Criticism of linear form of burning rate law with reference to conventional fine-grained propellants

• Autorzy: Leciejewski Z. K.

Warianty tytułu

PL

Krytyczna analiza liniowej postaci prawa szybkości spalania w odniesieniu do konwencjonalnych prochów drobnoziarnistych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Linear form of the burning rate law r=r₁p, describing changes (with the pressure p) in burning rate of propellants, is very popular in East European ballistics laboratories for analysis and computer simulations of propellant gun systems regardless of propellant type and dimensions of propellant grains. The coefficient r₁ of the linear form of burning rate law is usually calculated on the basis of average dimensions of a grain (layer of burnt propellant) and integrated experimental pressure-time curve. A recorded picture of pressure of propellant gas mixture is an effect of closed vessel test. It is assumed that a value of the coefficient r₁ is constant (for given type of propellant) regardless of a value of a propellant gas pressure. Different single-base propellants were fired in closed vessel tests to determine their burning rate behaviour. In order to determine the burning rate law coefficient, the variations in mass of igniter material (black powder) at the same value of loading density were used. The results of experimental tests and calculations presented in this paper show significant influence of the used type of ignition system (mass of black powder) on burning rate (the coefficient r₁) of propellant. Differences in burning rate calculations may be the reason of considerable errors in theoretical calculations of pressure-travel and velocity-travel curves during internal ballistic computer simulations of a gun propellant system.

PL

Bardzo popularna w laboratoriach balistycznych Europy Wschodniej liniowa postać r=r₁p prawa szybkości spalania prochów wykorzystywana jest w analizach i symulacjach komputerowych pracy prochowych układów miotających niezależnie od typu prochu i wymiarów ziaren prochowych. Wartość współczynnika r₁ liniowej postaci tego prawa zgodnie z przyjętą metodyką jest obliczana na podstawie średnich wymiarów ziaren prochu (grubości spalonej warstwy prochu) oraz impulsu ciśnienia gazów prochowych z badań pirostatycznych. Zakłada się, że wartość współczynnika r₁ jest stała (dla danego typu prochu) i nie zależy od wartości ciśnienia gazów prochowych. W ramach niniejszej pracy - w celu określenia wartości współczynnika prawa szybkości spalania przeprowadzono, dla jednej określonej gęstości ładowania, badania pirostatyczne kilku prochów jednobazowych o różnych kształtach ziaren prochowych. W trakcie badań zastosowano różne masy zapłonników z prochu czarnego. Zaprezentowane w artykule wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń pokazują istotny wpływ zastosowanego układu zapłonowego na szybkość spalania (współczynnik r₁ prawa szybkości spalania) prochu. Ukazane różnice w wynikach obliczeń współczynnika r₁ mogą być przyczyną błędów w kalkulacjach krzywych balistycznych charakteryzujących pracę prochowych układów miotających.

Słowa kluczowe

EN

smokeless propellants; burning rate; closed vessel tests

PL

prochy jednobazowe; szybkość spalania; badania pirostatyczne

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 3
• Strony: 61--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Leciejewski Z. K.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Institute of Armament Technology, 00-908 Warsaw, S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] V. Kadanka, Internal Ballistics of Gun Systems (in Czech), Edited by Czech Ministry of Defence, Praha, Czech Republic, 1985.
• [2] H. Krier, M. J. Adams, An Introduction to Gun Interior Ballistics and a Simplified Ballistic Code, Progress in Astronautics and Aeronautics, vol. 66: Interior Ballistic of Guns, Published by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, New York, 1979, 1-36.
• [3] Z. Leciejewski, Closed Vessel Tests, Part II: Temperature Factor Determination of Fine - Grained Propellant, Proceedings of VIth International Armament Conference SAAT'2006, Waplewo, Poland, 2006, 632-637.
• [4] Z. Leciejewski, Singularities of burning rate determination of fine - grained propellants, Proceedings of 23rd International Symposium on Ballistics, vol. I: Tarragona, Spain, 16-20 April, 2007, 369-376.
• [5] M. Sieriebriakov, Internal Ballistics (in Polish), Edited by Polish Ministry of Defence, Warsaw, 1955.
• [6] S. Torecki, Internal Ballistics, (in Polish), Edited by Military University of Technology, Warsaw, Poland, 1980.
• [7] T. Vasile, Internal Ballistics of Gun Systems, (in Romanian), Edited by Technical Military Academy, Bucharest, Romania, 1993.
• [8] STANAG 4115 LAND (Edition 2), Definition and Determination of Ballistic Properties of Gun Propellants, North Atlantic Council, 1997.
• [9] MIL-STD 286 B, Propellants, Solid: Sampling, Examination and Testing.