Investigation of the Ways of Increasing the Shooting Range of the Barrel Artillery

Authors

  • S. A. Korolev Kalashnikov ISTU
  • A. M. Lipanov Kalashnikov ISTU
  • I. G. Rusyak Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-3-185-191

Keywords:

artillery projectile, jet engine, trajectory, shooting range, aerodynamic coefficients, mathematical model, computational experiment, optimization

Abstract

The main methods of increasing the shooting range from artillery are analyzed. The investigations were carried out on the basis of the developed method for calculating the trajectory of the projectile. The aerodynamic coefficients of the forces and moments acting on the projectile were determined by numerical modeling of the flow around the projectile. An approach is applied based on the numerical solution of the Favre averaged Navier-Stokes equations using the k-ε model turbulence with compressibility effects. The problem of optimizing the drag coefficient of a high-explosive fragmentation projectile from the main geometric dimensions is formulated. Parametric studies of the dependence of the drag coefficient of the projectile on its geometric dimensions were carried out. The dependence of the shooting range from the ballistic conditions: projectile mass, initial velocity, shooting angle was investigated. The optimum combination of projectile mass and initial velocity is determined taking into account the solution of the internal ballistics problem. A method for increasing the shooting range due to the use of a jet engine in the design of an artillery projectile is considered. The dependence of the shooting range on the time of starting the jet engine is investigated. The shooting angles are determined, which provide the maximum shooting range.

Author Biographies

S. A. Korolev, Kalashnikov ISTU

PhD (Physics and Mathematics)

A. M. Lipanov, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor, Academician of RAS

I. G. Rusyak, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

References

Способы повышения баллистической эффективности артиллерийских управляемых снарядов / В. И. Бабичев, В. В. Ветров, В. П. Елесин и др. // Известия РАРАН. 2010. Вып. 3(65). С. 3-9.

Баллистика ствольных систем / В. В. Бурлов и др. / РАРАН ; под ред. Л. Н. Лысенко и А. М. Липанова. М. : Машиностроение, 2006. 461 с.

Королев С. А., Липанов А. М., Русяк И. Г. К вопросу о точности решения прямой задачи внешней баллистики // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 47. С. 63-74. DOI: 10.17223/19988621/47/7.

Расчет траектории движения снаряда в атмосфере с учетом гидродинамики его обтекания / И. Г. Русяк и др. // Вопросы оборонной техники. Серия 14. 2015. Вып. 2. С. 130-140.

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

Hairer E., Norsett S. P., Wanner G. Solving Ordinary Differential Equations. Vol. 1. Berlin : Springer - Verlag, 1991. 528 p.

Королев С. А., Карсканов С. А. Математическое моделирование обтекания тела вращения сверхзвуковым потоком газа // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2014. № 3. С. 123-133.

Lipanov A. M., Korolev S. A., Rusyak I. G. [Optimization of aerodynamic form of projectile for solving the problem of shooting range increasing]. Proc. XXV Conference on High-Energy Processes in Condensed Matter (HEPCM 2017). AIP. Conf. Proc. 1893. AIP Publ., 2017, p. 030085. DOI: 10.1063/1.5007543.

Русяк И. Г., Королев С. А. Исследование путей повышения дальности стрельбы за счет внешнебаллистических факторов // Фундаментальные основы баллистического проектирования : сб. трудов. Сер. Библиотека журнала «ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ». 2017. С. 37-45.

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

Мищенкова О. В. Выбор параметров твердотопливного двигателя при оптимизации траектории полета ракеты // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. № 3(71). С. 74-77.

Arkhipov V., Perfilieva K. [Optimization of construction of the rocket-assisted projectile]. Proc. International Youth Scientific Conference “Heat and Mass Transfer in the Thermal Control System of Technical and Technological Energy Equipment” (HMTTSC-2017), 2017, p. 01003.

Алиев А. В., Сермягин К. В. Анализ эффективности применения газогенерирующих устройств в ствольной артиллерии // Известия РАРАН. 2014. № 2. С. 77-81.

Published

16.10.2018

How to Cite

Korolev С. А., Lipanov А. М., & Rusyak И. Г. (2018). Investigation of the Ways of Increasing the Shooting Range of the Barrel Artillery. Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova, 21(3), 185–191. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-3-185-191

Issue

Section

Articles