Особенности горения пороха с узкими каналами

Анализ показывает, что опытные кривые Г_опт() порохов с узкими каналами отличаются от теоретических значительно больше, чем пороха простой формы. У порохов простой формы при =0,3-0,8 опытная кривая совпадает с теоретической. У многоканальных порохов такого совпадения нет, что иллюстрируют рис.31 и рис.32 (фиг.3,37 и фиг.3,38). Таким образом, действительное горение таких порохов имеет обратную характеристику по сравнению с тем, каким оно должно было быть по геометрическому закону горения. Как показали опыты М.Е. Серебрякова причиной такого характера горения является разница в условиях горения внутри каналов пороха и его наружной поверхностью, что создает разницу в давлениях внутри каналов и снаружи зерна. Это приводит к разнице в скоростях горения, причем же разница в давлениях и в скоростях горения тем больше, чем уже и длиннее каналы пороха. Наличие узких и длинных каналов создает особые условия, которые усложняют условия воспламенение и горение таких порохов. Ниже дается анализ особенностей горения таких порохов.

Влияние близкого соприкосновения горящих поверхностей.

Если зажечь на открытом воздухе две ленты пороха, то каждая в отдельности горит спокойно, но если их сблизить, то интенсивность горения резко возрастет.

Специальные опыты в бомбе подтвердили, что при одинаковой форме пороховых элементов интенсивность горения зависит от взаимного расположения горящих поверхностей. Испытываемые заряды состояли из одной трубки и одного прутка нитроглициринового пороха. Диаметр прутка был немного меньше диаметра канала трубки. В одном случае пруток и трубка лежали рядом, в другом – пруток был вложен в трубку. В первом случае кривая Г() получилась нормальной, во втором случае после воспламенения интенсивность горения резко возросла. Ордината увеличилась почти вдвое по сравнению с ординатой , а общее время сгорания уменьшилось. Опыты показали, что резкое увеличение интенсивности газообразования объясняется не увеличением поверхности горения, а увеличением скорости горения пороха, вызванное повышением давления в узкой щели. По мере разгорания каналов горящие поверхности удаляются одна от другой и Г_опт() убывает. Таким образом узкие длинные каналы создают условия неравномерности горения пороха на его различных поверхностях (давление внутри канала больше давления снаружи), так что он горит значительно отклоняясь от геометрического закона горения. Поэтому и теория горения таких порохов получила название теория неравномерного горения. С увеличением плотности заряжания отношение давлений внутри каналов – Р^н и давлений на наружной поверхности горения P' убывает и одинаковыми они могут быть только при = 1,25 кг/дм3.

Влияние длины канала на прогрессивность горения.

С точки зрения геометрического закона, чем длиннее трубка и многоканальнее порох, тем он прогрессивнее. Опыты в монометрической бомбе и специальные стрельбы опровергают это положение. Например, были проведены опыты в бомбе с многоканальным порохом N8; число каналов – 36; относительная длина в нормальном бруске . Заряд состоял из нормальных брусков, затем же из брусков того же сечения, укороченного в 4-ре раза (), затем укороченных в 8 и 10 раз, сторона канала a₀ = 0,42 мм. Если для простоты считать, что порох горит до конца без распада, то с укорочением бруска прогрессивность уменьшается, а оголенность увеличивается как видно из таблицы 15:

Таблица 15

размер	2l	2l/4	2l/8	2l/16

	1,37	1,53	1,76	1,84
	2,17	1,83	1,39	1,20

Теоретичеcкий вид кривых изменения изображен на рис... (фиг.68). Полученные кривые давления после сжигания этих брусков были обработаны и получили Г_опт(). Чтобы исключить влияние оголенности, которая входит в Г(), величины Г были разделены соответствующие , т.е. приведены не к начальному объему, а к начальной поверхности. Эту величину Г: . На рис... (фиг.69) представлены кривые .

Результаты обработки дали совершенно обратную картину, изображенную на диаграмме (рис...). Все кривые имеют резкий подъем вначале и максимум при . При длине 2l/8 имеется даже горизонтальный участок. Г самого короткого бруска (кривая 4) более дегрессивна чем кривая 3, что связано с малой геометрической прогрессивностью. Полученные выводы подтверждающиеся стрельбой зарядами марки 9/7, которые представлены в таблице...

Все образцы дали одно и то же давление – Рm, но разные скорости. Наилучшие результаты дал образец N4.

образец пороха		V_д,м/с
2l=10А₀	0,950		1,39	1,89
2l=3А₀	1,150		1,44	1,81
2l=А₀	1,160		1,54	1,54
2l=1,1А₀	1,200		1,40	1,37