§ 2.3. Работы, совершаемые пороховыми газами

При движении снаряда по каналу ствола пороховые газы со­вершают работы, затрачиваемые:

• на сообщение снаряду поступательного движения А\\

• на вращение снаряда Л₂;

• на преодоление трения между ведущими поясками и поверх­ностью канала ствола Л₃;

• на перемещение пороховых газов и несгоревшего пороха/!^,

• на движение откатных частей орудия А₅.

Кроме перечисленных работ, которые учитываются во внутрен- • чей баллистике, пороховые газы совершают еще ряд работ: на врезание ведущих поясков снаряда в нарезы; на преодоление трения при движении продуктов горения пороха; на вытеснение воздуха из канала ствола; работу, эквивалентную потере тепловой ергии на теплоотдачу стенкам канала ствола, и др.

Работа, затрачиваемая на сообщение снаряду поступательного движения, является основной работой и выражается через кине­тическую энергию снаряда

Остальные работы называются второстепенными. Они учиты­ваются с помощью коэффициента учета второстепенных работ

Сумма всех учитываемых во внутренней баллистике работ, со-| вершаемых пороховыми газами при расширении и входящих в основное уравнение пиродинамики (2.11), равна

Вынеся за скобки основную работу и обозначая получим

Величина, стоящая в скобках, обозначается через ср и называется коэффициентом учета второстепенных работ:

С учетом коэффициентавыражение длябудет иметь вид ;или с использованием равенства (2.26)

Подставив последнее выражение в уравнение (2.11), получим основное уравнение пиродинамики в окончательном виде:

Коэффициент ср в основном уравнении пиродинамики учиты­вает второстепенные работы, которые пропорциональны основной работе пороховых газов, и показывает, на сколько следует увели­чить основную работу, чтобы учесть второстепенные работы.

Величина коэффициента учета второстепенных работ для обыч­ных орудий с цилиндрическим каналом ствола практически равна величине коэффициента фиктивности. И хотя эти коэффициенты учитывают различные физические факторы и применяются в раз-; ных уравнениях, во внутренней баллистике обычно не различают

_эТи коэффициенты, обозначая их одним, знаком ср и называя оди­наково, чаще коэффициентом фиктивности.

Величина коэффициента фиктивности зависит главным образом _от работы пороховых газов, затрачиваемой на перемещение про­дуктов горения заряда, и выражается формулой проф. В. Е. Слуходцкого

где—коэффициент, учитывающий уширение каморы;

—коэффициент, учитывающий все второстепенные работы, кроме работы

В табл. 2.1 приведены данные, характеризующие второстепен­ные работы для пушек и гаубиц.

Коэффициент Ка, учитывающий работу, затрачиваемую на дви­жение продуктов горения заряда, действительно является наиболь­шим среди остальных коэффициентов и претерпевает наибольшие изменения в зависимости от условий заряжания. Коэффициент Ki для пушек значительно больше по величине, чем для гаубиц, тогда как остальные коэффициенты меньше. Из таблицы видно, что вто­ростепенные работы составляют от основной работы 15% для пушкии8°/о для гаубицы

Коэффициенткак показал проф. В. Е. Слухоцкий, зависит от длины ствола орудиявыраженной в калибрах (табл. 2.2).

При вычислениях множительберется как среднее значение которое находится с помощью табл. 2.3

Примечая и е.— относительный путь снаряда.

Из выражения для коэффициента фиктивности

видно, что при увеличении относительной массы заряда, т. е.|

при увеличении массы заряда q и при уменьшении массы снаряда q, величина коэффициента и, следовательно, потери энергии! пороховых газов возрастают. Это обстоятельство является причиной существенных трудностей, возникающих при стремлении увеличить начальную скорость снаряда.

Основное уравнение пиродинамики (2.28) позволяет найти так называемую предельную скоростькоторую снаряд достигает ; после сгорания зарядапри полном расширении пороховых

газов:

Чем больше предельная скорость, тем больше и в той же про порции начальная скорость снаряда. Для оптимально спроектированных орудий начальная скорость составляет приблизительно половину предельной скорости.

Формула (2.30) показывает основные пути повышения началь-1 ной скорости: за счет увеличения силы пороха и массы порохового заряда, а также за счет уменьшения массы снаряда (например, за счет применения подкалиберных снарядов). Из формулы видно, что наши возможности повышения начальной скорости не беспредельны. При уменьшении массы снаряда с учетом выражения для коэффициента фиктивности величина предельной скорости не может быть более величиныкоторая получается при

При подстановке значений параметров

получим предельную скорость, равную 5426 м/с. Реальная наибольшая начальная скорость, которую можно достичь в класическом артиллерийском орудии, будет меньше и не может превзойти величину порядка 3000 м/с.