Ballistic Model of Two-Stage Light Gas Gun

• Autorzy: Surma Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.2960

Warianty tytułu

PL

Model balistyczny dwustopniowego układu miotającego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A physical model and specificity of a two-stage light gas gun propulsion system are presented in this paper. For the considered system, a mathematical model of phenomena inside a combustion chamber, a light gas filled chamber, and a barrel was worked out. A numerical solution of the proposed model for the considered propulsion system gives pressures of powder gases, pressure of light gas, and motion parameters of a piston and a projectile. On the basis of the results of the accomplished calculations, influence of system structural parameters on the maximum pressure inside a compression chamber and a muzzle velocity of a projectile has been analysed. The final results of this work were used for development of the first in Poland a laboratory station with two-stage light gas gun intended for experimental investigation in the field of terminal ballistics of objects moving at hypersonic velocities.

PL

W pracy przedstawiono model fizyczny ilustrujący specyfikę działania dwustopniowego układu miotającego. Dla rozpatrywanego układu sformułowano termodynamiczny model matematyczny zjawisk zachodzących w komorze spalania prochowego ładunku miotającego oraz w komorze sprężania i lufie. W wyniku numerycznego rozwiązania zaproponowanych równań otrzymuje się m.in. ciśnienie gazów prochowych w komorze spalania, ciśnienie gazu lekkiego w komorze sprężania oraz lufie, jak również charakterystyki ruchu tłoka i pocisku dla przyjętego układu konstrukcyjnego. Na podstawie wykonanych obliczeń przeanalizowano wpływ parametrów konstrukcyjnych układu na charakterystyki jego pracy, m.in. napęd pocisku. Wyniki pracy zostały wykorzystane do opracowania pierwszego w Polsce stanowiska badawczego, przeznaczonego do realizacji badań doświadczalnych z zakresu balistyki końcowej obiektów poruszających się z prędkościami hiperdźwiękowymi.

Słowa kluczowe

EN

light gas gun; propulsion system; hypervelocity; interior ballistics

PL

działo gazowe; układ miotający; prędkość hiperdźwiękowa; balistyka wewnętrzna

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 1 (51)
• Strony: 73--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Surma Zbigniew

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

• https://orcid.org/0000-0001-7562-2953

Bibliografia

• [1] Corner, John. 1950. Theory of the Interior Ballistics of Guns. New York - London : John Wiley.
• [2] Serebryakov, M.E. 1955. Internal Ballistics (in Polish). Warsaw : MON.
• [3] Baer, Paul, and Ingo May. 1988. Traveling-Charge Effect. In Progress in Astronautics and Aeronautics vol. 109, pp. 499-536. American Institute of Aeronautics and Astronautics.
• [4] Leciejewski, Zbigniew, and Zbigniew Surma. 2004. “Analiza balistyczna układu miotającego z ładunkiem wędrującym”. Bulletin of the Military University of Technology LIII (2-3) : 57-68.
• [5] Leciejewski, Zbigniew, and Stanisław Cudziło. 2019. “Trends in the development of propellants regarding the demands of future firearms”. Materiały Wysokoenergetyczne 11 (1) : 64-71.
• [6] Janiszewski, Jacek, and Ryszard Woźniak. 2015. “Analiza stanu techniki w dziedzinie elektromagnetycznego miotania pocisków”. Problemy Techniki Uzbrojenia / Issues of Armament Technology 135 (3) : 7-31.
• [7] Seigel, E. Arnold. 1979. Theory of High-Muzzle-Velocity Guns. In Interior Ballistics of Guns. Progress in Astronautics and Aeronautics vol. 66, pp. 135-175. American Institute of Aeronautics and Astronautics.
• [8] Janiszewski, Jacek, and Ryszard Woźniak. 2022. “Hiperdźwiękowe układy miotające - przegląd rozwiązań konstrukcyjnych”. Problemy Techniki Uzbrojenia / Issues of Armament Technology 161 (3) : 7-35.
• [9] Serebryakov, M.E. 1962. Internal Ballistics of Gun Systems and Solid Rockets (in Russian). Moscow : Oborongiz.
• [10] STANAG 4367. 2000. Thermodynamic Interior Ballistic Model with Global Parameters.

Uwagi

1. 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).

2. The model and the results presented in this paper have been obtained during research works conducted within the university research project entitled “Construction and testing of a laboratory test station with a hypersonic propulsion system - Part I”. This work was financed by the Military University of Technology (Warsaw, Poland), in 2020, under research project UGB 777.