Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Июнь » 27 » Динамика выстрела
22:51
Динамика выстрела

    Как мы уже выяснили, процесс выстрела складывается из воспламенения порохового заряда, достижения давления форсирования и ускорения снаряда по каналу ствола расширяющимися пороховыми газами, находящимися под большим давлением. Рассмотрим подробнее эти процессы.

   Для обеспечения работы различных артиллерийских систем используются те или иные типы воспламенителей, всех их объединяет одно – они создают форс пламени, богатый твердыми продуктами сгорания. Подробнее о составах для капсюлей мы поговорим в соответствующей беседе. Пламя не только поджигает пороховой заряд, но и создает давление в каморе (гильзе). Для стрелкового оружия это давление может составлять 8-90 атмосфер, в зависимости от типа пороха и особенностей данной системы. В артиллерии используются более медленногорящие пороха (за исключением минометов, безоткатных систем и ДРП), поэтому, давление в каморе (за счет капсюльного состава) достигает обычно 10-140 атмосфер. Под таким давление происходит воспламенение пороховых элементов (зерна, трубка, лента или др.). Для большинства артиллерийских систем, давление форсирования составляет 130-300 атмосфер. При этом давлении происходит начало движения снаряда по каналу ствола. На рисунке 1 представлен процесс выстрела в форме упрощенного термодинамического графика.

Рисунок 1.

     Зеленым показан затвор орудия, желтым – пороховой заряд, коричневым – снаряд, светло-серым – металл ствола. Красной линией графика отмечено изменение давления пороховых газов в канале ствола. Синей линией показана скорость снаряда в стволе. По горизонтали отложена длина ствола, хотя иногда откладывают время выстрела.

     Как видно из графика, при достижении давления форсирования Рф, снаряд начинает двигаться по каналу ствола, при этом, пороховой заряд интенсивно сгорает. В начале своего движения, снаряд имеет низкую скорость, поэтому, заснарядное пространство увеличивается медленно. Намного медленнее, чем происходит приток пороховых газов из-за сгорания заряда. Следует также отметить, что при увеличении заснарядного пространства и уменьшения объема пороховых элементов в результате сгорания происходит увеличение объема, в котором находятся пороховые газы. Поэтому, влияние энергии, выделившейся в результате сгорания пороха, на расширение газообразных продуктов горения увеличивается.

      С другой стороны, при увеличении заснарядного объема, происходит рост площади поверхности канала ствола, омываемой пороховыми газами при их движении по каналу ствола. Это влечет за собой их остывание, так как металл имеет высокую теплопроводность.

     При этом, основное влияние на давление пороховых газов оказывает соотношение между скоростью роста объема заснарядного пространства и скоростью притока новых раскаленных газов. При увеличении скорости движения снаряда по каналу ствола, увеличивается и объем, занимаемый пороховыми газами. При этом происходит уменьшение площади поверхности пороховых элементов в результате горения. Что влечет за собой снижение притока пороховых газов.

     При наложении этих процессов получаем некоторое максимальное давление (Рmax) которое достигается недалеко от зарядной каморы. Это давление очень важно, так как, оно указывает, до какой длины ствола, необходимо делать его с более толстой стенкой. Так же, это давление определяет требуемую прочность материала ствола, его стойкость к износу и высокотемпературной эрозии.

     Как видно из графика, максимальное ускорение снаряд получает при наибольшем давлении пороховых газов. При снижении давления пороховых газов, происходит уменьшение прироста скорости снаряда на единицу длины ствола. Поэтому, делать ствол слишком длинным не следует, его длину определяет масса и скорость горения порохового заряда.

     После сгорания пороха, пороховые газы еще имеют много тепловой энергии и способны совершать работу по ускорению снаряда. От точки Рс до точки Рд происходит адиабатическое расширение пороховых газов. При этом, температура газов снижается примерно с 600-1000 до 400-700оС. Дульное давление пороховых газов достигает в ряде случаев 400-800 атмосфер, что позволяет струе газов воздействовать на дно снаряда еще на расстоянии в 5-30 калибров орудия от дульного среза. Это воздействие вызывает увеличение скорости снаряда еще на 4-10 метров в секунду. Данный период именуют – период последействия газов. Он продолжается практически до снижения давления пороховых газов до атмосферного давления.

    Таким образом, мы выделили четыре периода: 1 – период форсирования, 2 – период сгорания пороха, 3 – период адиабатического расширения газов, 4 – период последействия газов. В следующей беседе мы рассмотрим методы математической оценки наиболее важных термодинамических параметров процесса выстрела.

Категория: Баллистика | Просмотров: 1866 | Добавил: Chemadm | Теги: график давления и скорости снаряда, процесс выстрела, внутренняя баллистика | Рейтинг: 4.8/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]