Расчет метания блочного снаряда из пусковой трубы

Побудительные мотивы и задачи исследования процесса метания

При рассмотрении процессов метания боевых элементов из корпусов ГЧ или из кассет сомостоятельный интерес приобретает проблема рациональной организации метания нескольких БЭ, предварительно собранных в единый блок и, возможно, соединенных элементами форсирования. Метание нескольких БЭ из одной кассеты предусмотрено в схеме, рассмотренной в гл. 2. Метание блока БЭ из жестко закрепленной в движущемся корпусе ГЧ пусковой трубы рассматривается в параграфе 5.5. Самостоятельный интерес представляет собой и более простая задача — расчет метания блока БЭ из жестко закрепленной в инерциальной системе отсчета пусковой трубы.

Рассмотрим процесс метания собранных в блок подвижных элементов (ПЭ) из неподвижной пусковой трубы, полагая, что ПЭ однотипны и каждый из них снабжен собственным вышибным зарядом. Возможны два принципиальных типа ПЭ для непосредственного метания из пакетов пусковых труб, отличающиеся по способу инициации вышибных зарядов. В первом случае инициация всех вышибных зарядов блока обеспечивается электронными воспламенительными устройствами (ЭВУ). Во втором случае так воспламеняется только первый из инициируемых зарядов, а остальные воспламеняются пиротехническими методами с помощью передачи воспламенительного импулься от уже инициированных зарядов через систему пирозамедлителей.

На рис. 5.13 представлена схема пусковой трубы с вложенным блоком подвижных элементов, инициируемых с помощью электровоспламенителей. Устройство включает блок ПЭ 2, пусковую трубу2, снабженную элементами крепления 3, накидной гайкой 4, уплотнением 5 и днищем 6, на котором соосно закреплена опора 7 с накидной гайкой 8, фиксирующей блок взрывных элементов. На днище 6 размещены электроконтакты 9, связанные через электроразъемы 10 с контактами воспламенительных устройств ПЭ 1. Блок ПЭ 2 состоит из последовательности однотипных ПЭ, включающих корпус с полезной нагрузкой и камеру сгорания вышибного заряда, расположенную внутри полой задней части цилиндра ПЭ. Стенки камеры сгорания образуют «юбку» ПЭ, обеспечивающую его аэродинамическую стабилизацию в свободном полете. На корпусе ПЭ установлено разжимное поршневое кольцо 22. Система поршневых колец разбивает внутреннюю полость пусковой трубы на газодинамически связанные объемы между отдельными ПЭ. В устройстве данной схемы могут быть обеспечены различные способы метания ПЭ. Электрический импульс может быть одновременно подан на воспламенительные устройства вышибных зарядов всех ПЭ. При этом требуемые дульные скорости и моменты выхода ПЭ из пусковой трубы должны обеспечиваться только за счет выбора масс и конструкций вышибных зарядов. При неодновременной подаче воспламенительного импульса на ЭВУ ПЭ может быть обеспечено многообразие способов выброса ПЭ блока из пусковой трубы. При этом требуемые начальные условия свободного движения ПЭ определяются как выбором параметров вышибных зарядов, так и выбором моментов их инициации. Особый интерес представляет случай попарной инициации вышибных зарядов двух последовательных ПЭ блока. При этом вышибной заряд заднего ПЭ обеспечивает метание пары ПЭ, а вышибной заряд переднего — разделение метаемой пары в пусковой трубе или на траектории.

Рис. 5.13. Пусковая труба с вложенным блоком метаемых подрывных элементов

Альтернативой электрической инициации всех вышибных зарядов ПЭ служит их пиротехническая инициация. При этом отдельные ПЭ конструируются так, что камера сгорания вышибного заряда связывается со свободным объемом между корпусом ПЭ и стенкой трубы с помощью пирозамедлителя. Вышибной заряд первого в блоке ПЭ инициируется с помощью ЭВУ. После набора давления в камере сгорания, разрушения элементов форсирования и отделения «юбки» первого ПЭ от корпуса второго образуется газодинамическая связь объема между корпусом второго ПЭ и стенкой трубы и камерой сгорания первого ПЭ. При наборе в этом объеме соответствующей температуры инициируется пирозамедлитель вышибного заряда второго ПЭ и т. д. При этом требуемые условия метания ПЭ обеспечиваются выбором параметров вышибных зарядов и времен передачи воспламенительного импульса, обеспечивамых пирозамедлителями. Вариантом такой схемы является попарное метание ПЭ, при котором в пусковой трубе через систему пирозамедлителей инициируются вышибные заряды сразу двух последовательных ПЭ в блоке. Это обеспечивается снятием поршневых колец с четных ПЭ. При этом вышибные заряды нечетных ПЭ снабжаются пирозамедлителями с достаточно большим временем задержки и после срабатывания обеспечивают разделение пары ПЭ в пусковой трубе или в требуемой точке траектории.

Ниже приводится методика моделирования процесса метания собранных в блок ПЭ из пусковой трубы, а в параграфе 8.5 — результаты численного эксперимента по исследованию особенностей процесса метания в случае одновременной и последовательной инициации вышибных зарядов, собранных в блок ПЭ. Особо рассмотрен вопрос о моделировании метания ПЭ, связанных между собой элементами форсирования конечной прочности. Это обусловлено тем, что элементы форсирования могут разрушаться от перегрузок в процессе метания, что должно учитываться при моделировании.