Математична модель процесів перетворення енергії у системі ствола для визначення показників стрільби

2022;
: с. 28 – 39
https://doi.org/10.23939/jeecs2022.01.028
Надіслано: Лютий 07, 2022
Переглянуто: Травень 05, 2022
Прийнято: Травень 12, 2022
1
Державний університет «Одеська політехніка»
2
Національний університет «Одеська морська академія»
3
Державний університет «Одеська політехніка»

Виділено явище, присутнє майже при кожному пострілі. Воно проявляється в дульному викиді у вигляді деякого об'єму сажі. Визначена термохімічна реакція Будуара-Белла, що пояснює утворення сажі в порохових газах в процесі пострілу. Виділені умови можливості її прояву. Розроблено метод розв’язання задачі внутрішньої балістики з можливістю визначення температури порохових газів по довжині ствола гармати в різні моменти часу і при різному положенні снаряда в стволі. Проведено моделювання розподілу температури порохових газів в просторі ствола гармати між зарядною коморою і снарядом, що рухається, в модельній системі. Показана можливість зміни протяжності зони протікання реакції Будуара-Белла(зони утворення сажі) залежно від початкових даних. Моделювалося використання свіжого порохового заряду і заряду, що деградував.

  1. Dobrynin E., Maksymov M., Boltenkov V. (2020). Development of a Method for Determining the Wear of Artillery Barrels by Acoustic Fields of Shots. Eastern–European Journal of Enterprise Technologies. Vol 3, No 5 (105), 2020, p.6–18. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206114
  2. Dobrynin Y., Volkov V., Maksymov M., Boltenkov V. (2020). The Development of Physical Models for Acoustic Wave Formation at the Artillery Shot and Study of Possibilities for Separate Registration of Various Types Waves. Eastern–European Journal of Enterprise Technologies. Vol 4, No 5 (106), 2020, p.6–15 https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209847
  3. Serebryakov M. E. (1962). Internal ballistics of barrel systems and powder rockets. Moscow, 702. (in Russian)
  4. Carlucci D.E., Jacobson S.S. (2008). Ballistics : theory and design of guns and ammunition. Taylor & Francis Group, 2008, pp. 502. ISBN-13: 978-1-4200-6618-0; ISBN-10: 1-4200-6618-8; http://www.taylorandfrancis.com
  5. Rashad M.M., Zhang X.B., Elsadek H. (2013). Numerical simulation of interior ballistics for large caliber guided projectile naval gun. Journal of Engineering and Applied Science Vol. 60, No. 2, 2013, pp.163-176. https://www.researchgate.net/publication/264786882
  6. Jang J., Oh S., Roh T. (2016). Development of three-dimensional numerical model for combustion-flow in interior ballistics. Journal of Mechanical Science and Technology. Vol 30, 2016, pp. 1631-1637. https://doi.org/10.1007/s12206-016-0319-y
  7. Cheng C., Zhang X. (2013). Modeling of Interior Ballistic Gas-Solid Flow Using a Coupled Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method. ASME.J. Appl. Mech. 2013; 80(3): 031403. https://doi.org/10.1115/1.4023313
  8. Li P., Zhang X. (2020). Numerical research on adverse effect of muzzle flow formed by muzzle brake considering secondary combustion. Defence Technology. 2020, ISSN 2214-9147, https://doi.org/10.1016/j.dt.2020.06.019.
  9. Steward B.J., Perram G.P., Gross K.C. (2011). Visible and Near-Infrared Spectra of the Secondary Combustion of a 152 mm Howitzer. Applied Spectroscopy. 2011; 65(12):1363-1371. https://doi.org/10.1366/11-06445
  10. Steward B.J., Bauer K.W., Perram G.P. (2012). Remote discrimination of large-caliber gun firing signatures. J. Appl. Rem. Sens. 6(1) 063607, 2012 https://doi.org/10.1117/1.JRS.6.063607
  11. Steward B.J., Gross K.C., Perram G.P. (2011). Reduction of optically observed artillery blast wave trajectories using low dimensionality models. Proc. SPIE 8020, Airborne Intelligence, Surveillance, Reconnaissance (ISR) Systems and Applications VIII, 80200D, 2011; https://doi.org/10.1117/12.883524
  12. Zakharenkov V.F. (2010). Interior ballistics and automation of artillery gun design. Tutorial. Balt. state tech. un-t. - SPb., 2010, 276 p. ISBN 978-5-85546-580-8, https://ua1lib.org/book/3064917/757a40?id=3064917&secret=757a40
  13. Li X., Mu L., Zang Y., Qin Q. (2020). Study on performance degradation and failure analysis of machine gun barrel, Defence Technology, Volume 16, Issue 2, 2020, Pages 362-373, ISSN 2214-9147, https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.05.008.
  14. Kriukov O., Melnikov R., Bilenko О., Zozulia A., Herasimov S., Borysenko M., Pavlii V., Khmelevskiy S., Abramov D., & Sivak V. (2019). Modeling of the process of the shot based on the numerical solution of the equations of internal ballistics. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/5 (97), 40–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155357
  15. Rout K.R., Gil M.V., Chen D. (2019). Highly selective CO removal by sorption enhanced Boudouard reaction for hydrogen production. Catalysis Science & Technology, 2019, Vol. 9, Issue 15, p. 4100–4107. https://doi.org/10.1039/C9CY00851A
  16. Krylova A.Y. (2014). Products of the Fischer-Tropsch synthesis. Solid Fuel Chem. 48, 22–35 (2014). https://doi.org/10.3103/S0361521914010030
  17.  Kogler M., Köock E.-M., Klöotzer B., Schachinger T., Wallisch W., Henn R., Huck C.H., Hejny C., Penner C. (2016). High-temperature carbon deposition on oxide surfaces by CO disproportionation. J. Phys. Chem. C 3(120), 1795–1807 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b12210
  18. Mianowski A., Robak Z., Tomaszewicz M. et al. (2012). The Boudouard–Bell reaction analysis under high pressure conditions. J Therm Anal Calorim 110, 93–102 (2012). https://doi.org/10.1007/s10973-012-2334-2
  19.  Brunetkin O., Maksymov M. V., Maksymenko A., Maksymov M. M. (2019). Development of the unified model for identification of composition of products from incineration, gasification, and slow pyrolysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – 4/6 (100). – P. 25–31 DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176422
  20. Burnham A.K., Fried L.E. (2006). Kinetics of PBX9404 aging. UCRL-CONF-224391. 7th aging, compatibility and stockpile stewardship conference. Los Alamos, NM, USA. September 26, 2006 – September 28, 2006. – 6 p. https://www.osti.gov/biblio/894349-kinetics-pbx9404-aging
  21.  Anipko O.B., Khaykov V.L. (2012). Methods analysis for assessment of propellant charges as a part of the artillery ammunition monitoring system Integrated Technologies and Energy Conservation, NTU “KhPI”, 3, 2012. pp. 60–71. http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2199
  22. Alemasov V.E., Glushko V. (1974). Thermodynamic and thermophysical properties of combustion products = Termodinamicheskie i teplofizicheskie svoistva produktov sgoraniya : translated from Russian [by R. Kondor, and Ch. Nisenbaum], Jerusalem : Israel Program for Scientific Translations, 1974-1976. https://searchworks.stanford.edu/view/892711
  23.  Rusyaka I.G., Tenenevb V.А. (2020). Modeling of ballistics of an artillery shot taking into account the spatial distribution of parameters and backpressure. Computer research and modeling, 2020, Vol. 12, № 5 p. 1123-1147 https://doi.org/10.20537/2076-7633-2020-12-5-1123-1147
  24. Pelykh S.N., Maksimov M.V., Baskakov V.E. (2008). Model of cladding failure estimation under multiple cyclic reactor power changes, The 2-nd International Conference ’Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy’. Book of abstracts 2008, p. 638-641, https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:40062726.
  25. Brunetkin O., Davydov V., Butenko O., Lysiuk G., Bondarenko A. (2019). Determining the composition of burned gas using the method of constraints as a problem of model interpretation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – 3/6 (99). – P. 22–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.169219
O. Brunetkin, V. Kuzmenko, O. Soloviova. Mathematical model of energy transformation processes in barrel system for determining shooting performance. Energy Engineering and Control Systems, 2022, Vol. 8, No. 1, pp. 28 – 39. https://doi.org/10.23939/jeecs2022.01.028