A Method for Predicting Efficiency of Perforated Muzzle Brakes

• Autorzy: Czyżewska Marta , Trębiński Radosław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.5985

Warianty tytułu

PL

Metoda przewidywania skuteczności perforowanych hamulców wylotowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method for predicting a value of a gasdynamic efficiency coefficient for perforated muzzle brakes. The method is based on the interior ballistics modelling for determining gasdynamic flow parameters at the brake inlet and 2D modelling the processes inside the brake with treating vents as circumferential slots. The modelling provides information about the mass flux time changes at the inlet and at the outlet of the brake. Using this information, the mass partition coefficient values and the gasdynamic efficiency coefficient values are calculated. It has been shown that the mass partition coefficient establishes very quickly and it is determined only by the geometry of the brake. The gasdynamic efficiency coefficient establishes after a relatively long time, what demands carrying out calculations for a relatively long time period. However, it has been shown that this problem can be solved by making use of the established ratio of mass fluxes at the outlet and the inlet. So, flow parameters’ values at the inlet are sufficient for determining the gasdynamic efficiency coefficient to the moment of attaining the final value. It has been shown that this value depends on the ballistics and on the vents inclination angle.

PL

W pracy przedstawiono metodę przewidywania wartości impulsowego współczynnika efektywności gazu dla perforowanych hamulców wylotowych. Metoda wykorzystuje modelowanie balistyki wewnętrznej do wyznaczania parametrów dynamicznego przepływu gazu na wlocie hamulca oraz dwuwymiarowy model procesów zachodzących wewnątrz hamulca, traktując boczne kanały wylotowe jako obwodowe otwory. Model ten dostarcza informacji o zmianach w czasie strumienia masy na wlocie i wylocie hamulca. Na podstawie tych informacji obliczane są wartości współczynnika podziału masy oraz impulsowego współczynnika efektywności gazu. Pokazano, że wartość współczynnika podziału masy ustala się bardzo szybko i jest determinowana jedynie geometrią hamulca. Wartość impulsowego współczynnika efektywności gazu ustala się po stosunkowo długim czasie, co wymaga przeprowadzenia obliczeń w relatywnie długim okresie. Pokazano jednak, że problem ten można rozwiązać, wykorzystując ustalony stosunek strumieni masowych na wylocie i wlocie hamulca. Zatem wartości parametrów przepływowych na wlocie są wystarczające do wyznaczenia impulsowego współczynnika efektywności gazu w momencie osiągnięcia jego wartości końcowej. Wykazano, że wartość ta zależy od parametrów balistycznych i kąta nachylenia bocznych otworów wylotowych.

Słowa kluczowe

EN

ballistics; muzzle brake; gasdynamic efficiency coefficient

PL

balistyka; hamulec wylotowy; impulsowy współczynnik efektywności hamulca

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 12, Nr 4 (46)
• Strony: 29--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Czyżewska Marta

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, Instytut Techniki Uzbrojenia ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/https%3A//orcid.org/0000-0002-6382-335X

autor

Trębiński Radosław

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa, Instytut Techniki Uzbrojenia ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Carofano, G.C. 1988. The Gasdynamics of Perforated Muzzle Brakes. Technical Report ARCCBTR-88006, Benet Laboratories, Watervliet, NY.
• [2] Carofano, G.C. 1993. Perforated Brake Efficiency Measurements Using a 20-mm Cannon. Technical Report ARCCB-TR-93010, US Army Armament Research, Development and Engineering Center, Close Combat Armaments Center, Benet Laboratories, Watervliet, N.Y.
• [3] Carofano, G.C. 1990. Comparison of Experimental and Numerical Blast Data for Perforated Muzzle Brakes. Technical Report ARCCB-TR-90034, US Army Armament Research Development and Engineering Center, Close Combat Armaments Center, Benet Laboratories, Watervliet, N.Y.
• [4] Guo, Zhangxia, Yutian Pan, Haiyan Zhang, and Baoquan Guo. 2013. “Numerical Simulation of Muzzle Blast Overpressure in Antiaircraft Gun Muzzle Brake”. Journal of Information & Computational Science 10 (10) : 3013–3019.
• [5] Semenov, Ilya, Pavel Utkin, Ildar Akhmedyanov, Igor Menshov, and Pavel Pasynkov. 2013. Numerical investigation of near-muzzle blast levels for perforated muzzle brake using high performance computing. In International Conference "Parallel and Distributed Computing Systems" PDCS 2013. Ukraine, Kharkiv, March 13-14, 2013. 42 M. Czyżewska, R. Trębiński.
• [6] Chaturvedi, Ekansh, and Ravi Kumar Dwivedi. 2019. “Computer aided design and analysis of a tunable muzzle brake”. Defence Technology 15 : 89-94.
• [7] Trębiński, Radosław, Zbigniew Leciejewski, Zbigniew Surma, and Bartosz Fikus. 2016. Some Considerations on the Methods of Analysis of Closed Vessel Test Data. In Proceeding of the 29th International Symposium on Ballistics, 9-13 May, 2016, Edinburgh, Great Britain, Vol. 1: pp. 607-617.
• [8] Łazowski, Jerzy, Jerzy Małachowski, and Robert Kaminski. 2008. “MES Analysis of Heat Loading of Barrel during Shot” (in Polish). Biuletyn WAT 57 (1) : 215-228.

Uwagi

This work was supported by the Polish National Research Centre [grant number DOBR/0046/R/ID1/2012/03].