Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Июнь » 27 » Влияние природы пороха на параметры выстрела
23:11
Влияние природы пороха на параметры выстрела

   Так как, основной задачей внутренней баллистики является установление параметров системы и ее боеприпасов, то необходимо оценить параметры процессов, происходящих при выстреле.

    От момента воспламенения до начала движения снаряда происходит горение пороха в замкнутом объеме. При этом, пламя распространяется практически по всей поверхности пороховых элементов, происходит сгорание всего 2-6% от массы порохового заряда. При этом достигается давление форсирования, составляющее до нескольких сотен атмосфер. Следует учесть, что чем плотнее снаряд “сидит” в гильзе, чем глубже нарезы и чем больше масса снаряда, тем выше давление форсирования. Более высокое давление форсирования способствует сгоранию порохового заряда на меньшем удалении от каморы, это позволяет сделать ствол короче. При этом большое давление требует высокой прочности ствола и делает отдачу более резкой и сильной. Это необходимо учитывать при проектировании противооткатных устройств.

    Горение порохового заряда протекает неодинаково, чем порох более высокоэнергетический, тем больше температура пороховых газов, образующихся в зоне горения, это вызывает ускорение нагревания глубинных слоев порохового элемента, что ускоряет горение. Так же, при высоком давлении газовой среды происходит прижатие зоны (слоя) горения ближе к поверхности пороха, что ускоряет сгорание. Для разъяснения этого эффекта взгляните на рисунок 1.

Рисунок 1.

    На рисунке представлен разрез участка поверхности горящего порохового элемента (увеличено). Темно-зеленым цветом показан порох, его температура соответствует начальной температуре порохового заряда. Светло-серым цветом показан слой предварительного прогрева пороха, температура здесь немного выше, но, она еще не вызывает разложения пороха. Голубым цветом показана область начала разложения пороха, происходит выделение газообразных продуктов, размягчение пороха от нагрева, его взрыхление и унос газообразными продуктами в более горячие зоны. Оранжевым цветом показана зона окончательного разложения твердой фазы пороха, смешение газообразных продуктов и начало горения. Для этой зоны характерно наличие большого количества углеводородов, оксиды азота, сажа, ароматические углеводороды из добавок пороха и др. Желтым цветом показана зона горения, в ней происходит перестройка молекул, образуется основная масса водяного пара и оксидов углерода. Для этой зоны характерна максимальная температура. Светло-зеленый фон это пороховые газы под давлением. Разумеется, границы между областями весьма расплывчаты и условны.

    Для случая среднего артиллерийского баллистита, в момент, когда давление достигает 500-600 атмосфер, данная картина имеет температуры, представленные на рисунке 1. Толщина слоев примерно следующая: прогрев 0,1-0,3 мм, разложение 0,4-0,5 мм, смешение 0,3-0,5 мм, горение 0,7-1,0 мм. При более высоком давлении все области с газовой средой (правее области разложения) сжимаются, уменьшая свою толщину, а прогрев твердой фазы ускоряется, эти области несколько увеличиваются. Это приводит к прижатию конвективных областей к еще не прогретой поверхности пороха и ускоряет ее прогрев.

    Исходя из этих зависимостей, можно сказать, что при повышении давления в n раз скорость горения пороха возрастает во столько же раз. Это правило справедливо только по отношению к порохам (и другим энергонасыщенным материалам) не дающим твердых продуктов сгорания. Если присутствуют твердые продукты, то зависимость скорости горения от давления значительно снижается, пропорционально квадрату содержания твердых продуктов сгорания. Так, для термита, практически не дающего газообразных продуктов, зависимость скорости горения от давления внешней среды практически равна нулю. А для топлива РСИ-60 (около 6% твердых продуктов), горение при атмосферном давлении происходит со скоростью 2-3 мм в секунду. При давлении в 200 атмосфер, горение идет со скоростью почти полметра в секунду.

    Для дымных порохов нет четкой зависимости скорости горения от давления и геометрии пороховых элементов. Так как, пороховые элементы при выстреле хаотично разрушаются при движении по каналу ствола, а продукты горения содержат около 50% твердых продуктов (точная цифра зависит от давления, при котором происходит горение, влажности пороха, его начальной температуры и др. параметров).

    Для достижения оптимальных результатов, необходимо иметь порох с наиболее плавным сгоранием, высокой механической прочностью и по возможности, максимальными энергетическими характеристиками. Присутствие твердых продуктов горения нежелательно и допускается для современной артиллерии не более 1%.

Категория: Баллистика | Просмотров: 1152 | Добавил: Chemadm | Теги: параметры порохового заряда, внутренняя баллистика, Порох | Рейтинг: 4.6/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]