Recoilless Gun System as a Particular Form of General Interior Ballistics Model of Gun Propellant Systems

• Autorzy: Surma Z.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.7331

Warianty tytułu

PL

Układ bezodrzutowy jako szczególna postać uogólnionego modelu balistyki wewnętrznej lufowych układów miotających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The development of the interior ballistics general model of gun propellant systems by taking into account the specificity of the recoilless propellant system is presented in this paper. The presented expanded physical and mathematical model makes possible the simulation of classical and nonclassical gun systems: two-chamber, mortar, and the considered recoilless one. To solve the system of equations associated with the mathematical model, a computer programme was developed. An analysis was made for two configurations of a recoilless system, differing in the way of arrangement of a propellant charge, i.e., with the propellant charge moving together with a projectile and with the propellant charge burning in a cartridge chamber. The obtained calculation results showed that the system, in which the propellant charge moves together with a projectile, has the maximum pressure and the muzzle velocity higher in comparison with the system with the propellant charge burning in a cartridge chamber. Influence of a way of placement of the propellant charge is the stronger, the higher is the ratio of its mass to the projectile mass. The results of the accomplished calculations, especially the pressure inside the barrel as well as motion parameters of the projectile make the grounds for projecting and construction optimization of the recoilless gun systems.

PL

W artykule zaprezentowano rozwinięcie uogólnionego modelu termodynamicznego balistyki wewnętrznej lufowych układów miotających, polegające na uwzględnieniu specyfiki bezodrzutowego układu miotającego. Przedstawiony model fizyczny i matematyczny umożliwiają symulacje pracy klasycznego układu miotającego oraz układów nieklasycznych: dwukomorowego, moździerzowego oraz rozpatrywanego w pracy układu bezodrzutowego. W celu przeprowadzenia symulacji działania układu bezodrzutowego, opracowano program komputerowy numerycznego rozwiązania układu równań uogólnionego modelu matematycznego. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch konfiguracji konstrukcyjnych układu bezodrzutowego, różniących się sposobem rozmieszczenia ładunku miotającego, tj. z ładunkiem miotającym przemieszczającym się wraz z pociskiem oraz z ładunkiem miotającym spalającym się w komorze nabojowej. Otrzymane wyniki obliczeń pokazują, że układ w którym ładunek miotający przemieszcza się razem z pociskiem cechuje się wyższym ciśnieniem maksymalnym gazów oraz wyższą prędkością wylotową pocisku, w porównaniu do układu z ładunkiem miotającym spalającym się w komorze nabojowej. Wpływ sposobu umieszczenia ładunku miotającego jest tym silniejszy, im większy będzie stosunek jego masy do masy pocisku. Otrzymane wyniki symulacji, a w szczególności ciśnienie gazów prochowych i prędkość pocisku w przewodzie lufy, stanowią podstawowe informacje, wykorzystywane w procesie projektowania i optymalizacji konstrukcji układów bezodrzutowych broni palnej.

Słowa kluczowe

EN

mechanics; interior ballistics; recoilless propellant system

PL

mechanika; balistyka wewnętrzna; bezodrzutowy układ miotający

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 9, Nr 4 (34)
• Strony: 33--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Surma Z.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 gen. Witolda Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Flygar Sven Eric. 1993. Interior ballistics model of a recoilless countermass gun. In Proceedings of the 14th International Symposium on Ballistics, 251-260. Quebec, Canada.
• [2] Kim Ho Soo, Rim One Kwon, Kim Seong Shik, Rho Jin Han, Kim Jaeho 2004. Development of the low cost 350 mm class countermass launch system using commercial standard steel pipe. In Proceedings of the 21st International Symposium on Ballistics, 1145-1151. Adelaide, South Australia.
• [3] Serebryakov M. E. 1962. Internal Ballistics of Gun Systems and Solid Rockets. Moscow: Oborongiz.
• [4] Corner John. 1950. Theory of the Interior Ballistics of Guns. New York - London.
• [5] Surma Zbigniew. 2003. „General model of the interior ballistics of gun propulsion systems”. Bulletin of the Military University of Technology LII (12) : 111-123.
• [6] Surma Zbigniew, Stanisław Torecki, Ryszard Woźniak. 2005. „The ballistic model of the gun propulsion system with outflow of propellant gases”. Bulletin of the Military University of Technology LIV (11) : 43-56.
• [7] Leśnik Grzegorz, Zbigniew Surma, Stanisław Torecki, Ryszard Woźniak. 2009. „Thermodynamic model of work of gas operated weapon”. Bulletin of the Military University of Technology, LVIII (3) : 193-209.
• [8] Kovařík Michal. 2016. „Design principles of multi-chambered gun”. Problemy mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa – Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering, 7 (3) : 7-20.
• [9] Choła Robert, Stanisław Ciepielski, Stanisław Torecki, Mirosław Zahor. 2000. Obliczenia balistyczne dwukomorowych układów miotających (DUM). W Materiały III Międzynarodowej Konferencji Uzbrojeniowej. Naukowe Aspekty Techniki Uzbrojenia, 106. Waplewo, Polska.
• [10] Hill Ryan, Logan McLeod. 2014. Analysis of inter-chamber energy and mass transport in high-low pressure gun systems. In Proceedings of the 28th International Symposium on Ballistics, 459-470. Atlanta, USA.
• [11] Wiśniewski Stefan. 2012. Technical Thermodynamics (in Polish). Warsaw: WNT.