рекомендации по выполнению работы и оформлению отчета

Цель работы

Целью работы является освоение методики расчета процесса в заснарядном пространстве СБД с использованием таблиц ГАУ.

Теоретические сведения

 

Процесс в закрытом заснарядном пространстве описывается следующей системой уравнений, полученной без учета теплоотдачи, для линейной одночленной зависимости скорости горения от давления и двучленных зависимостей y(z) и s(z):

;

;

;

;

; (1)

;

;

;

.

Начальными условиями являются: заданное числовое значение р₀ (давление форсирования) и зависимости для определения y_Т0 и z_Т0:

;

.

Так как y_Т0 и z_Т0 определяются значениями р₀, то фактически единственным начальным условием будет заданное значение р₀.

Решение приведенной системы уравнений (1) в общем виде выражается так:

,

где f_Т – сила топлива;

k_Т – отношение теплоемкостей газа топлива;

m_Т – масса топлива;

r_Т – плотность топлива;

W₀ – объем камеры заряжания (гильзы);

е_1Т – начальная наименьшая толщина горящего свода топливного элемента;

æ₁,l₁ – коэффициенты формы топливного элемента;

В_Т – параметр в зависимости скорости горения от давления;

a_Г – коволюм газа;

s – площадь поперечного сечения канала ствола;

m_сн – масса снаряда;

р₀ – давление форсирования;

t – время.

Перечисленные параметры относятся к числу первичных параметров.

Если каждый из этих параметров выразить конкретным числовым значением и произвести расчет процесса с использованием системы уравнений (1), то получим единственную кривую давления для одного СБД.

Система (1) может быть преобразована к виду:

;

;

; ;

; (2)

;

;

;

,

откуда

,

где – параметр Дроздова;

– плотность заряжания;

; ;

; ;

.

Система уравнений (2) – это система с обобщенными параметрами D и .

Если каждому из параметров, входящих в систему уравнений (2) дать конкретное числовое значение (в том числе D и ), то в результате расчета получим тоже единственную кривую р(t_Т), но которая будет отражать процесс не в одном, а в ряде СБД, имеющих различные значения первичных параметров, входящих в D и , но одинаковые D и .

Система вида (2) положена в основу разработки таблиц для расчета процесса.

Один из вариантов таблиц – таблицы ГАУ, при разработке которых первичным параметрам, не вошедшим в D и , даны следующие числовые значения:

– сила топлива, ;

– коволюм газа, ;

– плотность топлива, ;

– отношение теплоемкостей, ;

– коэффициент фиктивности массы снаряда, j₁ =1,05;

– коэффициенты формы топливных элементов, æ₁=1,06; l₁=-0,0566;

– давление форсирования, р₀ =30Мпа (300 кг/см²).

Таблицы для расчета процесса размещены в 3-х томах: для расчета давления р(L), скорости снаряда V_Т = V_Т(L) и времени процесса t_Т = t_Т(L). Каждая таблица имеет вид:

D = D _i

Λ	В1	В2
Λ 1
Λ 2
…

В конце таблицы приведены значения основных параметров процесса к моменту достижения давлением максимального значения и к моменту окончания горения заряда.

Исходные данные

 

Конкретные данные для расчета выдаются преподавателем в соответствии с таблицей 1.

Содержание отчета по работе

 

Отчет начинается с написания названия работы (работа № 3, название – см. титульный лист).

Далее должен быть представлен следующий материал

4.1. Исходные данные

4.2. Расчет обобщенных параметров и относительного пути снаряда в канале ствола

4.3. Кривые процесса и их анализ

рекомендации по выполнению работы и оформлению отчета

 

Отчет оформляется в ученической тетради.

Таблица 1

 

№ задания	s, дм2	W0, дм3	mсн, кг	mТ, кг	e1T, дм	ВТ,	lд, дм	j1
	0,47	1,65	6,5	0,9	0,005	0,0000075	18,5	1,05
	0,47	1,62	6,4	0,92	18,0
	0,47	1,67	6,3	0,91	19,0
	0,47	1,60	6,2	0,85	18,5
	0,92	4,6		3,0	0,006	0,000007
	0,90	4,5	17,2	3,05
	0,93	4,4	17,3	3,1
	0,90	4,6	17,4	3,15
	1,87	10,3		7,2	0,0075	0,0000072	35,3
	1,88	10,5	40,5	7,25	35,5
	1,86	10,4	40,7	7,3
	0,47	1,5	6,2	1,1	0,0065	0,0000074
	0,465	1,52	6,1	1,05	33,5
	0,471	1,53	6,0	1,08	34,5

 

Исходные данные записываются так: название параметра, буквенное обозначение, числовое значение (в системе СИ и в скобочках – в технической системе единиц).

При расчете обобщенных параметров, необходимых для входа в таблицу, пользоваться следует технической системой единиц (кг, дм, с). Параметр В в этом случае определяется по выражению:

,

где g – ускорение силы тяжести (g =98,1дм/с²),

m_Т, m_сн – вес заряда и вес снаряда.

Коэффициент учета второстепенных работ, относительный путь снаряда в канале ствола и плотность заряжания определяются так:

; ; ;. .

По значению параметров D находятся необходимая таблица в 1-м, 2-м и 3-м томах, а по значению В – столбец со значениями р(L), V_Т(L), t_Т(L) до L=L_д.

Определяются множители перехода от табличных значений параметров (L, V_Т, t_Т) к реальным (l, V, t), по приведенным в п.2 зависимостям. При переходе от табличных значений времени к реальным использовать следует зависимость:

.

Числовые значения р, V_Т, t_Т и р, l, V, t для 10-ти значений L заносятся в таблицу 2.

 

Таблица 2

 

Λ	VТ, м/с	tT, с/дм	р, МПА	V, м/с	l, м	t, с
Λ1
Λ2
Λ м
Λ3
Λ4
Λ к
Λ5
Λ6
Λ д

Далее строятся графики р(t), V(t), l(t) и p(l), V(l) и дается их краткий анализ.

Обратить внимание:

– значения давлений в таблице даны в кг/см²;

– скорости в м/с;

– времени в с/дм.

Библиографический список

 

1. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. – М.: Оборонгиз, 1962. – 698 с;

2. Никитин В.А., Швыкин Ю.С., Юрманова Н.П. Термодинамические основы внутренней баллистики. Учебное пособие. – Тула: ТулГУ, 2004. – 175с.

 

Рассмотрено на заседании кафедры

Протокол №____от “___”_________200_г

 

 

Зав.кафедрой

проф., д.т.н. В.В. Ветров