1.5. Установки с тяжелым недеформированным поршнем.

Установки этого типа используются для исследований со скоростями макета 2500-4000 м/с. Основная трудность в обработке таких ЛГУ связана с торможением поршня в переднем положении. Обычно поршневые установки с тяжелым металлическим поршнем проектируются таким образом, чтобы поршень подходил к торцу балл. ствола с нулевой скоростью за счет торможения легким газом.

Если поршень не снабжен специальным устройством для его заклинивания, то под давлением легкого газа он отскакивает назад. По мере того как легкий газ вытекает из трубы. пороховые газы посылают поршень вперед. Если не предусмотреть специальных устройств, то поршень может набрать значительную скорость и ударом о переход поршневого ствола с баллистическим вывести установку из строя.

В настоящее время обычно применяются два основных метода предотвращения удара:

это использование амортизатора из мягкого материала (обычно алюминия или полиэтилена) и снабжение поршня специальным соском, который входя в ствол запирает остатки легкого газа и создает подушку. Выбор конструкции тяжелого поршня производится, как правило, экспериментально.

Для лучшего торможения поршня в таких установках начальное давление легкого гкза обычно выбирают в пределах 60-120 атм. Поэтому эти установки имеют низкую степень сжатия.

Как уже указывалось. установки с низкой степенью сжатия имеют наименьшее (если не считать одноступенчатых установок) габариты. Обычно длина газовой камеры у установки с низкой степенью сжатия не превышает 10-30 калибров.

Стремление повысить скорость метания в установках с тяжелым поршнем обусловило переход к установкам с высокой степенью сжатия, и аварии, происходящие из-за ударов поршня в переднем крайнем положении, потребовали уменьшение веса поршня.

В результате возник новый вид поршневых метательных установок – ЛГУ с легким поршнем. Как правило, эти установки имеют высокую степень сжатия; кроме того, в этих установках процесс сжатия происходит с ростом энтропии.

1.6. Установки с легким поршнем.

Формула показывает, что рост энтропии газа в процессе сжатия приводит к повышению температуры при той же степени сжатия; следовательно, сжимать газ в метательном устройстве с помощью необратимого процесса выгодно.

Одним из наиболее простых процессов сжатия с ростом энтропии является сжатие поршнем, который вызывает ударные волны. Ударная волна перед поршнем возникает при движении его со сверхзвуковой скоростью.

Дойдя до передней стенки легкогазовой камеры, ударная волна отразится от стенки, и затем произойдет ряд отражений от стенки и поршня. При каждом отражении будет происходить скачкообразный рост энтропии, причем практически можно получать значение

Преимуществом установок с легким поршнем является не только возможность сжатия газа с ростом энтропии. Не менее важным является и тот факт, что применение легкого поршня снимает вопрос об ударе поршня при повторных приходах в переднее крайнее положение. Эксперимент показал, что удар легкого пластического поршня даже при скорости 1000м/с практически безопасен для системы.

К недостаткам легкого поршня приходится отнести то, что он, как правило, может быть использован один только раз. Кроме того, установки с легким поршнем имеют большие габариты. Для этих установок длина газовой камеры достигает 60-150 калибров.