Вы здесь

Метод розрахункового та експериментального визначення вигляду снаряда спеціального призначення із заданими аеродинамічними властивостями.

Автор: 
Коломійцев Олександр Вікторович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2005
Артикул:
3405U002987
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
АСПЕКТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ СПЕЦИАЛЬНОГО СНАРЯДА

Основополагающее значение при аэродинамическом проектировании специального снаряда для боеприпаса, обладающего ограниченной дистанцией гарантированного вывода из строя цели является выбор формы головной части. Она оказывает существенное влияние на аэродинамические характеристики снаряда в целом, особенно на силу лобового сопротивления, на его поведение на конечном участке траектории при встрече с целью, а также влияет на динамические характеристики, которые зависят от габаритно-массовых параметров снаряда и его конструкции.

2.1 Выбор рациональной аэродинамической схемы снаряда и определение его динамических характеристик

Форма головной части снаряда и его конструкция.
Как уже отмечалось ранее, основным назначением разрабатываемого снаряда для боеприпаса к стрелковому оружию является поражение биологического объекта на близких дистанциях стрельбы. Критерием эффективного вывода из строя цели в данном случае является высокое останавливающее действие снаряда. Кроме того, необходимо чтобы снаряд обладал и достаточным пробивным действием, в случае, когда цель находится за "лёгкими" видами преград. Многочисленные исследования в этой области показывают, что наиболее целесообразно использовать для этих целей плоскую головную часть [25-29, 32, 33, 65, 86, 88, 95, 96, 100, 111]. В этом случае снаряд может нанести проникающие ранения с обширной зоной поражения прилегающих биологических тканей. При этом снаряд полностью передаёт свою кинетическую энергию поражаемой цели и, обладая соответствующей массой, остаётся в тканях биологического объекта. Кроме того, плоская головная часть способствует снижению вероятности рикошета при предельных углах встречи с поверхностью преград [33, 65].
Одной из наиболее распространённых снарядов, обладающих высоким останавливающим действием, является пуля типа WC (Wad Cutter - пыжеруб) [86]. Основной особенностью этой пули является почти плоская головная часть, которая и обеспечивает ей высокие поражающие свойства [25, 26, 29, 86, 104]. Эти свойства проявляются в большей степени с увеличением скорости.
Однако такая форма головной части снаряда является существенным ограничением для его использования при сверхзвуковых скоростях полёта. Это связано с резким увеличением силы лобового сопротивления осесимметричного тела вращения с плоской головной частью при его обтекании сверхзвуковым потоком воздуха. В результате происходит резкое снижение баллистических характеристик снаряда такого типа [111].
Внешний вид пули типа WС и картина обтекания пули с плоской головной частью представлены на рис. 2.1 и 2.2.
Рис. 2.1 Внешний вид пули типа WC .32 калибра [86]Рис. 2.2 Картина обтекания сверхзвуковым потоком пули с плоской головной частью [16] Как видно из рис. 2.1, при скоростях полёта снаряда, превышающих скорость звука (Vзв.=340,28 м/с), перед его плоской головной частью образуется прямой скачок уплотнения. В результате этого давление за ним резко возрастает с увеличением скорости полёта, что в свою очередь приводит к значительному повышению лобового сопротивления [2-8], которое характеризуется коэффициентом силы лобового сопротивления.
Графики зависимости коэффициента силы лобового сопротивления от скорости полёта тел вращения с различными типами головных частей, в том числе и с плоской головной частью, представлены на рис. 2.3.
Рис. 2.3 Графики зависимости коэффициентов силы лобового сопротивления от скорости снарядов с различными типами головных частей [3].

Помимо воздействия внешних сил, обусловленных влиянием воздушной среды на летящий в ней объект, на снаряд с плоской головной частью сильное влияние оказывает сила тяжести, так как его масса больше массы снарядов одинакового с ним калибра и удлинения, но обладающих другими формами головных частей. Совместное влияние этих сил приводит к изменению формы траектории движения снаряда. Происходит увеличение крутизны траектории, что способствует ухудшению меткости и кучности стрельбы. Для исправления этого необходимо повысить скорость снаряда. Однако, несмотря на влияние внешних сил, особенно силы лобового сопротивления, снаряд с плоской головной частью будет обладать значительным расстоянием, на котором сохраняются его поражающие свойства. Это ограничивает применение такого типа снарядов в качестве поражающих элементов для боеприпасов к служебному оружию.
Одним из способов сокращения дистанции гарантированного поражения цели является уменьшение массы метаемого снаряда. При сохранении плоской головной части влияние силы лобового сопротивления будет преобладающим, что приведет к довольно резкому падению скорости в пределах эффективной дистанции стрельбы. Это наглядно можно продемонстрировать на примере снаряда типа WС .32 калибра массой 6,5 г при скоростях V0 =225 м/с, V0=500 м/с и массе поражающего элемента равной 3,0 г при скорости V0= 500м/с [98]. Данные представлены в табл. 2.1, 2.2 и 2.3.
Таблица 2.1
Параметры траектории стрельбы снарядом типа WC .32 калибра массой 6,5 г при начальной скорости V0=225 м/с и угле бросания ?=0? из положения стоя
L, м05255075100110,5*V, м/с225,0221,2206,8190,0174,6160,4154,8E, Дж164,5159,1139,0117,399,183,677,9
Таблица 2.2
Параметры траектории стрельбы снарядом типа WC .32 калибра массой 6,5 г при начальной скорости V0=500 м/с и угле бросания ?=0° из положения стоя
L, м052550100150200214,5*V, м/с500,0491,6459,5422,2356,5301,1254,2242,0E, Дж812,5785,4686,2579,3413,1294,6210,0190,4
Таблица 2.3
Параметры траектории стрельбы снарядом типа WC .32 калибра массой 3,0 г при начальной скорости V0=500 м/с и угле бросания ?=0° из положения стоя
L, м052550100150170*V, м/с500,0482,1416,7347,3241,2167,5144,8E, Дж 375,0348,6 260,5180,9 87,3 42,131,5
* - точки падения снарядов
Как видно из этих данных, полученных с п