Проектировании стволов артиллерийских орудий

	до 25	26...35	36...44	45 и более
	1,06	1,05	1,04	1,03

6. По формуле (4.4) определяют дульную скорость, которую имел бы снаряд с коэффициентом массы кг/дм³.

7. По полученным значениям и вычисляют коэффициент могущества

.

Полученное значение и является входным параметром в табл. 4.1.

Таким образом, в общем виде методика баллистического проектирования артиллерийских орудий, разработанная проф. В. Е. Слухоцким, состоит в следующем.

По заданным значениям  , , вычисляют и .

Если  намного отличается от 15 кг/дм³, то уточняют значение по описанной выше методике.

По табл. 4.1 определяют значения параметров, соответствующие уточненному значению : , , , , , . Для дальнейших расчетов используются значения крешерного давления , плотности заряжания , коэффициента использования метательного заряда и коэффициента уширения зарядной каморы . Значения параметров и являются ориентировочными.

Для полученного значения по формуле (4.5) вычисляют массу метательного заряда.

Проводят расчет отдельных вариантов  для полученной массы заряда и измененной на ±10 % по схеме, приведенной в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Баллистический  расчет ствола

№ п/п	Формула	Размерность	Результат вычислений
			1	2	3
1		кг
2
3		дм
4		─
5		МПа
6		кгс/см2
7		м/c
8	(из ТБР по  , и )	─
9	(из ТБР по  и )	─

Окончание табл. 4.3

№ п/п	Формула	Размерность	Результат вычислений
			1	2	3
10		─
11		дм
12		дм
13		─
14		─

Для дальнейших расчетов принимают тот вариант условий заряжания, у которого критерий является наибольшим.

Уточнение выбранного варианта условий заряжания производится по схеме, приведенной в табл. 4.4 (при этом уточняют длину ствола с учетом влияния уширения зарядной каморы и запаса дульной скорости порядка ).

Таблица 4.4

Уточнение выбранного варианта

№ п/п	Формула	Размерность	Результат вычислений
1		─
2		─
3		─
4		МПа
5		кгс/см2
6		м/с

Окончание табл. 4.4

№ п/п	Формула	Размерность	Результат вычислений
7	(из ТБР по  , и )	─
8		дм
9		─
10	(из ТБР по  и )	─
11		кПа с

Полученное значение конечного  импульса давления пороховых газов  позволяет ориентировочно выбрать марку пороха в соответствии с табл. 4.5.

Таблица 4.5

Марки порохов  и конечные импульсы давления пороховых газов

Марка пороха	, кПа с	Марка пороха	, кПа с
4/1	304─333	14/7	1339
18/1тр	1324	15/7	1525─1618
22/1тр	1520	17/7	1657
6/7	569	НДТ-2 16/1	1422
7/7	632	НДТ-3 16/1	1510
9/7	871	НДТ-3 18/1	1726
12/7	1147─1236	100/50Н	1657

В последующем после изготовления артиллерийского орудия для каждой валовой партии пороха практической стрельбой устанавливают свою массу метательного заряда, обеспечивающую заданную начальную скорость.

Полученные параметры условий заряжания в окончательном варианте являются исходными данными для решения прямой задачи внутренней баллистики, т.е. задачи определения параметров выстрела для любого момента движения снаряда в канале ствола. Для ее решения используют таблицы внутренней баллистики (ТВБ). При этом определяют давления, скорости и времена при изменении обязательно с учетом характерных точек, соответствующих максимальному давлению и концу горения метательного заряда.

 

На основе полученных данных строят графики изменения давления пороховых газов в канале ствола и скорости снаряда в зависимости от пути и времени движения снаряда по каналу ствола.

Полученные значения давлений и  скоростей являются исходными данными для расчета отката ствола.

Для расчета ствола на прочность необходимо также построить кривую наибольших давлений пороховых газов на стенки ствола.

4.3. КРИВАЯ НАИБОЛЬШИХ ДАВЛЕНИЙ ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ НА СТЕНКИ СТВОЛА

В результате решения прямой задачи внутренней баллистики с помощью ТВБ получается кривая изменения баллистического (усредненного по объему) давления пороховых газов в канале ствола в зависимости от пути или времени движения снаряда, соответствующая начальной температуре заряда +15 ^оС.

Давления пороховых  газов на стенки ствола в каждом сечении отличаются от баллистического. От положения дна снаряда, соответствующего максимальному баллистическому давлению пороховых газов в заснарядном пространстве, в направлении казенного среза ствола давление пороховых газов возрастает от значения до значения . При дальнейшем движении снаряда по каналу ствола давления пороховых газов в каждом сечении заснарядного пространства уменьшаются. Принято считать, что начиная от положения дна снаряда, соответствующего максимальному баллистическому давлению пороховых газов , по направлению к дульному срезу наибольшее давление пороховых газов, действующее на стенки ствола в каком-либо его сечении, равно давлению пороховых газов, действующему на дно снаряда при прохождении дном снаряда рассматриваемого сечения.

Однако в зависимости  от начальной температуры заряда изменяется и характер кривой давления пороховых газов. Причем, чем ниже температура заряда, тем ниже скорость его горения, меньше значение максимального баллистического давления пороховых газов в заснарядном пространстве, более позднее сгорание пороха и больше дульное давление.

Поэтому необходимо построить кривые давлений для предельных температур, задаваемых в ТТЗ (обычно 50 ^оС).

Для определения  отклонения максимального давления используют поправочную формулу

,                                             (4.9)

где    – отклонение максимального давления пороховых газов при изменении температуры порохового заряда на величину ;

 – максимальное давление  пороховых газов при температуре заряда +15 ^оС;

 – коэффициент, учитывающий  изменение максимального давления при изменении температуры заряда на 1 ^оС.

Значения коэффициента в зависимости от максимального давления и плотности заряжания приведены в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Значения

, МПа	, кг/дм3
	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
200 220 240 260 280 300 320 340 360 400	0,36 0,36 0,36 0,35 0,34 0,32 0,30 0,28 0,26 0,22	0,36 0,36 0,37 0,38 0,38 0,39 0,39 0,38 0,38 0,36	0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,40 0,41 0,42 0,42	0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,45	– 0,35 0,36 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,45

 

Максимальное давление пороховых  газов  при отклонении температуры заряда на величину определяют по формуле

.                                           (4.10)

Зная  и , по таблицам внутренней баллистики определяют параметр Дроздова и выписывают баллистические давления для значений относительного пути снаряда при соответствующих температурах метательного заряда. Полученные значения баллистических давлений пересчитывают в давление на дно снаряда по формуле

.                                             (4.11)

Здесь – коэффициент, учитывающий влияние нарезов на движение снаряда; для баллистических расчетов можно принять .

Рассчитывают максимальное давление пороховых газов на дно канала ствола при температуре заряда :

.                                  (4.12)

Вследствие возможных отклонений положения снаряда в момент появления максимального давления при построении кривой наибольших давлений на стенки ствола положение точки смещают к дульному срезу на 1,5...2 калибра. Полученную точку соединяют прямой линией с точкой, соответствующей значению .

От смещенной  точки  по направлению к дульному срезу проводится огибающая кривых давлений сначала к точке, соответствующей концу горения заряда при температуре +50 ^оС, а дальше – касаясь наибольших давлений.

 

При построении кривой наибольших давлений может оказаться, что положение снаряда в конце горения заряда при находится за дульным срезом . В этом случае вместо кривой давлений на дно снаряда при строится кривая давлений для температуры заряда, при которой . Для этого по значениям и из таблиц внутренней баллистики определяют и . Затем вычисляют приращение максимального давления

.

Из формулы (4.9) определяют отклонение температуры заряда от +15 ^оС:

,

вычисляют температуру заряда, при  которой  :

и строят кривую давлений на дно снаряда  для полученной температуры.

Кривая наибольших давлений на стенки ствола используется для расчета  ствола на прочность.

4.4. РАСЧЕТ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ ЧАСТИ КАНАЛА СТВОЛА

При расчете направляющей части канала ствола необходимо определить:

число нарезов;

ширину нарезов;