III. Решение обратной задачи внутренней баллистики
Решение
ОЗВБ ставит своей целью поиск оптимального
сочетания конструктивных размеров
канала ствола (свободного начального
объема
,
приведенной
и фактической длины каморы
,
степени уширения каморы
,
длины пути снаряда по каналу ствола
, длины канала ствола в калибрах
) и условий заряжания (плотности заряжания
,
относительной массы снаряда
, относительного импульса давления
газов
).
Формулировка ОЗВБ, данная выше, является обобщенной и ей отвечает бесчисленное множество решений. Задача проектировщика - быстро найти среди этого множества решений оптимальное. Для поиска оптимального решения требуется проведение большого количества расчетов в итерационном цикле. Задача решается по периодам явления выстрела на основе аналитического метода профессора Н.Ф. Дроздова.
Исходные данные для проектирования:
калибр d 100 мм;
масса снаряда q=Сq.d3=14.1, 3=14 кг;
дульная
скорость снаряда
=1000
м/c;
коэффициент
В.Е.Слухоцкого
=1,05;
коэффициент
учета глубины нарезов
=0,82;
давление
форсирования
=50
МПа;
сила пороха f=1 МДж/кг;
плотность
пороха
=1600
кг/м3;
коволюм
=1
дм3/кг.
2. Для
ускорения поиска оптимального решения
в практике решения артиллерийских задач
широкое распространение нашел подход,
базирующийся на опыте проектировании
АО и опирающийся на экспериментальную
статистику. Этот опыт обобщен в виде
таблиц-эвристик, связывающих дульную
энергию АО
c такими важнейшими характеристиками,
как максимальное крешерное давление
(давление, замеренное при выстреле с
помощью крешерного прибора), плотность
заряжания
,
степень уширения каморы
и коэффициент использования массы
заряда
(табл.1). Входом в таблицу является
коэффициент могущества
.
Результаты компьютерного поиска оптимальных параметров внутренних очертаний канала ствола и условий заряжания представлены ниже:
№№ п.п. |
Параметр |
Величина |
Размерн. |
1 |
Коэффициент могущества CE |
.720E+09 . |
[Дж/м3] |
2 |
Коэффициент использования массы снаряда Cq |
.140E+05 |
[кгм/м3] |
3 |
Максимальное крешерное давление Pmkp |
.324E+03 |
[MПa] |
4 |
Плотность
заряжания
|
.740E+03 |
[кгм/м3] |
5 |
Степень расширения
каморы
|
.110E+01 |
[**] |
6 |
Коэф. использов.
массы заряда
|
.113E+01 |
[MДж/кг] |
7 |
Масса порохового
заряда
|
.570E+01 |
[кг] |
8 |
Коэффициент
фиктивности |
.119E+01 |
[**] |
10 |
Максимальное среднебаллистическое давление pm |
.361E+03 |
[MПa] |
11 |
Начальный объем каморы W0 |
.771E-02 |
[м3] |
12 |
Площадь поперечного сечения канала ствола S |
.820E-02 |
[м2] |
13 |
Приведенная длина каморы L0 |
.940E+00 |
[м] |
14 |
Действительная длина каморы Lкм |
.855E+00 |
[м] |
15 |
Действительная координата конца горения пороха LK |
.225E+01 |
[м] |
16 |
Среднебаллистическое давление в конце сгорания порохового заряда РК |
.216E+03 |
[MПa] |
17 |
Число объемов
расширения газа
|
.239E+01 |
[**] |
18 |
Скорость снаряда в момент сгорания порохового зарядаVK |
819E+03 |
[м/с] |
19 |
Путь снаряда по каналу ствола LD |
.498E+01 |
[м] |
20 |
Дульное давление PD |
.832E+02 |
[MПa] |
21 |
Число дульных
объемов расширения газов
|
.530E+01 |
[**] |
22 |
Длина канала в калибрах LKM |
.575E+00 |
[м] |
23 |
Длина ствола LBOR |
.5835E+01 |
[м] |
24 |
Длина ствола в калибрах LBOR/D |
.556E+02 |
[**] |
25 |
Объем ствола WBOR |
.486E-01 |
[м3] |
26 |
Относит. коорд.
конца сгорания пороха
|
.451E+00 |
[**] |
27 |
Импульс горения пороха IK |
.169E+01 |
[MПa] |
28 |
Среднее давление пороховых газов за время выстрела PCP |
.207E+03 |
[MПa] |
29 |
Коэф. заполнения
индикаторной диаграммы
|
.577E+00 |
[**] |
30 |
Условная живучесть ствола N |
.309E+04 |
[выстр] |
