Введение 4
1 Современное состояние в области ствольных систем 7
2 Математическая постановка задачи и численный метод ее решения 12
3 Определение условий заряжания модельной баллистической установки малого калибра
при использовании классической схемы заряжания 14
4 Определение условий заряжания модельной баллистической установки малого калибра
при использовании схемы заряжания с присоединенным зарядом 22
Заключение 36
Список использованной литературы 37
Внутренняя баллистика изучает явления, происходящие в канале ствола оружия во время выстрела, движение снаряда по каналу ствола и характер нарастания скорости снаряда как внутри канала ствола, так и в период последействия газов. Важнейшей частью в явлении выстрела является заряд, образующий пороховые газы при сгорании, приводящие снаряд в движение. Внутренняя баллистика занимается исследованием вопросов наиболее рационального использования энергии порохового заряда во время выстрела, с целью обеспечить максимально возможные скорости. Решение этого вопроса и составляет основную задачу внутренней баллистики: как снаряду данного веса и калибра сообщить определенную скорость Уд при условии, чтобы максимальное давление газов в стволе или камере Рт не превышало заданной величины [1].
В реальности дульная скорость метаемых элементов в ствольных системах не превышает 1500 метров в секунду, как показывает практика, создающиеся новые материалы для защиты бронетехники и живой силы требуют от бронебаллистики больших скоростей и все больших уровней пробития. Достичь поставленные цели возможно двумя направлениями: разработкой новых перспективных материалов бронебойных сердечников и разработкой новых ствольных систем с повышенной дульной энергией метаемых элементов. Во внутренней баллистике за основу берется второй путь достижения цели - увеличение дульной скорости, что приведет к увеличению эффективности выстрела и, как следствие, увеличению проникающей способности метаемых элементов.
С целью достичь необходимые значения параметров выстрела, проводятся исследования по нахождению способов увеличения дульной скорости. Можно выделить несколько способов повысить дульную скорость: классические и нетрадиционные, которые в свою очередь состоят из способов, указанных в рисунке 1.
Так как в ствольных системах, как уже отмечалось ранее, практически исчерпаны традиционные пути повышения дульной скорости метаемых элементов при сохранении максимального давления в камере заряжания, необходимо использовать новые подходы, основанные на современных конструкциях метательных зарядов. В этой связи перспективным является применение схемы заряжания с моноблочными зарядами. Схемы таких способов заряжания изображены на рисунках 2, 3.
Использование компоновки метательного заряда с моноблоками приводит к повышению средней плотности заряжания при сохранении допустимых значений максимального давления на дно канала ствола. Выстрел с моноблоком может обеспечить прирост скорости снаряда по сравнению с классической схемой выстрела до 25% без повышения максимального давления в камере заряжания.
Целью данного исследования было определение условий заряжания для модельной баллистической установки калибром 30 мм при использовании классической схемы заряжания и определение условий заряжания для той же установки, но с модернизированным зарядом. В данной работе, в качестве метода модернизации метательного заряда, с целью повышения дульной скорости, было выбрано использование высокоплотных топлив в качестве присоединенного заряда (ПЗ) по описанной ранее схеме.
Результаты проведенного параметрического исследования позволят сравнить основные характеристики выстрела для двух схем заряжания и оценить прирост дульной скорости при модернизации заряда.
В результате выполнения работы достигнуты следующие результаты:
Проведенный анализ современного состояния в области ствольных систем показал, что классическая схема заряжания не позволяют достичь требуемых значений параметров выстрела. Это привело к развитию нетрадиционных схем заряжания, каждая из которых имеет свои области применения и, вместе с тем, недостатки. Это означает, что в этой области внутренней баллистики остается множество перспективных направлений, требующих исследований и поиска подходящих конфигураций зарядов, для достижения поставленных целей: увеличить дульную скорость снаряда для увеличения дальности полета или пробития брони заданной толщины.
В результате проведенных теоретических параметрических исследований по определению условий заряжания модельной баллистической установки при использовании классической и с присоединенным зарядом схем заряжания рассмотрены четыре вида порохового заряда.
Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных при использовании классической схемы заряжания и схемы с присоединенным зарядом полученных в условиях модельной баллистической установки.
Проведенный газодинамический анализ показал, что для получения наибольшей дульной скорости метаемого элемента при ограничении максимального давл ения в камере заряжания 500 МПа для классической схемы заряжания необходимо использовать порох марки Сунар 30-06. Данный порох способен обеспечить наибольшую дульную скорость метаемого элемента до 2298.8 м/с при максимальном давлении на дно канала ствола 494.60 МПа.
Для получения наибольшей дульной скорости метаемого элемента при использовании схемы метания с присоединенным зарядом необходимо использовать семиканальный порох. Данный порох способен обеспечить наибольшую дульную скорость метаемого элемента до 2533.61 м/с при максимальном давлении на дно канала ствола 499.02 МПа, необходимая масса присоединенного заряда 100 г, основного заряда 105 г.
Получены газодинамические особенности выстрела при использовании классической схемы заряжания и схемы с присоединенным зарядом путем включения высокоплотных топлив в метательный заряд.
