Study of the paste-like propellant combustion at various loading schemes
The experimental and theoretical studies of the paste-like propellant combustion in a model ballistic installation are implemented. The research is carried out using three masses of projectile assemblies and three types of the propellant charge. The paper presents two versions of the law of dispersion for paste-like propellants which allow accounting for the pressure on the front and acceleration of the projectile assembly with a traveling charge. The coefficients in the laws of dispersion are obtained. Using the mathematical model presented in this work, the gas-dynamic pictures of the shots when the propellants are applied as traveling charges are obtained for each dispersion law. Based on the results, a detailed study of the processes occurring with the traveling charge consisting of a model paste-like propellant is implemented for various shot arrangements. The discrepancy between theoretical results and the results obtained in the set of experiments is no more than 2% for the maximum pressure and no more than 1% for the muzzle velocity. The dispersion law accounting for the projectile assembly acceleration and traveling charge makes it possible to describe accurately the processes in the space behind the projectile for projectile assemblies of various masses and different types of granulated powder charge in terms of the model ballistic installation in the considered pressure range.
Keywords
dispersion of paste-like propellants,
combustion,
traveling charge,
gas dynamics,
barrel systems,
internal ballisticsAuthors
| Burkin Viktor V. | Tomsk State University | v.v.burkin@mail.ru |
| D'yachkovskiy Aleksey S. | Tomsk State University | lex_okha@mail.ru |
| Ishchenko Aleksandr N. | Tomsk State University | ichan@niipmm.tsu.ru |
| Kasimov Vladimir Z. | Tomsk State University | ksm@niipmm.tsu.ru |
| Rogaev Konstantin S. | Tomsk State University | rogaev@ftf.tsu.ru |
| Samorokova Nina M. | Tomsk State University | lex_okha@mail.ru |
Всего: 6
References
Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическое моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 256 с.
Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборонгиз, 1962. 703 с.
Прибор измерения скорости в стволе ДДС 6000: паспорт. М.: Таис, 2010. 8 с.
Буркин В.В., Дьячковский А.С., Егоров А.Л., Ищенко А.Н., Корольков Л.В., Майстренко И.В., Рогаев К.С., Степанов Е.Ю., Чупашев А.В. // Датчик дульной скорости. Патент на полезную модель № 161396, заявка RU 2015127042 06.07.2015.
Буркин В.В., Ищенко А.Н., Майстренко И.В., Фуфачев В.М., Дьячковский А.С., Бураков В.А., Корольков Л.В., Степанов Е.Ю., Чупашев А.В., Рогаев К.С., Саммель А.Ю., Сидоров А.Д. Баллистический ударный стенд // Патент на полезную модель. Заявка № 2018111538 от 30.03.2018.
Буркин В.В, Дьячковский А.С., Ищенко А.Н., Корольков Л.В., Рогаев К.С., Саммель А.Ю., Степанов Е.Ю., Чупашев А.В. Информационно-измерительный комплекс НИИ ПММ ТГУ // Сборник материалов Международной молодежной научной конференции «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики», 17-19 ноября 2014. Томск: ТГУ, 2014. С. 127-128.
Horst A.W. A Brief Journey Through the History of Gun Propulsion. ARL-TR-3671 November 2005.
Damse R.S., Singh A. Advanced Concepts of the Propulsion System for the Futuristic Gun Ammunition // Defence Science Journal. 2003. V. 53. No. 4. P. 341-350.
Xin Lu, Yanhuang Zhou, Yonggang Yu. Experimental and numerical investigations on traveling charge gun using liquid fuels // J. Appl. Mech. 2011. V. 78. Iss. 5. 051002. 6 pр.
Tompkins R.E., White K.J., Oberle W.F., Juhasz A.A. Traveling charge gun firings using very high burning rate propellants// Army Ballistic Research Lab Aberdeen Proving Ground Md. Technical report. AdA203307. 35 рр.
Сафронов А.И., Крайнов А.Ю. Внутренняя баллистика ствольной системы с присоединенной камерой подгона // Вестник ТГПУ. 2004. Серия: Естественные и точные науки. Т. 6. № 43. С. 67-70.
Сафронов А.И. Повышение скоростей метания элементов для изучения поведения материалов при импульсных воздействиях // Вестник Сам. гос. техн. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2004. № 27. С. 169-172.
Дьячковский А.С., Ищенко А.Н., Касимов В.З., Рогаев К.С., Саморокова Н.М. Особенности диспергирования и горения пастообразного топлива в баллистических экспериментах // Сборник материалов IX Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», посвященной 55-летию полета Ю.А. Гагарина, г. Томск, 21-25 сентября 2016 г. Томск, 2016. С. 157-158.
Ikuta K. Two stage travelling charge accelerator for high velocity // Sci. Technol. Energy. 2004. V. 65. No. 1. P. 25-27.
Ермолаев Б.С., Романьков А.В., Сулимов А.А. Баллистическое подобие для выстрелов с присоединенным зарядом // Горение и взрыв. 2019. Т. 12. № 4. С. 138-144.
Ермолаев Б.С., Сулимов А.А., Романьков А.В., Храповский В.Е., Беляев А.А., Кроули А.Б. Конвективное горение блочных зарядов из семиканальных пороховых зерен, ингибированных поливинилбутиралем // Химическая физика. 2015. Т. 34. № 5. С. 1-11.
Ермолаев Б.С, Сулимов А.А., Романьков А.В. Присоединенный высокоплотный заряд конвективного горения в комбинированной схеме выстрела: новые результаты // Горение и взрыв. 2013. № 6. С. 206-210.
Буркин В.В., Дьячковский А.С., Ищенко А.Н., Касимов В.З., Рогаев К.С. Исследование газодинамических особенностей ствольного старта модели с импульсным реактивным двигателем // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2015. Т. 3. № 35. С. 45-51.
Ishchenko A.N., Zykova A.I., Kasimov V.Z., Samorokova N.M. Improvement of projectile muzzle velocity at using a two-segment travelling charge // Высокоэнергетические и специальные материалы: демилитаризация, антитерроризм и гражданское применение: сборник тезисов XIV Международной конференции «HEMs-2018», 3-5 сентября 2018 г., г. Томск, Россия. Томск: Изд. дом Том. гос. ун-та, 2018. С. 176-178.
Zykova I., Ishchenko A.N., Kasimov V.Z., Samorokova N.M., Diachkovskiy A.S. Determining the parameters of the combustion law of the travelling charge propellant in 30-mm ballistic installation shot // AIP Conf. Proc. Vol. 2103, 020004 (2019); Published: Apr 29, 2019. ISBN: 978-0-7354-1835-6 doi: 10.1063/1.5099868.
Ищенко А.Н., Дьячковский А.С., Зыкова А.И., Саморокова Н.М. Исследование температурного градиента выстрела с присоединеньи зарядом из пастообразных топлив // Высокоэнергетические и специальные материалы: демилитаризация, антитерроризм и гражданское применение: сборник тезисов XIV Международной конференции «HEMs-2018», 3-5 сентября 2018 года, г. Томск, Россия. Томск: Изд. дом Том. гос. ун-та, 2018. С. 245-250.
Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическая модель и программный комплекс для теоретического исследования внутрибаллистических процессов в ствольных системах: учебное пособие. Томск: Изд. дом Том. гос. ун-та, 2015. 70 с.
