Розділ 2 вплив балістичних умов на політ снаряда

2.1 Табличні балістичні умови стрільби

Усі основні дані, що характеризують політ снаряда, під час складання таблиць стрільби розраховані з припущенням, що стрільба відбувається при деяких цілком визначених балістичних, метеорологічних і топогеодезичних умовах.

Умови, відповідно до яких розраховані таблиці стрільби, називають нормальними, або табличними умовами стрільби. Ці умови такі:

• початкова швидкість снаряда дорівнює табличній;

• температура заряду Т_з = +15° С;

• маса снаряда (остаточно спорядженого) таблична;

• форма снаряда з підривником відповідає кресленню.

Дійсні балістичні умови стрільби завжди відрізняються від табличних. Під час підготовки установок для стрільби виникає необхідність в урахуванні впливу відхилення цих умов на політ снаряда. Відхилення балістичних умов від табличних значень впливає, головним чином, на зміну горизонтальної дальності.

Унаслідок цього поправочні дані на відхилення балістичних умов, які знаходяться в таблицях стрільби, дають тільки величину поправок дальності.

Поправки вводяться на ті балістичні умови, які роблять суттєвий вплив на дальність польоту снаряда і, крім того, можуть бути визначені з достатньою точністю.

Визначають балістичні умови в процесі балістичної підготовки стрільби. Розглянемо, як впливає відхилення балістичних умов стрільби від табличних на дальність польоту снаряда.

2.2 Вплив відхилення початкової швидкості

Основними причинами, що призводять до відхилення початкової швидкості снаряда Vo від табличної, є:

• знос каналу ствола гармат (індивідуальні властивості стволів різних гармат);

• індивідуальні властивості партій зарядів (різна тривалість і умови зберігання зарядів з часу збирання їх на артилерійській базі);

• відхилення, що припускаються на даній артилерійській базі при доборі наважки пороху, необхідної для складання заряду визначеного номера;

• недосилання снаряда при роздільному гільзовому заряджанні;

• нагрів ствола гармати під час стрільби;

• застосування полум’ягасника.

Крім того, на відхилення початкової швидкості снаряда впливають відхилення температури заряду ΔТ_з і маси снаряда Δq, які будуть розглянуті в окремих розділах, тому що їхнє врахування передбачене Таблицями стрільби роздільно.

Під час стрільби в конкретних умовах більшість перелічених причин призводить до цілком визначеного постійного для даної стрільби розміру відхилення початкової швидкості снаряда, який можна визначити до стрільби.

Розглянемо, як вплине відхилення початкової швидкості на політ снаряда.

Знаючи, що вектор швидкості снаряда збігається з площиною кидання, можна зробити висновок, що зміна швидкості призведе лише до зменшення дальності і не зробить впливу на напрямок стрільби.

Повна горизонтальна дальність польоту снаряда в безповітряному просторі визначиться за залежністю

Х_с = , (2.1)

де - початкова швидкість;

θ ₀ - кут кидання, у рад. ;

g - прискорення сили ваги.

З виразу (2.1) випливає, що якщо початкова швидкість снаряда V₀ виявиться менше табличної V_0т (відхилення ΔV_0сум має від’ємний знак), то повна горизонтальна дальність польоту буде меншою розрахункової (табличної). У тому випадку, коли V₀>V_0т (відхилення ΔV_0сум має плюсовий знак), снаряд полетить на дальність більшу, ніж таблична. Ці висновки повною мірою справедливі і для стрільби в повітрі.

Розглянемо вплив деяких факторів, які викликають відхилення початкової швидкості снаряда від табличної.

У процесі стрільби канал ствола гармати піддається зносу. У гармат із роздільним гільзовим заряджанням поступовий знос каналу ствола призводить до збільшення шляху досилання снаряда. При цьому збільшується обсяг зарядної камори Wо, тобто об’єм заснарядного простору каналу ствола. Від об’єму зарядної камори залежить щільність заряджання, тобто

Δ = , (2.2)

де ω - маса заряду.

Зі щільністю заряджання пов'язаний максимальний тиск Р_m у каналі ствола гармати. Максимальний тиск визначає дульну швидкість V_g , з якою снаряд покидає канал ствола гармати.

Тиск порохових газів, що необхідний для врізання ведучого пояска снаряда в нарізи на повну глибину, є тиском форсування Р_о. Умовно береться, що рух снаряда починається з досягнення пороховими газами тиску Р_о. Тиск форсування залежить від ступеня зносу каналу ствола і матеріалів ведучого пояска. Чим більше тиск форсування Р_о , тим більше стає максимальний тиск Р_m.

При зносі каналу ствола зменшується опір врізанню ведучого пояска в нарізи тиск форсування падає і, як результат, початкова швидкість падає, дальність польоту снаряда зменшується.

Прориви порохових газів при роздільному гільзовому заряджанні незначні; зміна балістичних властивостей цих гармат унаслідок зносу ствола пояснюється, головним чином, зміною в умовах заряджання.

Для гармати, що використовує унітарні постріли, положення ведучого пояска при заряджанні визначається довжиною гільзи. При наростанні тиску снаряд виходить із гільзи та врізається ведучим пояском в нарізи. У гармати зі зносом каналу ствола положення снаряда те саме, що й у новому стволі. Проте після виходу з гільзи він повинен пройти до врізання в нарізи великий шлях. Протягом цього періоду, який при невеликій швидкості займає відносно великий час, відбувається прорив порохових газів між ведучим пояском і стінками ствола. Прорив порохових газів зменшує максимальний тиск Р_m і, як результат, початкова швидкість падає, дальність польоту зменшується.

Крім того, як і для роздільного гільзового заряджання, зміна балістичних характеристик гармати викликана збільшенням внутрішніх розмірів каналу ствола і зменшенням тиску форсування Р_о, що призводить також до зменшення початкової швидкості і дальності польоту снаряда.

Таким чином, у більшості типів гармат знос каналу ствола призводить до падіння дульної швидкості снаряда і, як наслідок, до зменшення початкової швидкості й дальності польоту снаряда.

Конструктивні особливості ствола на початковій стадії зносу можуть бути причиною збільшення швидкості снаряда. Наприклад, у 122-мм гаубиці Д-30 є перехідний конус від циліндричної до нарізної частини ствола. Знос починається зі збільшення крутизни цього конуса, що призводить до збільшення тиску форсування, а відповідно і до збільшення початкової швидкості й дальності польоту снаряда.

У подальшому, внаслідок збільшення об’єму зарядної камори, швидкість снаряда в міру зносу буде зменшуватися. У ТС 122-мм гаубиці Д-30 до N=2000 пострілів ΔV₀ зростає, після 2000 пострілів ΔV₀ зменшується (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 - Залежність ΔV₀ від N для 122-мм гаубиці Д-30 для заряду повного

Кількість бойових пострілів	0	1000	2000	3000	4000
Зміна початкової швидкості ΔV0, %	0	+0,25	+0,5	+0,25	0

Іншою причиною можливого відхилення початкової швидкості снаряда є відмінності у властивостях пороху партій зарядів.

Наважки пороху для даної партії зарядів підбираються під табличну початкову швидкість дослідним шляхом. Точність, із якою забезпечується таблична початкова швидкість при виготовленні зарядів, характеризується серединною помилкою E_ΔV_0зар=0,3%ΔV₀. Початкова швидкість для даної партії зарядів записується в картку обліку боєприпасів. На внутрішньому боці укупорочного ящика для пострілів може бути наклеєний ярлик із зазначенням розміру ΔV_0зар. Проте у процесі зберігання зарядів залежно від часу й умов зберігання характеристики пороху істотно змінюються. З цієї причини відхилення початкової швидкості на партію зарядів ΔV_0зар значно зміниться, тобто не дорівнює своєму початковому значенню.

Тому гостро постає питання про відстріл партій зарядів, які зберігаються у воженому запасі і на складах. Неврахування відхилення початкової швидкості через властивості партії зарядів істотно знижує точність визначення сумарного відхилення початкової швидкості ΔV_0сум.

Серединна помилка визначення ΔV_0сум у цьому випадку досягає E_ΔV_0сум=0,7-0,9%V₀,тому такий спосіб застосовують тільки у виняткових випадках, коли передбачається проведення пристрілювання цілі. Визначений таким чином розмір ΔV_0сум без урахування властивостей партії зарядів не задовольняє за точністю вимоги повної підготовки і може використовуватися тільки при скороченій підготовці.

Недосилання снаряда при роздільному заряджанні призводить до зменшення щільності заряджання Δ, тиск форсування Р_о падає, і як наслідок, початкова швидкість і дальність польоту зменшуються.

У результаті інтенсивної стрільби балістичні характеристики гармат істотно змінюються. Розігрів ствола супроводжується його тепловим розширенням, вигином і зміною теплових умов роботи заряду. Теплове розширення призводить до зменшення щільності заряджання і тиску форсування. З цієї причини початкова швидкість падає. Втрати тепла на розігрів ствола в процесі інтенсивної стрільби зменшуються, внаслідок чого початкова швидкість зростає. До збільшення початкової швидкості призводить і позитивна зміна температури зарядів. У результаті при розігріві ствола можна спостерігати як збільшення, так і зменшення початкової швидкості.

Застосування полум’ягасника призводить до зменшення тиску форсування, у результаті чого початкова швидкість падає.