Przegląd modeli rozwiązania problemu głównego balistyki wewnętrznej

• Autorzy: Kagankiewicz Filip , Magier Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.5915

Warianty tytułu

EN

Overview of models for solving the main problem of internal ballistics

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Współcześnie większość procesów projektowych odbywa się poprzez wyspecjalizowane narzędzia w postaci zaawansowanego oprogramowania komputerowego, jednak w przypadku balistyki wewnętrznej nie jest ono ogólnodostępne lub jest wręcz utajnione. Z innej strony rzecz ujmując, analityczne rozwiązanie układu nieliniowych równań różniczkowych, opisujących fazy zjawiska strzału w broni lufowej nie istnieje. Dlatego w celu uzyskania dokładniejszych rozwiązań układu równań warto wykorzystać metody numeryczne. W pracy przedstawiono opis teoretyczny zagadnienia na podstawie przeglądu modeli analitycznych i numerycznych rozwiązania problemu głównego balistyki wewnętrznej. Na podstawie tej analizy przyjęto, że możliwym kierunkiem rozwoju jest zaimplementowanie kilku modeli rozwiązania problemu głównego balistyki wewnętrznej w ujęciu numerycznym tak, by użytkownik końcowy (projektant) miał możliwość wyboru różnych modeli i sprawdzenia, który model sprawdza się najlepiej w jego warunkach. Dodatkowo, korzystając z technik optymalizacyjnych, można podjąć próbę implementacji algorytmów, które potrafiłyby poszukiwać np. najmniejszej wartości naważki prochowej przy określonych parametrach prochowych i zadanym ciśnieniu maksymalnym i prędkości wylotowej pocisku. Celem utylitarnym dalszych prac badawczych jest stworzenie nowego narzędzia analitycznego wspomagającego projektowanie broni lufowych.

EN

Nowadays, most design processes are computer-aided, but in the case of internal ballistics they are not generally available or are highly specialized and secret. On the other hand, an analytical solution of the system of nonlinear differential equations describing the phases of the phenomenon of a shot in a gun barrel does not exist. Therefore, in order to obtain more accurate solutions to the system of equations, it is worth to use numerical methods. The paper presents a theoretical description of the problem based on a review of analytical and numerical models solving the main problem of internal ballistics. Based on this analysis, it was assumed that a possible direction of development is to implement several models to solve the main problem of internal ballistics in numerical solution, so that the end user (designer) can choose different models and check which model works best in his conditions. In addition, using optimization techniques, an attempt can be made to implement algorithms that would be able to search for example, the smallest powder weight value at specific powder parameters and at given maximum pressure and projectile muzzle velocity. The utilitarian goal of further research is to create a new analytical tool supporting the design of barrel weapons.

Słowa kluczowe

PL

balistyka wewnętrzna; Lagrange; pirodynamika; pirostatyka

EN

internal ballistics; Lagrange; pyrodynamics; pyrostatics

• Wydawca: Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia
• Czasopismo: Problemy Techniki Uzbrojenia
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 52, z. 163
• Strony: 7--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Kagankiewicz Filip

• Instytut Mechaniki i Poligrafii, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0003-0877-7490

autor

Magier Mariusz

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia

• https://orcid.org/0000-0002-4431-9537

Bibliografia

• [1] Serebryakov M., Internal Ballistics, State Printing House of the Defense Industry,Moscow,1949
• [2] Corner J., Theory of the Interior Ballistics of Gun,John Wiley and Sons, New York1950
• [3] Kapur J., Internal Ballistics of Composite Charges Taking Into Account any Possible Difference in the Ratios of Specific Heats of the Component Charges, Defence ScienceJournal,Vol 7,No 4: 144-158, 1954
• [4] Asim Ray, Note on Internal Ballistics with Composite Charge,Defence Science Journal,Vol 16,No 1: 43-46, 1966
• [5] Góźdź J.,Torecki S., Cyfrowa symulacja balistyki wewnętrznej układu miotającego z wielo-składnikowym ładunkiem prochowym,Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej,Nr 8 (348): 17-30, 1981
• [6] Góźdź J., Symulacja strzału ładunkiem wieloskładnikowym w ujęciu gazo-dynamicznym,Problemy Techniki Uzbrojenia i Radiolokacji,z. 33: 21-29, 1984
• [7] Miura H., Matsuo A., Two-phase Flow Simulation for Interior Ballistics,WIT Transactions on Modelling and Simulation, Vol 40: 291-299, 2005. DOI: 10.2495/CBAL050281
• [8] Radomski M., Balistyka wewnętrzna broni klasycznej z wieloskładnikowym ładunkiem miotają-cym, Problemy Techniki Uzbrojenia, z.147: 47-62, 2018
• [9] Rao, K., & Sharma, K. Art in Internal Ballistics.Defence Science Journal, 32(2): 157-174, 2014. DOI: 10.14429/dsj.32.6277
• [10] Hunt F.R.W., Internal Ballistic, H.M.S.O, London, 1951
• [11] Wolski L., Balistyka wewnętrzna. T. 1 (wyd. II), Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1986
• [12] Wolski L., Balistyka wewnętrzna. T. 2, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej,1979
• [13] STANAG 4367 Land (Edition 2): Thermodynamic Interior Ballistic Model with Global Parameters. Military Agency for Standardization, Brussels, 2000
• [14] Leśnik G., Surma Z., Torecki S., Woźniak R., Termodynamiczny model działania broni z od-prowadzeniem gazów prochowych w okresie napędzania suwadła, Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, Vol. LVIII, Nr 3:193-209, 2009
• [15] Kosinski P., Hoffmann A. C., A Eulerian-Lagrangian model for dense particle clouds.Computers and Fluids, Vol. 36, Issue 4:714-723,2007. DOI:10.1016/j.compfluid. 2006.06.003
• [16] Magier M., Gutowski M., Koncepcja „cichego” pocisku moździerzowego. Część II–rozwiązanie problemu głównego balistyki wewnętrznej, Problemy Techniki Uzbrojenia, z.157:7-35,2021.DOI 10.5604/01.3001.0015.5042

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).