Analysis of Heat Transfer in a 35 mm Barrel of an Anti-Aircraft Cannon

• Autorzy: Dębski A. , Koniorczyk P. , Leciejewski Z. , Preiskorn M. , Surma Z. , Zmywaczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0009.2983

Warianty tytułu

PL

Analiza wymiany ciepła w 35 mm lufie armaty przeciwlotniczej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of computer simulations of unidentified transient heat transfer in the wall of a 35 mm cannon barrel for a single shot and for a sequence of seven shots with a subsequent firing break. The cannon barrel was made of 32CrMoV12-28 steel. For the phenomenon modelling, it was assumed that the material of the barrel wall is uniform and the barrel’s inner surface does not feature a protective coating of galvanic chrome or a nitrided casing. Calculations were performed for two input data variants: (i) for constant values of thermophysical parameters and (ii) for a temperature-dependent specific heat. The barrel with an overall length of 3150 mm was divided into 6 zones. On the inner surface of the barrel in each zone there were assumed various values of heat flux density expressed as rectangular functions q_i (t, r_w, z ) = const_i in the range from 0 to 10 ms (with the start of t_i of the function q_i shifted in the subsequent zones). The calculation time for a single shot was assumed as equal to 100 ms. The calculations were performed with a finite element method in COSMOS/M software.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych nieustalonego przewodzenia ciepła w ściance lufy armaty kalibru 35 mm dla pojedynczego strzału oraz dla sekwencji serii siedmiu strzałow i następującej po niej przerwy. Lufa armaty została wykonana ze stali 32CrMoV12-28. Modelując zjawisko, przyjęto założenie, że materiał ścianki lufy jest jednolity, a wewnętrzna powierzchnia lufy nie zawiera powłoki ochronnej w postaci warstwy chromu galwanicznego lub warstwy azotowanej. Obliczenia wykonano w dwoch wariantach danych wejściowych, tzn. przy stałych wartościach parametrow termofizycznych oraz gdy ciepło właściwe zależy od temperatury. Lufę o długości całkowitej 3150 mm podzielono na 6 stref. W każdej strefie, na powierzchni wewnętrznej lufy zadano inne wartości gęstości strumienia ciepła w postaci funkcji prostokątnych q_i (t, r_w, z) = consti w zakresie od 0 do 10 ms (z przesunięciem startu t_i funkcji q_i w kolejnych strefach). Czas obliczeń dla pojedynczego strzału założono rowny 100 ms. Obliczenia wykonano metodą elementow skończonych za pomocą programu COSMOS/M.

Słowa kluczowe

EN

mechanics; heat transfer; anti-aircraft cannon barrel

PL

wymiana ciepła; lufa armaty przeciwlotniczej

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 7, Nr 3 (25)
• Strony: 71--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dębski A.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Koniorczyk P.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Leciejewski Z.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Preiskorn M.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Surma Z.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Zmywaczyk J.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Marketing materials of Zakłady Metalowe MESKO (Poland).
• [2] Torecki Stanisław, Zbigniew Leciejewski, Zbigniew Surma. 2011. „Obliczenia temperatury lufy zdalnie sterowanego systemu przeciwlotniczego kalibru 35 mm dla przyjętego cyklu strzelania”. Problemy Techniki Uzbrojenia 118: 129-138.
• [3] http://www.bohler.pl/polish/files/downloads/W320PL.pdf.
• [4] Żołciak Tadeusz, Zbigniew Łataś, Andrzej Dębski. 2010. „Nowe materiały i technologie obrobki cieplno-chemicznej luf broni strzeleckiej”. Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa - Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Technology 1(1) : 43-53.
• [5] Wiśniewski Stefan 2000. Wymiana ciepła. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [6] CosmosM Users Guide – A complete finite element analysis system. 2001. Los Angeles: Structural Research & Analysis Corp.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.