CC BY
90
УДК 623.52.001.24.
С.Г. Губин, И.С. Губин СГГ А, НВВКУ, Новосибирск
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ВНУТРИБАЛЛИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В СИСТЕМАХ ОБРАТНОГО МЕТАНИЯ С ОТСЕЧКОЙ ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ В ПЕРЕМЕННО-ЗАМКНУТОМ ОБЪЁМЕ
Революционной идеей в области бесшумной, бездымной и беспламенной стрельбы явилась разработка систем с расширением пороховых газов в переменно-замкнутом объёме [1 - 2]. Это принципиально новый и радикальный путь устранения звука выстрела - «отсекать» пороховые газы, оставляя их в стволе или гильзе. При этом газы вообще не выходят наружу.
Российскими конструкторами разработана серия таких боеприпасов, например: СП-2; СП-3; СП-4; МЗА и т.д. При выстреле данными боеприпасами звук выстрела не слышен, на дальности до 50 м можно услышать только удар механических частей оружия. Вышеперечисленные боеприпасы используются по схеме «оружие плюс боеприпас». Основным недостатком этих боеприпасов является то, что после выстрела они остаются в оружии под высоким давлением и при экстракции становятся опасными для стрелка.
Нами предложена модернизированная схема - схема обратного метания [3]. Её целью является создание бесшумного выстрела, который можно применять из штатного оружия, и безопасного после выстрела. На рис. 1 показан боеприпас к штатному подствольному гранатомету, спроектированный по схеме обратного метания.
1 10 2 3 4
а)
б)
Рис. 1 Общий вид боеприпаса: а) до выстрела; б) после выстрела.
Устройство содержит: метаемый элемент 1, корпус 2, телескопические штоки 3 и 4, поршень-ударник 5, оболочку метательного заряда 6, метательный заряд 7, капсюль-воспламенитель 8, мембрану 9, картонную шайбу 10. Корпус 2 жёстко соединён с метаемым элементом 1, а поршень 5 является ударником.
При подготовке эксперимента по стрельбе из штатного подствольного гранатомета ГП-25 возникла необходимость проведения внутрибаллистических расчетов. Расчеты проводились с использованием общепринятой методики [4 -6], модернизированной для данной схемы метания.
Явление выстрела в данной схеме можно разделить на 5 последовательных стадий.
Начальными условиями для последующих стадий являются результаты, полученные в предыдущей стадии.
Стадия 0 - предварительный период.
Стадия 1 - одновременное выдвижение из корпуса 2 штоков 3, 4 и поршня-ударника 5.
Стадия 2 - выдвижение поршня-ударника 5.
Стадия 3 - выдвижение штока 4.
Стадия 4 - происходит догорание оставшейся части пороха в постоянном объеме.
При переходе к каждой последующей стадии учитывается изменение площади поперечного сечения каморы и массы движущегося тела.
В итоге результатом внутрибаллистических расчётов являются пиродинамические кривые (рис. 2). На которых хорошо видна динамика протекания всех процессов.
I Гдм1
Рис. 2. Графики зависимостей: V (l). P (l)
На графике V (l) (рис. 2) прослеживается понижение скорости вследствие зацепления штоков за основную движущуюся массу в конце каждой стадии.
Также мы наблюдаем, что прирост скорости на третьей стадии небольшой по сравнению с приростом на второй стадии. Отсюда следует, что нерационально использовать большее количество штоков в данной системе.
Продолжение графика V (l) (рис. 2) обозначенное пунктиром показывает скорость, которую имел бы выстрел, если бы не было уменьшения диаметров штоков, а выдвигался бы один длинный шток длинной равной сумме длин выдвижения всех штоков.
На графике P (l) (рис. 2) на первой стадии мы видим резкое повышение давления до достижения максимума Pm ~ 1010 кГ/см2, а потом резкий спад. На второй стадии также небольшой спад, на третьей уже небольшой рост давления, видимо увеличения объёма при выдвижении поршня не хватает для понижения давления и оно растёт. На четвёртой стадии все штоки выдвинулись, объем постоянный, а порох продолжает гореть и давление возрастает, пока весь порох не сгорит. В итоге давление достигает отметки Рк ~ 990 кГ/см2.
Итак, предложена схема обратного метания. Предложен метод расчета внутрибаллистических параметров в схеме обратного метания с отсечкой пороховых газов в переменно-замкнутом объёме. Проведены расчеты внутрибаллистических параметров в схеме обратного метания для гранаты к подствольному гранатомету ГП-25. Получено, что количество выдвигаемых штоков не должно превышать 2 - 3. В настоящее время проводится
подготовка экспериментов для апробации конструкции гранаты к подствольному гранатомету ГП-25.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лови А.А., Кораблин В.В. Современное стрелковое вооружение России. // Оружие. Специальный выпуск. - № 1. - 2000. С. 4 - 15, 29 - 31.
2. Петров В.А., Касьянов И.П., Юрьев А.Б. и др. Описание изобретения // Патент RU 2059189 С. - НПО «Поиск» Роспатент. - М., 1996.
3. Губин С.Г. Боеприпасы для бесшумной, беспламенной и бездымной стрельбы // Сборник научных статей № 2. НГТУ. - 2002.
4. Вентцель Д.А. Внутренняя баллистика. // ВВИА им. Жуковского. - М.: 1948.
5. Граве И.П. Внутренняя баллистика. // Пиродинамика. Выпуск II. - Артакадемия им. Ф.Э. Дзержинского. - Л.: 1934. С. 292.
6. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет.// Гос. Науч.-Тех. Издат. Оборонгиз. - М.: 1962. С. 703.
7. Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Саморокова Н.М. Интегродифференциальный метод определения законов горения конденсированных систем в условиях постоянного объема.// Физика горения и взрыва. - 1999. - т. 35. - № 1. С. 67 - 71.
©С.Г. Губин, И.С. Губин, 2005
