The paper describes a study of the blast wave energy absorption capabilities of sandwich ballistic shields. A comparative study of multilayer structures containing cores with different elementary cell shapes in their structure was performed. Energy-absorbing layers of different types of polymers were made. Tests of static and dynamic properties of the ballistic shield layers were carried out. The attenuation capabilities of these shields were determined by measuring the force acting on the base substrate of the shield.
PL
W pracy zaprojektowano i wykonano osłony balistyczne typu sandwich oraz przeprowadzono badania zdolności absorbowania energii fali podmuchowej. Przeprowadzono porównawcze badania struktur wielowarstwowych zawierających w swojej strukturze rdzenie o różnych kształtach komórek elementarnych. W badaniach przygotowano warstwy wykonane z różnych typów materiałów. Przeprowadzono badania właściwości statycznych i dynamicznych zaprojektowanych warstw osłon balistycznych. Zdolność tłumiącą wytypowanych osłon określano poprzez pomiar siły działającej na podstawę osłony.
Artykuł przedstawienia wyniki analiz numerycznych wybuchu w powietrzu ładunku materiału wybuchowego typu saletrole, przy użyciu programu Ansys LS-Dyna. Wyniki analiz numerycznych odniesione zostały do rzeczywistego efektu wybuchu w badaniach poligonowych. Badania symulacyjne i poligonowe wykonano dla ładunku cylindrycznego o średnicy 45 mm i długości 250 mm. Z pomiarem ciśnienia fali podmuchowej w trzech charakterystycznych kierunkach względem ładunku wykonano jednocześnie test Helda, w którym określono gęstości impulsu fali podmuchowej.
EN
This paper presents the results of saletrole cylindrical explosive charge detonation in the air, using Ansys LS-Dyna program. Results of numerical analyzes were referenced to the actual effects of detonation in proving ground researches. Simulation and experimental researches were performed for cylindrical charges having a diameter 45 mm and length 250 mm. Additionally the measurements of the blast wave intensity were conducted by using Held’s Method, and measurements of the blast wave overpressure in three characteristic directions relative to the charge are also discussed.
Zasadniczymi parametrami charakterystyki fali uderzeniowej wybuchu, wpływającymi na powstawanie zagrożeń dla otoczenia oraz określającymi jej mechaniczne oddziaływanie, są: impuls nadciśnienia i nadciśnienie fali uderzeniowej. Dodatkowymi parametrami są także prędkość przemieszczania się czoła fali uderzeniowej, gęstość i temperatura produktów wybuchu. Wielkość wymienionych charakterystyk zależy między innymi od masy ładunku wybuchowego, jego kształtu, właściwości fizykochemicznych oraz miejsca ustawienia i sposobu detonacji. Obecnie istnieje szereg metod wyznaczania charakterystyk fali podmuchowej, zarówno analitycznych, doświadczalnych oraz numerycznych. Ze względu na wciąż rosnącą liczbę ofiar ponoszonych przez wojska NATO, spowodowanych eksplozją ładunków wybuchowych, badania w tym kierunku zintensyfikowano. W artykule, na podstawie zależności empirycznych, oszacowano nadciśnienie i impuls nadciśnienia fali uderzeniowej wybuchu generowany przez detonację ładunku o masie kilku kilogramów TNT, umieszczonego w gruncie pod pojazdem. Ponadto przeprowadzono analizę prędkości czoła fali uderzeniowej wybuchu na podstawie zarejestrowanego obrazu za pomocą ultraszybkiej kamery optycznej podczas kontrolowanego wybuchu ładunku pod pojazdem.
EN
The essential shock wave characteristics are pressure impulse and overpressure of a shock wave. They influence a threat formation for the surrounding. Additional parameters are shock wave front velocity, density as well as temperature of explosion products. The scale of a parameter mentioned above depends on a charge mass, its shape, physical properties, place of arrangement and a way of detonation as well. Currently there exists a number of methods which allow to determine characteristics of a blast wave. These are analytical, experimental as well as numerical methods. To decrease a great number of causalities among NATO soldiers, caused through explosion of charge, research in this discipline was intensified. In the article, based on an empirical dependency, the overpressure and shock wave overpressure impulse of a few kilograms charge blast is estimated. The TNT charge was situated under the vehicle. Moreover shock wave front velocity was analyzed based on registered image from the high - speed camera. The movie was registered during controlled explosion under the vehicle.
W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań nad rozprzestrzenianiem się fali podmuchowej pochodzącej od wybuchu 2,5 kg ładunku trotylu. Rozpatrzono najczęściej spotykane przypadki umiejscowienia ładunku w stosunku do powierzchni gruntu: na powierzchni, równo z powierzchnią, 5 i 10 cm pod powierzchnią gruntu. Do opisu procesu detonacji wykorzystano przybliżenie optyki detonacyjnej, a zachowanie się produktów detonacji opisano równaniem JWL. Zachowanie się elementów modelu opisano za pomocą równań mechaniki ośrodków ciągłych w ujęciu Eulera. Badano wpływ związku konstytutywnego opisującego zachowanie się gruntu na intensywność fali podmuchowej. Praca ma charakter aplikacyjny do badań nad bezpieczeństwem załóg znajdujących się w lekkich patrolowych pojazdach opancerzonych.
EN
The numerical simulations' results of the detonation of improvised explosive device which was laid on the soil or was buried, and blast wave propagation in the air, are considered. Different constitutive models of soil are taken under attention. They have not great influence on pressure wave in the air, but they have great significance on crater size and shape. The simulations show that the maximum pressure, duration of the pressure impulse and its shape varies with depth of burial. The Euler finite element method (LS-Dyna) was used to solve the problem.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej układów do wybuchowego miotania pocisków. Zaprojektowano układ wybuchowy do napędzania pocisku i generowania fali podmuchowej. Zaproponowano i zweryfikowano teoretyczny model do szacowania prędkości pocisków. Wyznaczono również prędkość propagacji fali podmuchowej towarzyszącej detonacji materiału wybuchowego. Wyniki pracy mogą być wykorzystane do oceny reakcji osłon balistycznych na uderzenie odłamków i oddziaływanie fali podmuchowej.
EN
In the presents work, a review of papers devoted to set-ups for acceleration of projectiles by explosion is presented. The explosion set-up for acceleration of a projectile and shock wave generation is designed. The theoretical model for estimation of projectile velocity is proposed and verified. The velocity of blast wave caused by detonation of explosive charge is also determined. The results of this work can be used in investigation of the reaction of ballistic plates on fragment impact and shock wave loading.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy podjęto próbę zbadania reakcji dwuwarstwowego układu blacha stalowa-płyta laminatowa na działanie fali podmuchowej oraz podążającego za nią pocisku. Proces oddziaływania fali podmuchowej oraz przebijania płyty pociskiem rejestrowano wykonując zdjęcia rentgenowskie. Dokonano analizy otrzymanych wyników doświadczalnych. Przedyskutowano problem doboru rodzaju i parametrów osłony balistycznej lekkich pojazdów wojskowych.
EN
The attempt has been undertaken to investigate reaction of two layer system of steel sheet-laminate plate upon the action of a blast wave and following it a projectile. Process of the blast wave reaction and piercing the plate by the projectile has been recorded using X-ray pictures. Analysis of the experimental results has been performed. The problem of selection of the kind and the ballistic shield parameters of light military vehicles are discussed.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej osłon balistycznych lekkich pojazdów wojskowych. Zaproponowano metodykę badania reakcji takich osłon na działanie fali podmuchowej oraz pocisku. Układ badawczy umożliwia obciążenie osłon impulsem ciśnienia oraz pociskiem o charakterystykach zbliżonych do obciążenia lekkiego pojazdu po wybuchu granatu. Do rejestracji procesu oddziaływania fali podmuchowej oraz przebijania osłony pociskiem zastosowano technikę rentgenografii impulsowej.
EN
The literature data concerning ballistic shields of light military vehicles are reviewed. It is proposed a method for examination of reaction of the shields upon the action of a blast wave as well as a projectile. The study set enables the loading of the shields by pressure impulse and projectile having characteristics close to the light vehicle loading during grenade explosion. In order to record the interact impulse X-ray radiography technique has been applied.
A numerical solution is given for the 2D problem of the detonation products scattering of exploding cylindrical gaseous cloud. Numerical simulations have been performed for unconfmed gaseous explosions for various proportions of the longitudinal-to-transverse dimensions of the cloud. The near field of air blast is highly asymmetrical and directional, thus simple engineering approximations of the blast parameters have been given for various directions of blast wave propagation.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.