Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Лекція № 4

Особливості пристрою нарізних і оперених снарядів.

Спроба збільшити купчастість бою і дальність стрілянини привели до створення нарізних снарядів. Їх основні переваги перед звичайними штатними поясковимі снарядами полягають:

- у можливості значного збільшення загальної довжини снаряда, а отже, і його могутність;

- у збільшенні купчастості бою (до 1/300-1/400 дальності) за рахунок застосування крутої нарізки і нечуття нарізних снарядів до розпалу знаряддя;

- у невеликому підвищенні далекобійності.

Щоб не переробляти знаряддя, нарізка на снарядах робилася прямокутною, відповідної за профілем і кутом нахилу нарізці знарядь.

Складність виробництва і трудність заряджання нарізних снарядів обмежили область їх застосування великокаліберними знаряддями флоту.

Завдання на самостійну підготовку, вивчити:

питання , яки були розглянути.

Тема: «Ударна і осколкова дія осколково-фугасних артилерійських снарядів»

Питання:

1. Ударна дія осколково-фугасних артилерійських снарядів.

2. Осколкова дія осколково-фугасних артилерійських снарядів.

3. Ударна дія осколків снарядів.

Навчально-матеріальне забезпечення:

демонстраційні схеми та слайди щодо артилерійських пострілів і стенди аудиторії № 1-145, навчальна література.

Навчальна література :

1. ГОСТ В 20132-84 Зброю артилерійську (терміни і визначення).

2 ГОСТ В 20134-84. Зброя артилерійська. Група ствольно-затворної артилерійської зброї. Терміни і визначення.

3. Остапенко Ю.И. Артилерійські установки і боєприпаси (основи будови). ВМФ, 1985.

4. Лопирев М.А. і ін. Підручник комендора. Воєніздат, М., 1981.

5 Корольков Н.Н. «Підстави будови і конструкції гармат і боєприпасів наземної артилерії». Воєніздат, М., 1976.

6. Туркін П.І. під загальній редакції Блінова А.Д. “Курс артилерії”. Кн.1. “Загальні відомості”. Кн.4. “Основання улаштування матеріальної частини артилерії”. Воєніздат, М., 1967.

7. Савєльєв К.К., Болох О.Я.Основи побудови і конструкції артилерійських установок. СВМІ, 2006-124 с.

8. Савельєв К.К. , Ткаченко Г.О. Будова боєприпасів .Академія ВМСУ, 2010-189с.

9. Савельєв К.К. , Ткаченко Г.О. Альбом рисунків для посібника Будова боєприпасів. Академія ВМСУ, 2010-124 с.

1. Вражаючу дію боєприпасів розглянемо з прикладу найбільш розповсюдженого типу боєприпасів - артилерійських снарядів основного призначення.

Снарядами основного призначенняназиваються снаряди, призначені для поразки різних видів цілей: морських, наземних і повітряних.

До цієї групи снарядів відносяться бронебійні (напівбронебійні), бетонобійні, кумулятивні, фугасні, осколкові, осколково-фугасні й ін.

Осколково-фугасні снаряди сполучають властивості осколкових і фугасних снарядів. Вони мають більш широке застосування, чим осколкові і фугасні снаряди, хоча і уступають останнім відповідно по осколкової і фугасної дії. У осколково-фугасних снарядів калібру до 122 мм головною дією є осколкова, у снарядів більшого калібру – фугасна.

Осколково-фугасні снаряди, споряджені ударними підривниками, призначені для поразки неброньованих морських і наземних цілей, придушення вогневих точок і знищення живої сили супротивника. При спорядженні таких снарядів неконтактними чи дистанційними підривниками вони застосовуються для поразки повітряних і швидкохідних малорозмірних морських цілей.

Основні елементи осколково-фугасного снаряда представлені на рис. 4.1.

У загальному випадку осколково-фугасні снаряди можуть уражати цілі ударною, осколковою, фугасною дією, а також повітряною ударною хвилею.

1. Ударна дія артилерійських снарядів

Під ударною дією снаряда будемо розуміти дію, при якій поразка цілі відбувається за рахунок кінетичної енергії снаряда, що рухається. Вона починається з моменту зустрічі снаряда, що летить

Снаряд при зустрічі з перешкодою володіє кінетичною енергією :

= ,

де G – вага снаряда;

vc- швидкість снаряда при зустрічі з перешкодою;

g – прискорення сили тяжіння.

При проникненні снаряда в перешкоду ця енергія витрачається, головним чином, на подолання зв'язку між частинками середовища і на подолання їх інерції або, як прийнято говорити, на здійснення статичної і динамічної робіт. Крім того, кінетична енергія витрачається і на деформації, що відбуваються в самому снаряді. Неможливість обліку енергії, що витрачається на деформацію снаряда, примушує зробити допущення, що вся кінетична енергія снаряда витрачається виключно на подолання опору перешкоди.

Це допущення тим ближче до істини, чим слабкіше перешкода, міцніше снаряд і менше швидкість удару останнього об перешкоду. Отже, для фугасних снарядів таке допущення цілком прийнятно. Поглиблення снаряда в перешкоду можна вимірювати або по дотичній до траєкторії S, або по нормалі до перешкоди l. Перше визначає шлях снаряда в перешкоді, друге – глибину проникнення в неї. Ці характеристики ударної дії мають найважливіше значення для підбору часу уповільнення детонатора, що забезпечує необхідне для фугасної дії поглиблення снаряда в перешкоду.

Складність і скоротечність процесів, супроводжуючих ударну дію снарядів, створюють виняткові труднощі для визначення законів проникнення снаряда в тверді перешкоди. У зв'язку з цим всі відомі на сьогоднішній день формули для визначення величин S і l, а також часу проникнення снаряда в перешкоду в тому або іншому ступені є емпіричними.

Нехтуючи тертям снаряда об середовище, можна вважати, що кількість енергії, що витрачається снарядом на здійснення статичної роботи в перешкоді, пропорційно опору середовища на поперечному перетині снаряда, тобто

dEs = aR2ds

а на здійснення динамічної роботи пропорційно квадрату швидкості в перешкоді

dEd = bR2v2ds

де а і b – коефіцієнти, залежні від властивостей середовища;

- коефіцієнт форми снаряда;

R – напівкалібр снаряда;

v – швидкість снаряда в перешкоді;

ds – елементарне переміщення снаряда.

Тоді опір середовища проникненню снаряда може бути виражене рівнянням

²(a+bv2).

Знаючи закон опору перешкоди, можна скласти рівняння руху снаряда в перешкоді

. (4.1)

Умножаючи обидві частини останнього рівняння на ds, отримаємо

звідки

або

Проінтегрував в межах від 0 до S і від vc до v, отримаємо

. (4.2)

Повний шлях снаряда в перешкоді отримаємо, якщо прирівняємо швидкість снаряда нулю

= . (4.3)

Для визначення залежності t від v звернемося до рівняння (1), яке представимо в наступному вигляді

Інтегруючи це рівняння від 0 до t і від vc до v, отримаємо

- . (4.4)

Прийнявши v=0, отримаємо остаточний вираз для визначення

часу проникнення снаряда в перешкоду

. (4.5)

Для визначення глибини проникнення широко використовується так звана формула Березанськая (по назві острова Березань, де проводилася іспити стрілянин):

, (4.6)

де - коефіцієнт, що характеризує властивості середовища;

- калібр снаряда в см;

- кут від нормалі до перешкоди.

При малих кутах падіння глибина проникнення снарядів в перешкоду стає близькою до нуля унаслідок рикошету.

Рикошетом є рух снаряда в рідкому або твердому середовищі у бік найменшого опору.

В цілому, формули 1-6 достатньо повно узагальнюють накопичений на сьогоднішній день досвідчений матеріал по руху снарядів в твердих перешкодах і дозволяють судити про очікуване проникнення снарядів в перешкоди різної щільності і міцності.

За ударом снаряда в перешкоду слідує фугасна дія, яка полягає в руйнівній дії, вироблюваній газами розривного заряду, що вибухнув. У фугасних снарядах зазвичай застосовуються детонатори з уповільненням, унаслідок чого розрив відбувається не раніше поглиблення снаряда в перешкоду. В результаті вибуху утворюється яма звана воринкою. Відстань від її дна до поверхні позначають через h. Радіус великої відстані конуса воринки позначають через r. Відношення r/h=n називається розчином воронки. Залежно від величини розчину воринки можуть бути наступних типів:

- rh – посилені;

- r=h – прості;

- rh – зменшені

Наївигоднійша фугасна дія відповідає такому поглибленню снаряда в перешкоду, коли 1 кг ВВ викидає найбільша кількість грунту, що становить 2,2-2,5 м3.

При дуже великому уповільненні детонатора снаряд встигає настільки глибоко піти в грунт, що гази розривного заряду виявляються не в змозі розкрити воронку. В результаті виходить підземний вибух або камуфлет.

2. Під осколковою дією в даній роботі будемо розуміти таку вражаючу дію снарядів, що вони здатні нанести осколками оболонки, що розірвалася, (корпуса).

Основними цілями, що уражаються осколками, є різноманітні повітряні цілі, малорозмірні надводні кораблі, а також неброньована техніка і жива сила.

Ефективність осколкової дії при стрілянині по різним цілям залежить від трьох груп факторів:

v осколковості снаряда;

v властивостей цілі;

v умов розриву снаряда.

Осколковість залежить від конструкції і властивостей металу корпуса снаряда, властивостей вибухової речовини, коефіцієнта наповнення снаряда та ін. Характеристиками осколковості снаряда є:

§ загальна кількість осколків з масою не менш заданої;

§ кількісний і масовий розподіл осколків по масових групах;

§ балістичні параметри осколків;

§ початкова швидкість розльоту осколків;

§ розподіл осколків в області розльоту.

Властивості цілей характеризуються їх опірністю вражаючій дії осколків.

До умов розриву відносяться швидкість снаряда і його положення в момент вибуху щодо цілей. Швидкість снаряда впливає на величину і напрямок швидкостей осколків, а положення снаряда в момент розриву визначає розташування області розльоту осколків щодо площини цілей.

Число осколків, що утворяться при вибуху снаряда, є найважливішим показником осколковості. В даний час існують снаряди з готовими, напівготовими осколками, а також осколками, що утворяться при неорганізованому дробленні корпуса снаряда. Наступні міркування приводяться для неорганізованого дроблення корпуса снаряда.

Загальне число осколків може бути знайдено досвідченим чи розрахунковим шляхом.

Для розрахунку загального числа осколків запропоновано багато емпіричних залежностей, отриманих на підставі аналізу статистичного матеріалу. Наприклад, кількість осколків з масою не менш заданої N_з можна розрахувати по формулі:

N_з = q_мm² exp(-m), (4.7)

де q_м – маса металу корпуса снаряда без дна;

q_оi – маса осколка;

Параметр m може бути визначений за допомогою залежності:

m = 31,6k_м,

де D – швидкість детонації розглянутої вибухової речовини;

D_т – швидкість детонації тротилу;

w – маса вибухової речовини;

p – товщина корпуса снаряда;

r – внутрішній радіус камори снаряда;

k_м – коефіцієнт, що характеризує властивості матеріалу і напружений стан оболонки в момент дроблення на осколки: для сталі С-45–С-55 k_м = 1,12; для сталі С-60 k_м = 1,2–1,25.

Розподіл числа осколків по масі визначається досвідченим шляхом при підриві снарядів чи приблизно на підставі статистичних даних.

Осколки, що утворилися при розриві корпуса снаряда, мають різну форму, що істотно впливає на їхню вражаючу дію. Осколки «правильної» форми мають кращі балістичні властивості. Тому при вибуху снаряда прагнуть забезпечити одержання осколків «правильної» форми. На форму осколків впливають, головним чином, властивості матеріалу корпуса і вид вибухової речовини. Так, корпус з більш тендітного металу дробиться при вибуху на осколки більш «правильної» форми, ніж корпус із грузлого металу.

Балістичні властивості осколка залежать від величини середньої площі міделевого перетину осколка S_о і середнього поперечного навантаження z. Експериментально встановлено, що форма сталевого осколка, якій характеризується, так називаним, параметром форми Ф, зв'язана із середнім значенням S_о (у квадратних метрах) і масою осколка q_о (у кілограмах) співвідношенням

Ф = S_о/q_о^2/3. (4.8)

Наближене значення параметра форми дорівнює 0,005 м²/кг^2/3. Тоді

S_о= 0,005q_о^2/3. (4.9)

Кінетична енергія осколка визначається з закону Ньютона:

E_o = m_к, (4.10)

де m_к – маса металу корпуса одиничної довжини.

Для застосовуваних у сучасних снарядах вибухових речовин енергія E_в, що виділяється при детонації, приблизно може бути визначена по наступній залежності:

E_в = , (4.11)

де D – швидкість детонації вибухової речовини.

3. Ударна діяосколків по конкретних уразливих елементах будь-якої цілі визначається характером процесу взаємодії осколків з однієї чи декількома різними перешкодами кінцевої товщини. Розрахункові залежності для оцінки ефективності ударної дії осколків можуть бути отримані на підставі теоретичних і експериментальних досліджень.

Так, експериментально встановлено, що у визначеному діапазоні швидкостей і мас (для живої сили q_o≥ 5г, для літаків q_o≥ 20г) компактних осколків для кожної цілі існує деяке найменше значення питомої кінетичної енергії (E_пит = E_оск/S_о, де E_оск – кінетична енергія осколка, кгс·м; S_о – площа пробоїни, см²), при якій ціль ще уражається (перешкода пробивається) осколком з імовірністю близької до одиниці. Це значення питомої енергії називається питомою «забійною» кінетичною енергією E_уб. Умова поразки (пробивання) цілі в цьому випадку запишеться як

E_пит ≥ E_уб.

Вираження для «забійної» енергії має наступний вид:

E_уб = q_o, (4.12)

де V_уб – «забійна» швидкість осколка;

S_о – площа пробоїни.

Осколки, питома кінетична енергія яких E_пит не менш «забійної», називаються «забійними». Середнє значення E_уб для деяких цілей має значення:

v дюраль - 250·10³ кгс·м/м²;

v мотор, фюзеляж – (400 – 500)·10³ кгс·м/м²;

v лонжерони - 800·10³ кгс·м/м²;

v авіаброня - 4 мм – (800 – 1000)·10³ кгс·м/м²;

- 7 мм - 2000·10³ кгс·м/м²;

- 12 мм - 3500·10³ кгс·м/м²;

v сталь - 2 мм - 550·10³ кгс·м/м²;

- 6 мм - 1200·10³ кгс·м/м²;

- 12 мм - 4600·10³ кгс·м/м²;

v жива сила - 150·10³ кгс·м/м².

З виразу (11.44) можна найти значення «забійної» швидкості осколка:

V_уб = .

Відстань від точки вибуху снаряда до точки, у якій швидкість осколка дорівнює «забійної», називається «забійним» інтервалом X_уб. У межах «забійного» інтервалу осколок зберігає здатність уражати ціль (пробивати перешкоду). Відповідно до формули (4.22) можна записати:

X_уб = ln. (4.13)

Одними з основних цілей, що уражаються осколковою дією снарядів, є повітряні цілі, що складаються з окремих відсіків різної уразливості. Імовірність поразки відсіку в результаті ударної (механічної) дії осколків може бути визначена по формулі:

P = 1 – exp[-П_q(r)S_п], (4.14)

де S_п – загальна приведена проекція граней відсіку з урахуванням кутів підходу осколків α_i (рис.11.9). Загальна приведена проекція граней відсіку може бути представлена у виді:

S_п = ∑ S_пi,

де S_пi – проекція i-ої грані відсіку на поверхню, перпендикулярну лінії дальності від точки підриву до центра відсіку з урахуванням кутів α_i.

Завдання на самостійну підготовку, вивчити:

питання , яки були розглянути.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Снаряди допоміжного призначення.	\|	Лекція № 5

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.01 сек.