Исследование влияния упругих деформаций и колебаний ствола на точность стрельбы

Авторы

  • И. Г. Русяк ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск
  • В. Г. Суфиянов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск
  • Д. А. Клюкин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-4-98-108

Ключевые слова:

артиллерийская система, математическое моделирование, упругие колебания ствола, внутренняя баллистика, внешняя баллистика, угол бросания снаряда

Аннотация

В работе приводятся постановки задач продольных и поперечных колебаний ствола артиллерийской системы, возникающих в процессе выстрела. Отличительной особенностью является учет сил взаимодействия снаряда с каналом ствола переменного сечения и начального изгиба ствола, который находится из решения задачи гравитационного прогиба. Для определения сил, приводящих снаряд в движение, решается задача внутренней баллистики в осредненных параметрах в термодинамическом приближении. Численное решение задачи колебаний ствола проводилось в одномерной постановке методом конечных разностей по неявной схеме, имеющей второй порядок точности по времени и пространству. Сравнение решений задачи о гравитационном прогибе, полученных в одномерной и трехмерной постановках, показало, что они практически совпадают. Расчет внешнебаллистической траектории снаряда проводился на основе решения системы дифференциальных уравнений с начальными условиями, определяемыми из решения задач внутренней баллистики и поперечных колебаний ствола в вертикальной плоскости. Представлены результаты исследования влияния упругих деформаций и колебаний ствола на угол бросания снаряда из ствола и дальность полета снаряда при различных условиях стрельбы. Показано, что отклонения, вызванные деформацией и колебаниями ствола при стрельбе из артиллерийской системы, приводят к уменьшению дальности стрельбы при малых углах возвышения и к увеличению дальности при больших углах возвышения. Полученные результаты позволяют определить поправки к углу вылета снаряда, возникающие вследствие колебания ствола при выстреле.

Библиографические ссылки

Орлов Б. В., Ларман Э. К., Маликов В. Г. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий: монография. М. : Машиностроение, 1976. 432 с.

Stiavnický M, Lisý P. Influence of barrel vibrations on the barrel muzzle position at the moment when the bullet exits // Advanced Military Technology. 2013. № 8 (issue 1). Pp. 89-102. http://aimt.unob.cz/articles/ 13_01/13_01%20%288%29.pdf.

Yu Q., Yang G., Sun Q. Dynamics analysis on barrel considering the temporal and spatial distribution of propellant gas by numerical simulation // Journal of Vibroengineering. 20(4). 2018. Pp. 1588-1602. DOI: 10.21595/jve.2018.19623

Leonhardt D., Garnich M. A Finite Element Model to Predict the Influence of Asymmetries on Barrel Dynamics in Small Arms // Proceedings of 31st Interna-tional Symposium on Ballistics, Hyderabad, India, 4-8 November 2019. DOI: 10.12783/ballistics2019/33139

Игнатов А. В., Богомолов С. Н., Федянин Н. Д. Метод расчета свободных поперечных колебаний ствола автоматической пушки при заданном условии закрепления // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 11. Ч. 2. С. 70–77.

Esen I. A modified FEM for transverse and lateral vibration analysis of thin beams under a mass moving with a variable acceleration // Latin American Journal of Solids and Structures. 2017. Vol. 14. No. 3. pp. 485–511. DOI: 10.1590/1679-78253180

Хоменко Ю. П., Ищенко А. Н., Касимов В. З. Математическое моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах : монография. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1999. 256 с.

Русяк И. Г., Липанов А. М., Ушаков В. М. Физические основы и газовая динамика горения порохов в артиллерийских системах: монография. М. ; Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2016. 456 с.

Серебряков М. Е. Внутренняя баллистика: монография. М. : Оборонгиз, 1949. 670 с.

Дмитриевский А. А., Лысенко Л. Н. Внешняя баллистика : монография. М. : Машиностроение, 2005. 608 с.

Королев С. А., Суфиянов В. Г. Решение задач внешнебаллистического проектирования на основе математического и компьютерного моделирования // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17. № 3. С. 80-88. DOI: 10.22213/2410-9304-2019-3-80-88

Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы. М. : Наука, 1989. 432 с.

Загрузки

Опубликован

29.12.2020

Как цитировать

Русяк, И. Г., Суфиянов, В. Г., & Клюкин, Д. А. (2020). Исследование влияния упругих деформаций и колебаний ствола на точность стрельбы. Интеллектуальные системы в производстве, 18(4), 98–108. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-4-98-108

Выпуск

Раздел

Статьи