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

.2 Расчет в программе Solid Works 2011

. Расчет приведенной ширины ведущего пояска

. Расчет геометрических параметров и баллистических характеристик порохового зерна

. Расчет параметров по программе «Врезание»

. Расчет параметров по программе «Vnutr_BALL»

Список литературы

1 Расчет свободного объема каморы

.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:

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 (tgα_ск1=0,726).

где  - диаметр второго скоса (нижнего),  - угол скоса (tgα_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

. 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.

Список литературы

1. Внутренняя баллистика периода формирования: Учебное пособие. 2-е издание, доп./ Е. В. Чербанов; Балтийский государственные технический университет. СПб., 1997. 192 с. ISBN 5-85546-117-3.

. Внутренняя баллистика и автоматизация проектирования артиллерийских орудий: учебник / В.Ф. Захаренков; Балтийский государственные технический университет. СПб., 2010.- 276 с. ISBN 978-5-85546-580-8.