Расчет внутрибаллистических параметров выстрела 3ОФ4

Курсовая работа

Расчет внутрибаллистических параметров выстрела 3ОФ4

Содержание:

внутрибаллистический ствол выстрел камора пороховой

1. Расчет свободного объема каморы

1.1 Аналитический расчет

1.2 Расчет в программе Solid Works 2011

2. Расчет приведенной ширины ведущего пояска

3. Расчет геометрических параметров и баллистических характеристик порохового зерна

4. Расчет параметров по программе «Врезание»

5. Расчет параметров по программе «Vnutr_BALL»

1 Расчет свободного объема каморы

1.1 Аналитический расчет

Расчет свободного объема каморы производится следующим путем: из объема каморы вычитается объем корпуса запоясковой части снаряда. Для упрощения расчета, данные элементы представляются в виде суммы объемов простейших фигур, таких как, усеченные конуса и цилиндры. Формулы, для которых представлены ниже:

Формула для объема цилиндра:

где r — радиус цилиндра, h — высота цилиндра.

Формула для объема конуса:

где h — высота конуса, R — больший радиус конуса, r — меньший радиус конуса.

Размеры каморы см. Приложение № 3.

По формулам (1.1.1) и (1.1.2) рассчитаем объем каморы:

По формулам (1.1.1) и (1.1.2) рассчитаем объем запоясковой части снаряда:

Свободный объем каморы:

1.1 Расчет в программе SolidWorks 2011

Для расчета свободного объема каморы в программе SolidWorks 2011 была построена 3D модель полости каморы с, находящейся в ней, запоясковой частью снаряда:

Рисунок 1 — 3D модель полости каморы Результат расчета SolidWorks 2011:

Рисунок 2 — Результаты расчета SolidWorks 2011

V= 14,118*10⁶ мм³=14,118 дм³.

Результаты расчетов сведены в таблицу (1.1)

Таблица 1.1 — результаты расчетов

Вывод: Из таблицы видно, что погрешность расчетов обоих методов лежит в пределах 11,5%. Различия с данными из таблицы стрельбы объясняются тем, что в наших расчетах не был учтен объем материала самой гильзы. Если его учесть, то наши расчеты попадут в диапазон 5%, а значит, оба метода приемлемы для расчета.

2 Расчет приведенной ширины ведущего пояска

Диаметр канала ствола по дну нарезов:

где d — диаметр по полю нарезов канала ствола (d=152,4 мм), t — глубина нарезки (t=1,5).

Форсирование пояска снаряда:

где — диаметр ведущего пояска (.

Глубина канавки за пояском:

где — диаметр канавки за пояском.

Коэффициент учета нарезов и форсирования пояска:

где — ширина поля нареза (a=3,0 мм), — ширина нареза (=6,97 мм).

Буртик ведущего пояска:

где — диаметр буртика.

Коэффициент учета буртика:

где — ширина буртика (=3 мм), — ширина ведущего пояска (В=35 мм).

Глубина канавки:

где — диаметр по дну канавки (=152,4 мм).

Коэффициент учета канавок:

где — ширина канавки (=2,5 мм), — количество канавок (=1).

Максимальный прогиб корпуса снаряда:

Где n₅=0,65- коэффициент учета снаряжения;

n₆=1,5 — коэффициент учета пояска;

n₇=-2,2*10^-3и n₈=30*10^-3— коэффициенты для тонких стальных оболочек;

В=35мм — ширина пояска.

Коэффициент учета прогиба оболочки снаряда:

Площадь поперечного сечения канала ствола:

где — число нарезов (48).

Приведенный диаметр канала ствола:

Приведенная ширина пояска до форсирования:

где:

где — диаметр первого скоса (верхнего), — угол скоса (tgб_ск1=0,726).

где — диаметр второго скоса (нижнего), — угол скоса (tgб_ск2=0,577)

Приведенная ширина пояска после форсирования:

3 Расчет геометрических параметров и баллистических характеристик порохового зерна

Геометрические параметры:

Для метания снаряда 3ОФ4 используется порох марки НДТ-3 16/1 — нитроглицериновый порох одноканальный со сводом горения 1,6 мм.

НДТ-3 16/1 (горит в одну стадию):

Диаметр порохового зерна:

где d — диаметр отверстия в пороховом зерне (d=2*е1 для одноканального зерна).

Длина порохового зерна: 2*с=690(так как в гильзе расположен один пучок).

Геометрические характеристики:

где, а — ширина порохового зерна, для одноканального пороха ее нет.

Баллистические характеристики пороха:

Теплота взрывчатого превращения пироксилинового пороха Qw=4600(кДж/кг)=1097,85 ккал/кг.

Скорость горения пороха:

Сила пороха:

Коволюм:

Параметр расширения пороховых газов:

Температура горения:

Конечный импульс:

Результаты расчета сведены с таблицу (3.1).

Таблица 3.1 — баллистические характеристики

4. Расчет параметров по программе «Врезание»

Данные для программы:

Рисунок 3 — Исходные данные Результаты программы:

Рисунок 4 — Суммарная площадь контакта пояска Рисунок 5 — Суммарная сила врезания пояска

5. Расчет параметров по программе «Vnutr_BALL»

Предварительные расчеты:

Давление форсирования вычисляется по формуле:

где — ширина эквивалентного пояска прямоугольного профиля после его обжатия; коэффициенты — учитывают зависимость давления форсирования от дополнительных факторов: (для 1 ведущего пояска) — зависит от конструкции поясков; =35 МПа (для меди при технологическом наклепе) — зависит от механических свойств материала и покрытия пояска; =4,012 (зависит от относительной массы метательного заряда: выбирается из таблицы); =25 — зависит от способа заряжания орудия; - величина давления пороховых газов в момент начала движения снаряда; d=0,1524м — калибр изделия.

В случае раздельного заряжания орудия, когда усилие извлечения снаряда неизвестно, воспользуемся эмпирической формулой:

Данные для ввода в программу:

Рисунок 6 — Исходные данные

Результаты расчета программы:

Рисунок 7 — График скорости Рисунок 8 — График относительной массы сгоревшего пороха Рисунок 9 — График давления на дно снаряда, среднебаллистического давления, давления на дно канала ствола.

1. Внутренняя баллистика периода формирования: Учебное пособие. 2-е издание, доп./ Е. В. Чербанов; Балтийский государственные технический университет. СПб., 1997. 192 с. ISBN 5−85 546−117−3.

2. Внутренняя баллистика и автоматизация проектирования артиллерийских орудий: учебник / В. Ф. Захаренков; Балтийский государственные технический университет. СПб., 2010. 276 с. ISBN 978−5-85 546−580−8.