Research of high-density fuels combustion under the conditions of a model ballistic plant | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2021. № 69. DOI: 10.17223/19988621/69/10

Research of high-density fuels combustion under the conditions of a model ballistic plant

In internal ballistics of barrel systems, a promising trend is related to the increasing of projectile muzzle velocity by means of high-energy propellants utilized as a traveling charge. The use of a loading scheme with a traveling charge allows one to increase the loading density and to redistribute the energy of powder gases in the space behind the projectile, which leads to a significant increase in the muzzle velocity of the projectile. To attain the listed advantages, it is necessary to know the laws of dispersion and combustion of the propellants used as traveling charges, providing non-digressive gas entry into the charge space. In this work, a comprehensive experimental and theoretical study of the laws of dispersion and combustion of high-density propellants under dynamic pressures, provided in a model ballistic installation, is carried out. The main ballistic characteristics of shots are obtained, which use a classic scheme of loading with a propellant charge made of pyroxylin powder and a scheme with a traveling charge, where, in addition to the propellant charge, a high-density propellant is included. All the experiments are simulated in a software package, taking into account the presence of the high-density propellants in the propellant charge, dispersing into individual particles that burn out while moving along the barrel. As a result of comparing the calculated and experimental data, plausible patterns of the distribution of gas-dynamic parameters are obtained using the classic loading scheme and the loading scheme with a travelling high-density propellant charge.

Download file
Counter downloads: 328

Keywords

internal ballistics, barrel systems, gas dynamics, travelling charge, combustion of propellants, high-density propellants

Authors

NameOrganizationE-mail
Rogaev Konstantin S.Tomsk State Universityrogaev@ftf.tsu.ru
Ishchenko Aleksandr N.Tomsk State Universityichan@niipmm.tsu.ru
Burkin Viktor V.Tomsk State Universityv.v.burkin@mail.ru
D’yachkovskiy Aleksey S.Tomsk State Universitylex_okha@mail.ru
Sidorov Aleksey D.Tomsk State Universityaleksid92@gmail.com
Stepanov Evgeniy Yu.Tomsk State Universitystepanov_eu@mail.ru
Всего: 6

References

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.
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
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.
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 р.
Ikuta K. Two stage travelling charge accelerator for high velocity // Sci. Technol. Energy. 2004. V. 65. No. 1. P. 25-27.
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 р.
Бураков В.А., Буркин В.В., Ищенко А.Н. и др. Экспериментальный баллистический комплекс / Патент на изобретение № 2591132 от 20 июня 2016 г.
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.
К.С. Рогаев, А.Н. Ищенко, В.В. Буркин, А.С. Дьячковский, А.Д. Сидоров, Е.Ю. Степанов, 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
Прибор измерения скорости в стволе ДДС 6000: паспорт. М.: Таис, 2010. 8 с.
Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическое моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 256 с.
Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическая модель и программный комплекс для теоретического исследования внутрибаллистических процессов в ствольных системах: учеб. пособие. Томск: Издательскй дом Томского государственного университета, 2015. 70 с.
Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборонгиз, 1962. 703 с.
 Research of high-density fuels combustion under the conditions of a model ballistic plant | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2021. № 69. DOI: 10.17223/19988621/69/10

Research of high-density fuels combustion under the conditions of a model ballistic plant | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2021. № 69. DOI: 10.17223/19988621/69/10

Download full-text version
Counter downloads: 363