、电热化学能装药等新型装药技术和提高远程发射装药的方法。
掌握火药发射装药的模拟检测技术。
3.基本技能:掌握设计计算、结构设计，实验技能，编制技术文件技能等。
（三）实施说明根据教学需要以及选用教材的不同，教学内容可适当增减，各部分学时数可调整2学时。
1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本原理和基本公式的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；积极增加课堂教学的趣味性和互动性，充分调动学生学习的主观能动性；注意培养学生独立进行科学研究和撰写科学实验报告的能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2．教学手段：本课程属于专业课，在教学中采用课堂讲授、实物、图片、兵器博物馆参观及靶场实习等教学手段，培养学生浓厚的学习兴趣，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
本课程主要的先修课程有高等数学、无机化学、物理化学、燃烧理论、火药学等。
（五）对习题课、实践环节的要求1．根据教学实际，每章理论授课完成之后应安排一定数量的习题，帮助学生消化和巩固所学知识，提高学生发现问题、分析问题和解决实际问题能力。
学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
2．由于学时少，本课程的实验环节可通过生产实习、靶场实习来完成。
条件允许的话，可安排适当学时的课程设计。
3．安排与本课程相关的学期大论文和设计类题目，其成绩作为平时成绩的一部分。
（六）课程考核方式1．考核方式：考查2．考核目标：在考核火药发射装药设计的基础知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、设计能力和计算能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由二部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况、提问等）占20%，期末考试成绩占80%。
（七）参考书目《火药装药设计原理与技术》，王泽山等编，北京理工大学出版社，出版时间：2008年。
《火药装药设计原理》，王泽山等编，兵器工业出版社，出版时间：1995年。
二、中文摘要本课程是特种能源工程与烟火技术专业学生选修的一门专业课程。
火药装药为武器提供发射能量，它是决定武器威力的关键因素之一，本课程通过对火药装药设计相关内容的讲授，使学生掌握火药装药设计的基础知识、基本原理和基本方法，并具有一定相关设计和计算能力。
本课程主要包括火药装药学理论基础、火药气体的热力学性质、装药的弹道性能、装药的弹道设计与结构设计，以及最新发展的装药技术和模拟检测技术等内容。
本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。
三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第1部分绪论总学时(单位：学时):3 讲课:3 实验:0 上机:0具体内容:1) 火药及其装药概述2) 火药装药的构件及其作用3) 装药设计的任务及对装药的要求4) 火药装药的基本类型5) 发射药装药技术的进展第2部分火炮火药装药设计理论基础总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第2.1部分火炮内弹道模型与装药的燃烧过程（讲课2学时）具体内容:1) 火炮内弹道模型和火炮火药装药设计2) 火炮装药的点火和燃烧过程重点:火炮内弹道模型、火炮装药的点火与燃烧过程难点：火炮内弹道模型、火炮装药的燃烧过程第2.2部分火药燃气对炮膛的作用（讲课2学时）具体内容：1) 火药燃气对炮膛的热传导2) 火药燃气对炮膛的烧蚀3) 发射时的有害现象重点:火药燃气对炮膛的热传导及烧蚀、发射时的有害现象难点：火药燃气对炮膛的烧蚀第2.3部分装药弹道设计方案评价及装药技术发展（讲课2学时）具体内容：1) 装药弹道设计方案的评价2）火炮火药装药技术的发展重点:装药弹道设计方案评价难点：装药弹道设计方案评价习题:思考题3道。
第3部分火药气体组成和热力学性质总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第3.1 部分火药能量性质及其气体组成的计算（讲课2学时）具体内容：1) 火药气体的状态方程2) 火药能量性质的简单计算法3) 火药气体组成的理论计算重点:火药能量性质的计算，火药气体组成的理论计算难点:火药气体组成的理论计算第3.2 部分火药燃气热力学函数及炮口烟（讲课2学时）具体内容：1）火药燃气的热力学函数2) 炮口烟重点:火药燃气的热力学函数、炮口烟难点：炮口烟第3.3 部分计算实例（讲课2学时）具体内容:1）不考虑离解产物时火药气体组成与性质2) 考虑离解产物时火药气体组成与性质3) 考虑甲烷形成时火药气体组成与性质的计算4）释放能、焓及熵的综合计算5）绝热火焰温度下火药气体性质的计算6）比定压热容、比热容比及音速计算重点:火药气体组成与性质的计算、释放能、焓及熵的综合计算难点:释放能、焓及熵的综合计算习题:习题2道第4部分火药装药与弹道性能总学时(单位：学时):3 讲课:3 实验:0 上机:0具体内容:1) 火药力2) 装药量3) 火药的爆温与膛内火药气体温度4) 火药的爆热和潜能5) 火药密度6) 药型和火药压力全冲量7) 余容重点:火药装药参数对弹道性能的影响，火药燃气的热力学参数对弹道性能的影响。
难点:火药力对弹道性能的影响。
习题:思考题2 题第5部分火炮装药的弹道设计总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第5.1部分装药设计步骤及典型火炮的弹道曲线（讲课2学时）具体内容：1) 装药设计步骤2) 火炮膛内p-t和v-t曲线重点：装药设计步骤、几种典型火炮的弹道曲线难点:火炮膛内p-t和v-t曲线第5.2部分火药装药弹道设计模型（讲课3学时）具体内容：1）瞬时全部燃完模型2）恒温解法模型3）装药的图解计算法4）弹道循环分阶段考虑的内弹道模型5）内弹道准两相流体力学模型6）有高、低压药室的发射装药弹道模拟重点：几种典型火药装药弹道模型难点:弹道循环分阶段考虑的内弹道模型、有高、低压药室的发射装药弹道模拟第5.3部分弹道设计计算及发射药单体选择（讲课1学时）具体内容:1) 弹道设计计算2) 发射药单体形状和尺寸选择重点:弹道设计计算、发射药单体选择难点:弹道设计计算习题:思考题2题第6部分火炮火药装药的结构设计总学时(单位：学时):3 讲课:3 实验:0 上机:0具体内容:1) 火炮火药装药结构2) 装药结构与火炮性能3) 火药装药中的点火系统4) 火炮火药装药附加元件重点:火炮装药结构与火炮性能，点火系统的设计难点:火炮装药结构与火炮性能习题:思考题2题第7部分远程发射装药技术总学时(单位：学时):3 讲课:3 实验:0 上机:0具体内容:1) 提高火炮初速2) 优化底排装置3) 火箭增程与VLAP远程弹4) 固体燃料冲压发动机装药5) 减小弹道系数，提高射程6) 增加射程技术的特点7) 超远程发射装药8) 几项增程技术的基础和进展重点:增加火炮射程的途径，超远程发射装药技术难点:超远程发射装药技术习题:思考题2题第8部分发射装药的模拟检测技术总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1) 用于模拟装药燃烧性能的密闭爆发器试验2) 测定装药燃速的定容、恒压密闭爆发器试验3) 模拟火炮寿命的烧蚀性能试验4) 快速降压的燃烧中止实验5) 混合装药的密闭爆发器实验6) 模拟装药内弹道性能实验重点:装药燃烧性能试验，模拟火炮寿命的烧蚀性能试验，模拟装药内弹道性能实验难点:模拟装药内弹道性能实验习题:思考题3题。