Результаты численного эксперимента

В случае одновременного срабатывания вышибных зарядов во всех подпоршневых объемах исследовалось влияние таких факторов, как действие силы тяжести и сил аэродинамического сопротивления на движение оси корпуса контейнера в пространстве в процессе вскрытия. На рис. 8.44—8.46 изображены кривые зависимостей a₂i (a₃₁), т. е. траектории проекции конца ортах® на плоскость C_kYZ промежуточной системы координат (см. рис. 5.4), изображающие «увод» оси симметрии корпуса контейнера от ее первоначального положения за время вскрытия.

При отсутствии силы тяжести и аэродинамических сил и моментов процесс движения ПЭ по направляющим трубам остается симметричным в течение всего времени отделения субэлементов. При этом увод оси корпуса определяется вычислительной погрешностью и остается малым. Действие сил тяжести не является симметричным относительно.

Рис. 8.44. Увод оси корпуса в случае 1 при отсутствии силы тяжести и аэродинамического сопротивления

Рис. 8.45. Увод оси корпуса в случае 1 при наличии силы тяжести и отсутствии аэродинамического сопротивления

Рис. 8.46. Увод оси корпуса в случае 1 при наличии силы тяжести и аэродинамического сопротивления

Рис. 8.47. Увод оси корпуса в случае 2 при наличии силы тяжести и аэродинамического сопротивления

оси контейнера при ее горизонтальном положении. Это приводит к отличию нормальных реакций, действующих на пусковые трубы со стороны ПЭ и, как следствие, к отличию сил трения. Появляется отличный от нуля момент этих сил относительно центра масс корпуса. Этот момент вызывает увод оси контейнера на четыре порядка больший, чем в предыдущем случае. Тем не менее увод оси остается незначительным. Совместное действие этого момента и стабилизирующего момента приводит к заметному уводу оси корпуса за время вскрытия. Для сравнения на рис. 8.47 изображен увод оси корпуса в случае 2 последовательного включения вышибных зарядов. В этом случае контейнер в целом становится существенно динамически асимметричным, что обусловлено различным положением ПЭ в пусковых трубах и различием их масс из-за неодновременного отделения субэлементов. К динамической асимметрии добавляется асимметрия сил давления в подпоршневых объемах ПЭ. Это приводит к быстрому увеличению угла нутации корпуса уже в процессе движения первого ПЭ, при этом угол нутации в процессе вскрытия возрастает до 60°. На рис. 8.48 изображено изменение угла нутации и косинуса угла прецессии корпуса в процессе вскрытия. Ин;

Рис. 8.48. Изменение углов нутации 5 и косинуса угла прецессии v во время вскрытия контейнера.

дексы 1 и 2 соответствуют случаям рис. 8.46 и рис. 8.47. Отметим, что в случае рис. 8.46 первоначальное направление прецессии, подобное таковому на рис. 8.45, при накоплении асимметрии меняется на противоположное. В случае 2 последовательного включения вышибных зарядов отделение суббоеприпасов от контейнера происходит при больших углах нутации контейнера, поэтому начальное движение суббоеприпасов после отделения не является правильным и не может рассчитываться методами классической внешней баллистики. На рис. 8.49—8.52 представлены данные, позволяющие определить начальные условия движения отделившихся от контейнера суббоеприпасов и результаты расчета дальнейшего свободного движения суббоеприпасов в атмосфере.

На рис. 8.49 представлена временная диаграмма отделения суббоеприпасов от контейнера. Ординаты ломаных соответствуют текущему числу суббоеприпасов в ПЭ. Индекс на кривой соответствует номеру ПЭ (пусковой трубы) контейнера. На рис. 8.50 представлено изменение относительной скорости блоков суббоеприпасов (т.е. ПЭ 1—6, находя;

Рис. 8.49. Последовательность отделения суббоеприпасов от блоков (ПЭ)

в пусковых трубах

Рис. 8.50. Изменение относительной скорости блоков суббоеприпасов

в процессе отделения

Рис. 8.51. Изменение угла нутации для суббоеприпасов, выбрасываемых из первой пусковой трубы

Рис. 8.52. Изменение угла нутации для суббоеприпасов, выбрасываемых из шестой пусковой трубы

щихся в сосудах 32—37 системы). На рис. 8.51—8.52 представлены кривые изменения угла нутации д для суббоеприпасов 1—5, выходящих из первой пусковой трубы, и для суббоеприпасов 1—5, выходящих из шестой пусковой трубы, при последовательном включении вышибных зарядов. В силу того, что контейнер в процессе движения ПЭ по первой пусковой трубе быстро занимает положение, близкое к 5 = 60°, только первый отделяющийся суббоеприпас совершает правильное движение с углом 5 < 15°. Остальные суббоеприпасы отделяются от контейнера с углами нутации 5 ~ 30°. Это делает необходимым расчет их движения в атмосфере по модели (5.54)—(5.68). В силу того, что суббоеприпасы аэродинамически стабилизированы, начальное значение угла нутации за 2—3 цикла колебаний убывает до значений 5 < 10°, так что дальнейшее их движение вплоть до падения на землю может быть рассчитано более экономичным способом с помощью уравнений основной задачи внешней баллистики. Такая возможность программно реализована в составе ППП «МАТМЕХ».

Проделанные численные эксперименты позволяют сделать следующие выводы.

• 1. Разработан и реализован численный метод расчета динамики вскрытия произвольно движущихся головных частей (ГЧ) и контейнеров с поступательно движущимися относительно кассеты (корпуса) боевыми элементами (БЭ), позволяющий определить начальные условия свободного движения БЭ и рассчитать движение БЭ вплоть до точки падения.
• 2. Расчет начальных параметров движения БЭ при разделении ГЧ рассмотренного типа должен производиться с учетом взаимозависимости динамики ГЧ как механической системы, развития внутрибаллистического процесса в полостях контейнера и внешнебаллистического процесса обтекания системы тел потоком воздуха.
• 3. Движение отделяющихся от контейнера БЭ на начальной стадии свободного полета может быть существенно неправильным, так что расчет этой стадии движения необходимо проводить с учетом взаимозависимости движения центра масс БЭ и вращательного движения вокруг центра масс.
• 4. Разработанный метод и реализующий его пакет программ могут быть эффективно использованы для рационального выбора конструктивных схем, внутрибаллистических и динамических параметров разделяющихся головных частей и контейнеров в процессе проектирования.
• 5. Целесообразна реализация схем разброса БЭ, основанных на исполнении кассеты ГЧ в виде совокупности аэродинамически стабилизированных фрагментов, выбрасываемых из оболочки вперед по ходу движения, и снабженных системой параллельных пусковых труб, из которых осуществляется выброс БЭ назад с последовательной инициацией вышибных зарядов, обеспечивающей динамическую асимметрию в процессе вскрытия.