Evaluation of a Novel Method of Fuze Programming Based on the Number of Projectile Own Revolutions

• Autorzy: Jączek Grzegorz , Gacek Józef , Furmanek Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.8107

Warianty tytułu

PL

Ocena nowatorskiej metody programowania zapalników liczbą obrotów własnych pocisku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an innovative method of programming fuzes for airburst munitions based on the principle of counting the number of revolutions a projectile makes around its centre line along the flight trajectory in order to determine the distance travelled by the projectile. The proposed innovative method of fuze programming was compared to other known methods of fuze programming based on the results of a computer simulation of firing a 40 mm grenade launcher under near-real conditions. For this purpose, a methodology was developed for external ballistic calculations using a mathematical model of the three-dimensional motion of a non-deformable flying object considered to be a rigid body with six degrees of freedom in an ISO 1151 coordinate system. Simulations were carried out taking into account real firing conditions for 40 mm grenade launcher ammunition armed with fuzes programmed by each of the methods evaluated. Targets located at various distances were fired upon and the level of dispersion of real fuze action points relative to the expected fuze action point was evaluated for each programming method. It was concluded that the method of determining the distance travelled by the projectile with the principle of counting the projectile’s revolutions under real conditions resulted in a dispersion of the fuze action points greater than with the time based methods. In conclusion it was observed that the method of determination for the revolving projectile based on counting the projectile’s rotations along the flight trajectory did not guarantee the required precision of the fuze action point locations. This means that the application of the methods to determine the distance of projectile burst along the flight trajectory did not increase the effectiveness of airburst fragmentation munitions.

PL

W pracy przedstawiono nowatorską metodę programowania zapalników amunicji wybuchającej w powietrzu, opartą na zasadzie zliczania obrotów własnych pocisku na torze lotu i określaniu na tej podstawie drogi przebytej przez pocisk. Porównano proponowaną nowatorską metodę programowania zapalników z innymi znanymi metodami programowania zapalników na podstawie wyników symulacji komputerowej strzelania 40 mm granatnikiem, z uwzględnieniem warunków zbliżonych do rzeczywistych. W tym celu opracowano metodykę obliczeń z zakresu balistyki zewnętrznej z wykorzystaniem modelu matematycznego przestrzennego ruchu nieodkształcalnego obiektu latającego traktowanego jako ciało sztywne posiadające sześć stopni swobody, przy zastosowaniu układu współrzędnych wg ISO 1151. Przeprowadzono symulacje, z uwzględnieniem rzeczywistych warunków strzelania pociskami 40 mm amunicji granatnikowej, uzbrojonymi w zapalniki programowane każdą z ocenianych metod. Strzelano do celów usytuowanych na różnych odległościach i oceniano, dla każdej z metod programowania, poziom rozrzutu punktów zadziałania zapalników względem oczekiwanego punktu. We wnioskach stwierdzono, że metoda określania drogi przebytej przez pocisk, opierająca się na zasadzie zliczania obrotów własnych pocisku, po uwzględnieniu warunków rzeczywistych, daje większy rozrzut położenia punktów zadziałania zapalników w porównaniu do metod związanych z odliczaniem czasu. W konkluzji stwierdzono, że metody określania drogi wirującego pocisku oparte na zasadzie zliczania obrotów własnych pocisku na torze lotu, nie gwarantują osiągnięcia wymaganej precyzji odnośnie położenia punktu zadziałania zapalników. To oznacza, że zastosowanie ich do wyznaczania odległości punktu wybuchu pocisków na torze, nie skutkuje zwiększeniem skuteczności amunicji odłamkowej wybuchającej powietrzu.

Słowa kluczowe

EN

mechanical engineering; operation; ballistics; programmable fuze; turns-counting fuze

PL

budowa i eksploatacja maszyn; balistyka; zapalniki programowalne; zapalnik zliczający obroty

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 13, Nr 1 (47)
• Strony: 93--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jączek Grzegorz

• Zakłady Metalowe DEZAMET Joint Stock Company, 1 Szypowskiego Str., 39-460 Nowa Dęba, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7072-8481

autor

Gacek Józef

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

autor

Furmanek Wojciech

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

Bibliografia

• [1] Ding, Li-bo, He Zhang, Shao-jie Ma. 2011. „Adaptive Burst Point Control Technique for Turns Count Air Burst Fuze”. Journal of Nanjing University of Science and Technology 35 (5) : 600-603.
• [2] Zhencai, He, Huang Yong, Shen Bo, Lai Baitan. 2001. “The Design of Electronical Turns-counting fuze”. Journal of Nanjing University of Science and Technology 5 : 509-511.
• [3] Li, Chaozuo, He Zhang, Xiaohua Jiang. 2003. “Research on the proximity fuze turns-counting system based on fluxgate technology”. Journal of Ballistics 2 : 77-82.
• [4] Tomes, Mark. 2005. Fuzing Innovations for Air Burst Munitions: A 25mm Case Study. In Proceedings of the 49th Annual Fuze Conference.
• [5] Yoon, Sang-Hee, Seok-Woo Lee, Young-Ho Lee, Jong-So Oh. 2006. “A Miniaturized Magnetic Induction Sensor Using Geomagnetism for Turn Count of Small-Caliber Ammunition”. Sensors 6 (7) : 712-726.
• [6] Zhang, Shu-Xia, Han-Dong Zhao, Zhan-Po Wang, Xiao-Ling Pei. 2012. “Ballistic Engineering Algorithm Based on Turns-Counting Distance Measurement Technique and Lead”. Journal of North University of China 6 : 699-703.
• [7] He, Z., L. Haojie, Ch. Xiang. 2005. The study of theory and achievement method on turns counting sensor for small caliber fuze. Mechanical School of Nanjing University of Science and Technology.
• [8] Gacek, Józef, Grzegorz Jączek. 2011. “Badania teoretyczno - doświadczalne zapalnika programowanego liczbą obrotów własnych pocisku”. Problemy Techniki Uzbrojenia 40 (1) : 133-140.
• [9] Jączek, Grzegorz, Józef Gacek, Wojciech Furmanek. 2018. “Innovative Method of Fuze Settings by a Number of Own Turns of a Projectile”. Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, Lotnictwo, Inżynieria Bezpieczeństwa 9 (1) : 115-128.
• [10] Jączek, Grzegorz. 2018. Analiza, synteza oraz badania zapalnika programowanego liczbą obrotów własnych pocisku. Rozprawa doktorska. Warszawa: Wydawnictwo Wojskowej Akademii Technicznej.
• [11] Gacek, Józef. 1999. Balistyka zewnętrzna, część 1 i część 2. Warszawa: Wydawnictwo Wojskowej Akademii Technicznej.
• [12] FM 3-22.27 MK19, 40-mm Grenade Machine Gun, Mod 3, Headquarters Departments of the Army, Washington, DC, 14 September 2006.