2.9. Приближенная методика расчета легкогазовых метательных устройств.
Эта методика основана на результатах, полученных численным решением уравнений газовой динамики.
Процесс выстрела разбивается н два этапа.
1. Процесс получения легкого газа с параметрами амах, рмах, Тмах
2. Процесс выстрела.
Все остальные факторы – движение поршня, реальные свойства газа и т.д. учитываются коэффициентами.
Основной параметр установки – это скорость метания снаряда. Скорость метания равна
V=V1+amax φv φp φп f(П,к, W/Wmin = 20)
где V1-переносная скорость, амах- максимальная скорость звука в газе , φv-коэффициент расширения, φр-коэффициент, учитывающий реальные свойства газа, φп-коэффициент потерь на трение и теплопередачу, f- решение задачи о метании из цилиндрической трубы при ст. расш. =20.
При расчете установки обычно задаются следующие величины:
1) род легкого газа (показатель к и а0)
2) максимальное давление легкого газа рмах
3) вес метаемого тела q
4) объем и размеры ствола Wcт, Lcт,S
5) объем и размеры газовой камеры W0, L0,S
6) максимальное давление пороховых газов Фмах
7) объем и размеры пороховой камеры Wk,Lk
8) вес поршня Gп
9) ω ; 10) р0 ; 11)к.п.д.
Схема расчета скорости метания (случай мгновенного сгорания).
Рассмотрим эту схему чисто для 2-х ст. уст-ки, качественно
1) Зная вес поршня Gп и вес порохового заряда ω, можно определить скорость поршня, например, из численных расчетов – по графикам или же по классической внутренней баллистике (задача решается элементарно)
2) Зная рмах,
задается р0
и поправку на рост энтропии, если процесс
с ростом энтропии можно определить
3) Затем вычисляется масса легкого газа m1=ρ0 p0 W0
ρ0- пл. при 1 атм.
4) После этого определяют Vmax=amaxf(П,к, =20)
Без поправок, ну а поправки мы уже рассмотрели.
В настоящее время практически разработан ряд разностных схем, применяемых для расчета ЛГУ, позволяющих рассчитывать параметры установки на ЭВМ за счет несколько минут. Поэтому реальный путь на данный путь это все таки получение решений численными методами и кроме того еще и подключать программы оптимизации параметров установки.
Заканчивая разговор о ЛГУ кратко остановимся на перспективах развития этих установок.
До настоящего времени созданные установки функционируют практически в лабораторных условиях и предназначены, прежде всего, для исследований аэробаллистики и встречи метаемого тела с преградой.
На мой взгляд интересна выглядела бы две основные задачи
1) Задача создания АО на основе ЛГУ, но с массогабаритными характеристиками близкими к штанным АО, что позволило бы поднять армию на качественно новый рубеж.
Эта задача сложная, но решаемая, даже с помощью рассмотренных нами физических принципов и, например, дополнительных химических источников.
2) Задача по доставке радиоактивных отходов становится актуальной. Так вот с помощью такого сорта пушки, уже здесь не так за массогабаритными характеристиками, доставлять эти отходы, например, за приделы солнечной системы или прямо на Солнце.
И ряд других задач.