Балаганский И.А. Основы баллистики и аэродинамики. С. Д. Саленко канд техн наук, доцент
 Скачать 1.87 Mb.
|
|
13.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОТСТРЕЛОВ После стрельбы производится замер координат каждой из точек падения снарядов контрольной группы (рис. 13.4). Определяется средняя точка попадания где n – число выстрелов в контрольной группе. Далее по зависимостям теории вероятностей вычисляются соответствующие вероятные отклонения с учетом уже найденной средней точки попадания 2 д 2 б ( ) 0,6745 ; 1 ( ) 0,6745 1 c i c i x x В n z z В n Аналогичная схема и формулы расчета используются для определения рассеивания по высоте в В Рис. 13.4. Схема расчета кучности по результатам стрельбы Опытная дальность находится с учетом положения орудия 2 опор ор ( ) ( ) c c x x x z z При этом, если один снаряд значительно отклонился от других в данной группе, то он исключается из расчета как анормальный, не характеризующий данную партию изделий. Для принятия одного выстрела анормальным существуют различные критерии, нов основе их лежит малая (менее 1 %) вероятность такого выстрела. Инструкция № 01568 Министерства обороны требует, чтобы отклонение такого снаряда было не менее 5 табличных (чертежных) вероятных отклонений. 13.4. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАССЕИВАНИЕ 1. Воздействия при вылете. При вылете из ствола или при сходе спусковой установки снарядили неуправляемая ракета получает ряд толчков вследствие движения по стволу с неизбежными зазорами, а значит, и колебаниями колебаний установки или ствола изменения реакции стенок ствола при вылете снаряда последействия пороховых газов. 2. Воздействие на траектории. Оно сказывается в форме аэродинамического сопротивления. Если геометрическая ось и ось массы не совпадают между собой, то появляются боковые составляющие аэродинамической силы, вызывающие отклонение изделия. Весьма сильное влияние оказывает ветер, порывистость его. На реактивные снаряды сильное влияние оказывает возмущающее действие за счет несиммет- рии реактивной силы на активном участке траектории. 3. Причины, связанные непосредственно со снарядом. Наличие в снаряде отступлений от чертежных требований и размеров или в пределах чертежа, нос существенным отличием от других снарядов приводит к изменению условий его движения в стволе или на траектории ив конечном счете к рассеиванию. Снаряд в процессе эксплуатации может получить повреждения, что также может дать дополнительное рассеивание. На рассеивание снарядов побоку или высоте основное влияние оказывает первая группа причинив меньшей степени вторая и третья. Поскольку дальность является функцией трех параметров 0 0 , v и сто соответственно их разброс приводит к рассеиванию по дальности при стрельбе. 13.5. УМЕНЬШЕНИЕ РАССЕИВАНИЯ Разброс артиллерийских снарядов в боковом направлении зависит главным образом от динамической неуравновешенности и воздействий при вылете. Уменьшение рассеивания здесь достигается повышением точности изготовления снаряда, улучшением устойчивости орудия при выстреле, ограничением износа ствола и другими мероприятиями. Разброс реактивных снарядов уменьшается введением проворота на активном участке. При этом боковой отклоняющий реактивный момент вращается вместе с изделием, давая в среднем отклонения, близкие к нулю. Другие пути улучшения кучности неуправляемых ракет состоят в увеличении стабилизирующего момента путем повышения мощности оперения либо длины направляющей, что дает большую скорость схода и больший начальный стабилизирующий момент, препятствующий отклонениям снаряда. Однако при этом пусковые установки и реактивные снаряды делаются малоподвижными и нетранспортабельными; такие пути улучшения кучности малопригодны. Для уменьшения рассеивания по дальности принимаются следующие меры. 1. Ограничивается разброс дульных скоростей от выстрела к выстрелу за счет ужесточения допусков навес и характеристики зарядов. Уменьшение углового разброса достигается описанными мерами. Кроме этого, при углах возвышения, близких к 45°, угловой разброс незначительно влияет на дальность, поэтому стрельбу на ближние дистанции стремятся вести под углом около 45°, достигая этого уменьшением заряда или применением на изделиях специальных тормозных колец и щитов. 2. Разброс баллистических коэффициентов 2 уменьшают ужесточением весовых и линейных допусков. Важно обеспечивать максимальное однообразие изделий по профилю и состоянию наружных поверхностей. Например, для мм пушки дальность стрельбы окрашенным снарядом составляет 28,5 км, а неокрашенным, имеющим более шероховатую поверхность, – 27,3 км. 13.6. АНАЛИЗ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ ПО КУЧНОСТИ Анализ причин неудовлетворительных результатов испытаний по кучности состоит в поэтапном рассмотрении имеющихся данных. 1. Соответствие изготовленной партии требованиям чертежа. Здесь могут быть проведены повторные проверки наиболее важных размеров у всех или определенного процента изделий. 2. Соответствие всех условий испытаний требованиям, предъявляемым ТУ и чертежом по метеоусловиям, времени проведения испытания, обеспечению полного единообразия температурных режимов выдержки изделий. 3. Правильность сборки и пригодность всех комплектующих элементов. Исправность, степень износа, устойчивость при выстреле и отсутствие сбиваемости наводки орудия или пусковой установки. Кучность является функцией многих случайных величин, и законы ее изменения подчиняются кривой Гаусса (рис. 13.5). Рис. 13.5. Вероятностная характеристика результатов испытаний на кучность На графике показано распределение результатов испытаний ряда контрольных групп одной партии. При случайном неблагоприятном совпадении всех факторов контрольная группа может дать неудовлетворительный результат, хотя в целом изготовленная партия удовлетворяет требованиям чертежа кучностью, что и подтверждается положительными результатами повторных испытаний. ТУ для ряда изделий предусматривается проведение повторных испытаний в увеличенном количестве при неудовлетворительных результатах первичных испытаний. ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА 14.1. УПРАВЛЯЮЩИЕ СИЛЫ И МОМЕНТЫ Управляемые снаряды позволяют существенно повысить вероятность попадания в неподвижную цель и успешно проводить стрельбы пуски) по подвижным целями с подвижных носителей. Управляемые снаряды, совершающие полет в воздухе, как правило, реактивные и крылатые. К таким снарядам относятся противотанковые управляемые ракеты (ПТУР), зенитные управляемые ракеты (ЗУР) и другие. Под управлением полетом снаряда понимают изменение величины и направления вектора скорости его центра масс для обеспечения оптимальных условий достижения цели и встречи с ней. Одновременно решается задача стабилизации снаряда при воздействии на него случайных возмущений. Управление полетом осуществляется системой управления, приборы которой располагаются или только на борту снаряда (автономное управление, или частично на борту, а частично на пункте управления на Земле (командное управление. Для управления полетом снаряд снабжается рулями, которые отклоняются от нейтрального положения на некоторый угол с помощью привода рулей – исполнительного устройства системы управления. Рули по принципу действия могут быть аэродинамическими и газодинамическими, причем первые используются только при движении снаряда в плотных слоях атмосферы, а вторые – ив космическом пространстве. С помощью рулей создаются управляющие силы и моменты. Управляемые снаряды обладают дополнительным качеством – управляемостью, под которой понимают способность снаряда отзываться на действие органов управления соответствующими изменениями параметров его движения (угла атаки и др. Управляемость зависит, во-первых, от эффективности органов управления, которая определяется приращением управляющего момента при отклонении органа управления от его нейтрального положения, а во-вторых, от статической устойчивости снаряда. Очевидно, чем больше коэффициент статической устойчивости Z m или коэффициент запаса устойчивости уст, тем хуже снаряд отзывается на отклонение органов управления и тем хуже его управляемость. Чем больше коэффициент управляемости р, тем лучше при прочих равных условиях управляемость снаряда. 14.2. НАВЕДЕНИЕ СНАРЯДА НАЦЕЛЬ Если цель перемещается (маневрирует, то для попадания в нее необходимо связать движение снаряда сдвижением цели. Такой метод управления называется наведением снаряда нацель. Для этого используются или системы телеуправления, или системы самонаведения, осуществляющие слежение за движением как снаряда, таки цели, в результате чего определяется их взаимное расположение в пространстве. В системах телеуправления слежение за снарядом ицелью осуществляется с Земли и управляющие сигналыв виде команд передаются на снаряд с Земли. В общем случае линии визирования снаряда и целине совпадают. Если же они будут совпадать, те. при сближении с целью снаряд будет находиться на одной прямой с целью и станцией наведения, такой метод наведения будет называться методом совмещения или методом наведения по трехточечной кривой. В системах самонаведения определение элементов движения снаряда, слежение за целью и формирование управляющих сигналов осуществляются на борту снаряда. Методы самонаведения различаются по параметрам, на которые накладываются ограничения 1) на положение продольной оси снаряда относительно линии визирования «снаряд–цель»; 2) на положение вектора скорости центра масс снаряда относительно линии визирования 3) на положение самой линии визирования в пространстве. Траектория движения управляемого снаряда представляет собой сложную пространственную кривую, состоящую из трех участков рис. 14.1): стартового участка I, участка вывода на опорную траекторию, участка наведения III. На участке обычно работает стартовый реактивный двигатель, а полет снаряда неуправляемый или по заданной программе. Конечной целью является достижение заданной точки и заданных параметров движения, напримермаршевой скорости. На участке II происходят переходные процессы управления (снаряд захватывается лучом, наведенияи достижения параметров опорной траектории наведения. Участок III является основным на нем достигаются сближение и встреча снаряда с целью. Траектория на участках I и рассчитывается с помощью обычной системы дифференциальных уравнений движения снаряда (с учетом управления. Вид траектории на участке III зависит от выбранного метода наведения, который определяет кинематику движения снаряда относительно цели, поэтому траектория наведения на участке III называется кинематической. На рис. 14.2 показана в горизонтальной плоскости траектория наведения управляемого снаряда по методу совмещения. Рис. 14.1. Траектория управляемого снаряда Возможность снаряда сохранять намеченную траекторию определяется его маневренностью и допускаемыми (располагаемыми) перегрузками. Под перегрузкой или коэффициентом перегрузки n понимают отношение главного вектора R сил, действующих на снаряд кроме гравитационных и инерционных сил, к модулю силы тяжести т A R P R n mg mg Рис. 14.2. Схема наведения по методу совмещения О – точка старта н О – станция наведения Как видим, коэффициент перегрузки является величиной векторной и может быть разложен на составляющие по осям выбранной системы координат, обычно по осям траекторной системы координат Величины нормальной перегрузки k Y n и боковой перегрузки связаны со скоростью полета и соответствующими радиусами кривизны траектории k Y r и : k Z r чем меньше радиус кривизны и чем больше скорость, тем больше перегрузка. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Назовите основные периоды явления выстрела. 2. Какими параметрами внутренней баллистики характеризуется артиллерийская система 3. Назовите основные сорта бездымных порохов. 4. Перечислите физико-химические характеристики пороха. 5. Перечислите баллистические характеристики пороха. 6. Объясните механизм горения пороха. 7. От каких факторов зависит скорость горения пороха 8. Что такое закон скорости горения пороха 9. Назовите величину скорости горения пороха в орудии. 10. В чем заключается сущность геометрического закона горения пороха 11. Что называется законом образования пороховых газов 12. Что такое быстрота газообразования и от каких факторов она зависит 13. Что называется полным пиростатическим давлением 14. В каком виде во внутренней баллистике артиллерийского орудия применяется уравнение состояния газов 15. Как изменяется при горении пороха свободный объем каморы 16. Что такое приведенная длина свободного объема каморы 17. От каких параметров зависит полное пиростатическое давление. Какая сила является движущей силой при выстреле 19. Как записывается уравнение поступательного движения снаряда 20. Что учитывает коэффициент фиктивности 21. Как изменяется угловая скорость снаряда при выстреле 22. Для чего используется уравнение вращательного движения снаряда. Что выражает собой основное уравнение пиродинамики? 24. Какие работы совершают пороховые газы при расширении 190 25. Какие выводы можно сделать из формулы для предельной скорости снаряда 26. Что такое коэффициент учета второстепенных работ 27. В чем состоит содержание основной задачи внутренней баллистики. Перечислите допущения, принимаемые при решении основной задачи внутренней баллистики. 29. Дайте характеристику системе уравнений при аргументе t. 30. Какие существуют методы решения основной задачи внутренней баллистики 31. Как можно решить систему уравнений внутренней баллистики во втором периоде 32. Почему в методе профессора Слухоцкого в качестве аргумента берется величина z? 33. Как изобразится график зависимости скорости снаряда в функции от z? 34. Какие упрощения исходной системы уравнений делаются в методе Слухоцкого? 35. С помощью какой функции вычисляют время движения снаряда в первом периоде 36. От каких факторов будут зависеть ошибки приближенного аналитического метода профессора Слухоцкого? 37. Какие требования предъявляются к системе уравнений, используемой для составления таблиц внутренней баллистики 38. Какие особенности имеет система уравнений внутренней баллистики при аргументе x? 39. Какую роль играет во внутренней баллистике параметр заряжания профессора Дроздова? 40. От каких параметров зависят пиродинамические элементы 41. Как устроены таблицы внутренней баллистики ГАУ? 42. Из каких частей состоит РДТТ? 43 Для чего предназначен сопловой блок 44. Опишите устройство заряда РДТТ. 45. В чем заключается принцип действия РДТТ? 46. Что такое реактивная сила 47. От каких факторов зависит реактивная сила 48. Перечислите рабочие характеристики РДТТ. 49. В чем состоят особенности явления выстрела в РДТТ? 191 50. Перечислите основные процессы, происходящие в камере РДТТ. 51. Как зависит скорость горения заряда от скорости потока газов в камере 52. От каких факторов зависит секундный приход пороховых газов. От каких факторов зависит секундный расход пороховых газов 54. Как изменяются параметры состояния газа вдоль сопла 55. Для чего необходимо знать зависимость давления в камере РДТТ от времени 56. Как можно рассчитать зависимость давления от времени 57. Что такое равновесное давление 58. От каких факторов зависит величина равновесного давления 59. Приведите пример регулирования величины равновесного давления. Назовите предмет и задачи дисциплины Внешняя баллистика. 61. Почему движение снаряда или ракеты рассматривается как независимое движение центра масс и движение относительно центра масс 62. Перечислите фамилии ученых, внесших основной вклад в становление и развитие внешней баллистики. 63. Движение снаряда в пустоте, параболическая теория, основные выводы параболической теории. 64. Настильные и навесные траектории, парабола безопасности. 65. Ускорение Кориолиса. 66. Земля и атмосфера, метеорологические факторы, влияющие на полет снаряда. 67. Международная стандартная атмосфера и нормальная артиллерийская атмосфера. 68. Физическая картина обтекания тела при его движении в атмосфере. Аэродинамические силы и коэффициенты аэродинамических сил. 70. Дозвуковое и сверхзвуковое обтекание набегающим потоком. 71. Основные понятия об аэродинамической устойчивости невра- щающегося и вращающегося снаряда, центр давления. 72. Расчетное и опытное определение аэродинамических коэффициентов снарядов. 192 73. Формулы сопротивления воздуха движению артснарядов, баллистический коэффициент. 74. Эталонные законы сопротивления воздуха. 75. Испытательные полигоны, основные виды внешнебаллистиче- ских испытаний снарядов. 76. Системы уравнений, описывающие движение снаряда в воздухе при различных аргументах, уравнение годографа. 77. Силы и моменты сил, действующие на вращающийся снаряд. 78. Элементы теории гироскопов. 79. Движение твердого вращающегося тела под действием момента сил. 80. Расчет устойчивости и правильности полета вращающегося снаряда. 81. Баллистические сборники и таблицы. 82. Основные понятия теории поправок. 83. Особенности баллистики артиллерийских мин. 84. Баллистика авиационных бомб. 85. Баллистика неуправляемых ракет. 86. Основные понятия теории рассеивания при стрельбе. 87. Определение вероятных отклонений по результатам отстрелов. 88. Факторы, определяющие рассеивание. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Чурбанов Е.В. Внутренняя баллистика учебник. – Л Военная артиллерийская академия им. МИ. Калинина, 1975. 2. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. – М Оборонгиз, 1962. 3. Внутренняя баллистика артиллерийского и стрелкового оружия / под ред. Б.В. Орлова. – М ЦНИИНТИ, 1975. 4. Граве И.П. Внутренняя баллистика. Пиродинамика. Вып. 1. – Л Арт- академия РККА, 1933. 5. Баллистика ствольных систем / РАРАН; В.В. Бурлов и др под ред. Л.Н. Лысенко и А.М. Липанова. – М Машиностроение, 2006. – 461 с. 6. Внутренняя баллистика РДТТ / РАРАН; А.В. Алиев и др под ред. А.М. Липанова и Ю.М. Мелехина. – М Машиностроение, 2007. – 504 с. 7. Кириченко В.Д. Баллистика. – Л Высшее артиллерийское инженерное училище, 1957. 8. Дмитриевский А.А. Внешняя баллистика. – М Машиностроение, 1972. 9. Правдин В.М., Шанин А.П. Баллистика неуправляемых летательных аппаратов. – Снежинск: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. 10. Коновалов А.А., Николаев Ю.В. Внешняя баллистика. – М ЦНИИ информации. Балаганский И.А. Конспект лекций по дисциплине Основы спецтех- ники и баллистики / Новосиб. электротехн. ин-т. – Новосибирск, 1987. 12. Гуськов А.В., Милевский К.Е., Сотенко А.В. Внешняя баллистика учеб. пособие. – Новосибирск Изд-во НГТУ, 2010. ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 ТАБЛИЦА ФУНКЦИИ ( , ) T bz m Окончание таблицы Приложение 2 ТАБЛИЦЫ ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ ГАУ Давление 197 198 199 200 Балаганский Игорь Андреевич ОСНОВЫ БАЛЛИСТИКИ И АЭРОДИНАМИКИ Учебное пособие Редактор ИЛ. Кескевич Выпускающий редактор И.П. Брованова Корректор И.Е. Семенова Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка СИ. Ткачева Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП) Подписано в печать 27.11.2017. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 11,62. Печ. л. 12,5. Изд. № 212. Заказ № 1509. Цена договорная Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 View publication stats View publication stats |