Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Энергетика Авиационного артиллерийского оружия
просмотров - 193

Анализ влияния режима стрельбы на живучесть стволов

На основании закона Ньютона-Рихмана элементарное количество тепла (dQ), проходящее через единицу поверхности (dF) ствола в единицу времени (dt) прямо пропорционально разности температур газа (ТГ ) и внутренней поверхности ствола (ТС)

.

Представим данное уравнение в виде:

где tn – время окончания действия поровых газов.

Подставим в уравнение значение и проведем преобразования, в результате получим:

,

где gГ – удельный вес порохового газа;

a0 – коэффициент, определяемый экспериментально.

Из уравнения состояния газа

где R – газовая постоянная.

С учетом выше сказанного, имеем:

.

Принимая во внимание, что – полный импульс давления пороховых газов, отнесенный к единице площади поперечного сечения канала ствола S, получим следующее уравнение:

где ;

– коэффициент приведенной площади сечения канала ствола.

Из теории внутренней баллистики известно, что Iб складывается из дульного импульса (Iд) и импульса последействия (Iп) [14], ᴛ.ᴇ.

где – коэффициент фиктивной массы снаряда;

– коэффициент последствия газов;

w – масса порохового заряда.

После подстановки в основное уравнение получим:

.

Учитывая, что для действующих образцов ААО принимаются, как правило, следующие допущения:

перепишем полученное выше выражение

.

Общие количество тепла (Qå) передаваемое единице поверхности ствола за всœе время стрельбы (t) определяется выражением

.

В данном уравнении есть ни что иное, как коэффициент тепловой напряженности оружия СТ.

На рисунке 2.15 в виде графиков представлены результаты расчетов влияния Iб на температуру рабочего слоя ТС после 100 выстрелов из 30-мм пушки при различных темпах стрельбы.

Основной вывод состоит по сути в том, что увеличение либо темпа стрельбы Т, либо начальной скорости снаряда v0 приводит к увеличению температуры рабочего слоя ствола до одного и того же значения.

Ведение высокоэффективной стрельбы из ААО требует повышенного расхода боеприпасов. Расчеты и практика показывают, что для получения максимальной вероятности поражения цели длина непрерывной очереди должна составлять 100 … 200 выстрелов при продолжительности стрельбы 1 … 4 секунды.

Будем оценивать живучесть ствола в функции параметров режима стрельбы. При этом живучесть ствола будем оценивать по температуре ТС рабочего слоя.

Смятие нарезов возникает из-за сильного нагревания поверхности ствола при интенсивной стрельбе. В этом случае внутренние слои не успевают охлаждаться, что приводит к повышению их температуры. Изменение температуры в стенке ствола оружия в зависимости от количества выстрелов в очереди имеет вид, изображенный на рисунке 2.16. Очевидно, что чем больше длина очереди, тем быстрее будет происходить нагревание ствола.

Предельной температурой нагревания ствола является такая температура, при которой материал рабочего слоя ствола становится мягче материала ведущего пояска.

Интенсивность нагревания ствола при стрельбе можно уменьшить за счет увеличения его массы, а также путем флегматизации пороха.

Графики на рисунке 2.17 дают качественное представление о нагревании внутренних слоев ствола в зависимости от темпа стрельбы. Во время выстрела, когда поверхность ствола омывается пороховыми газами, ее температура превышает 10000 С. В промежутке между выстрелами, за счет теплопроводности происходит отвод тепла к наружным слоям, температура внутренних слоев падает. Чем выше темп стрельбы, тем скорее (при меньшем числе выстрелов) температура внутренней поверхности достигает критической.

Вместе с тем, по мере роста темпа стрельбы имеет место резкий перепад температуры по толщинœе ствола, что связано с сокращением временного промежутка между выстрелами, вследствие чего температура не успевает распределиться по всœей толщинœе ствола.

В случае если вести стрельбу не одной непрерывной очередью, а короткими очередями, то общее число выстрелов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ можно сделать, не оказывая существенного влияния на живучесть ствола, может быть существенно больше. На рисунке 2.18 сплошной кривой показано повышение температуры внутренних слоев ствола в течение непрерывной очереди, а ломанной – при стрельбе короткими очередями. Даже небольшие перерывы в стрельбе (1…3с) играют существенную роль, так как в эти промежутки за счет теплопроводности температура по сечению ствола успевает выравниваться, следовательно, температура внутренней поверхности понижается.

 
 

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, анализ влияния различных характеристик выстрела на живучесть стволов позволяет сделать следующие выводы:

– наличие перерыва между очередями снижает температуру рабочего слоя, чем больше перерыв, тем глубже охлаждение ствола;

– по величинœе допустимой температуры можно давать рекомендации по режимам стрельбы авиационного артиллерийского оружия;

– при очередях 10 … 25 выстрелов и перерыве 5 … 15 сек между очередями, температура рабочего слоя устанавливается ниже 5500 С, что позволяет отстреливать практически любой боекомплект.

При этом увеличение живучести ствола за счет увеличения времени перерыва и сокращения длины сплошной очереди ведет к снижению эффективности боевого применения ААО.


Читайте также


  • - Цикл автоматики авиационного артиллерийского оружия

    Структурная схема авиационного артиллерийского оружия Несмотря на конструктивные отличия базовых образцов ААО, их общие принципы устройства, а также связи между агрегатами и механизмами описываются одной структурной схемой (Рисунок 1.28). Как следует из этой схемы,... [читать подробенее]


  • - Характеристики авиационного артиллерийского оружия

    Качество ААО и его приспособленность для решения боевых задач оценивается совокупностью различных характеристик. Каждая из характеристик отражает определенные свойства ААО. Всю совокупность характеристик ААО условно принято разделять на три группы (рисунок 1.1):... [читать подробенее]


  • - Механизмов авиационного артиллерийского оружия

    Основные положения динамического анализа работы Авиационного артиллерийского оружия Основных механизмов автоматикиАнализ движения механизмов автоматики оружия прежде всего позволяет определить темп стрельбы оружия, а также оценить силы, действующие при... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Газоотводного двигателя автоматики Особенности функционирования В оружии с отводом пороховых газов движущей силой, приводящей в движение все механизмы, является сила давления пороховых газов, отводимых в газовый цилиндр двигателя автоматики оружия через... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Под термином «авиационное артиллерийское оружие» понимается специально разработанное для установки на самолётах и вертолётах артиллерийское оружие. Авиационное артиллерийское оружие (ААО) предназначено для поражения воздушных и наземных (надводных) целей,... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Критерии оценки технического совершенства Выбор рациональных значений основных ТТХ и, главное, нахождение оптимального сочетания между ними – задача чрезвычайно сложная. Кроме того, поскольку ААО является частью системы артиллерийского вооружения летательного... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Анализ мощности, потребляемой механизмом досылания Принципиальной особенностью многоствольного оружия с вращающимся блоком стволов является непрерывное (безостановочное) движение блока в течение очереди выстрелов. Изменение сил сопротивления и силы, развиваемой... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Анализ влияния режима стрельбы на живучесть стволов Согласно закону Ньютона-Рихмана элементарное количество тепла (dQ), проходящее через единицу поверхности (dF) ствола в единицу времени (dt) прямо пропорционально разности температур газа (ТГ ) и внутренней поверхности... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Операции и механизмы заряжания Выше отмечалось, что все образцы ААО являются оружием автоматическим. При стрельбе очередью одним из главных процессов, происходящих в автоматическом артиллерийском оружии, является процесс заряжания. Этот процесс включает... [читать подробенее]


  • - Авиационного артиллерийского оружия

    Уравнение движения основного звена автоматики Рассмотрим методику составления уравнение движения механизмов оружия на примере простейшего двухзвенного механизма, изображенного на рисунке 3.1. По такой схеме выполняются, например, подающие и запирающие механизмы в... [читать подробенее]