Stanovenie priebehu odporového tlaku proti pohybu strely v hlavni zbraňového systému

Ing. Ján Štrba

Doctoral thesis

Determination of the resistance pressure against the projectile movement in the barrel weapon system

Abstract:

Problém s určením, charakterizovaním a stanovením hodnôt všetkých čiastkových aspektov odporu proti pohybu strely v klasickej drážkovanej delostreleckej hlavni trápi svojich konštruktérov od čias vedeckého prístupu k tejto problematike. Každý zbraňový systém má voči ostatným zbraňovým systémom v určitom ohľade určité špecifické vlastnosti, ktoré na základe konštrukčných riešení predpokladajú aj drobné rozdiely vo výsledkoch nameraných vnútrobalistických hodnôt a hodnôt odporu proti pohybu strely v hlavni. História nám potvrdzuje, že tieto zákonitosti zistené na určitom type zbraňového systému, môžeme aplikovať aj na iných zbraňových systémoch. Tak ako každá veda, tak aj vnútorná balistika zaznamenáva svoj vývoj aj v súvislosti so spoločenským vývojom sa objavujú iné postupy a metódy výpočtov vnútrobalistických veličín od iných autorov, nie len autorov východných susedov. V súčasnej dobe je to predovšetkým nutnosť členského štátu NATO, ktorým Slovenská republika je, zaviesť a prakticky aplikovať štandardizačné dokumenty NATO. V tejto oblasti je to predovšetkým implementácia štandardu STANAG 4367 ?Termodynamický model vnútornej balistiky so súhrnnými parametrami?, ktorý obsahuje matematický model pohybu strely v drážkovaných hlavniach zbraní bez výtoku prachových plynov s použitím delenej munície. Táto norma obsahuje termodynamický vnútrobalistický model s parametrami, ktoré sú tvorené sústavou nelineárnych diferenciálnych a algebrických rovníc simulujúcich jednorozmerný pohyb konvenčných, rotačne stabilizovaných delostreleckých striel vo vnútri hlavne. Tento model je zameraný na podrobné riešenie strát energie v priebehu výstrelu a tak vyžaduje väčší počet vstupných údajov zbraňového systému. Príčinu strát energie využiteľnej pre pohyb strely v hlavni je potrebné analyzovať štúdiom nameraných hodnôt z vykonaných experimentov v praktickej aplikácii daného zbraňového systému. Výsledkom je potom model priebehu sily odporu proti pohybu strely a riešenie veľkosti a priebehu síl, ktoré pôsobia proti pohybu strely v drážkovanej hlavni. Pre výpočet vnútrobalistických veličín som použil analytický model založený na geometrickej predstave o horení prachového zrna so zahrnutím úprav výpočtu podľa profesora Sluchockého s individuálnym prístupom k stanoveniu geometrických charakteristík tvaru prachového zrna. 18 V dizertačnej práci sa taktiež zaoberám problematikou stanovenia tlakových pomerov medzi dnom strely a dnom nábojovej komory ako problému, ktorého riešenie bude potrebné pre stanovenie odporového tlaku pôsobiaceho na pohybujúcu sa strelu. Vykonaný experiment je vôbec prvým experimentom pre overenie modelu STANAG 4367 v podmienkach Slovenskej a Českej republiky, ktorý bol vykonaný za týmto účelom na delostreleckom zbraňovom systéme stredného kalibru. Parametre delostreleckého zbraňového systému, dnes už klasickej húfnice 122 mm H D-30A, zodpovedajú podmienkam, pre ktoré bol model STANAG 4367 vypracovaný. Súčasťou dizertačnej práce je autorský návrh výpočtu odporového tlaku metódou strihu materiálu. Výsledky tohto návrhu sú porovnateľné so zámermi autorov modelu STANAG 4367.

Abstract:

The doctoral dissertation is aimed to verify the accuracy and functionality of the STANAG 4367 model for calculating interior ballistic variables based on the resistive pressure that counteracts the bullet movement in the grooved barrel. The model addresses the issue dealing with separately - loaded ammunition for artillery weapon systems of medium ? sized caliber. To verify the accuracy and functionality of the STANAG 4367 model, we selected an experimental technique and proved the procedure accuracy in calculating the geometrical characteristics of the surface non-treated Seven-perforated nitrocellulose grains by comparing the theoretically obtained values of the interior ballistic characteristics with those measured in experimental shooting. Experience in using the STANAG 4367 model as presented to the professional public to calculate resistive pressure indicate that the possibilities and applicability of the system are severely restricted. Therefore, the additional goal of the doctoral dissertation is to propose additional possible technique to compute the resistive pressure values and to compare them with those specified in STANAG 4367. The standard weapon system 122 mm H D-30A was used to measure the interior ballistic variables in the course of shooting. We have employed ammunition containing surface non-treated Seven-perforated nitrocellulose grains in the cartridge

Keywords

Vnitřní balistika, munice, odpor střely v hlavni

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2011

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 5. 4. 2012

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Doctoral programme / field:
Chemistry and Chemical Technology / Organic Technology