Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Projectile seating depth influence on a small arms cartridge performance

Piasta Krzysztof, Michalski Jakub, Fikus Bartosz, Kupidura Przemysław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

nr 2

11--17

EN

In the world of small-arms ammunition, precision reigns supreme. The most significant feature of ammunition for shooters is undoubtedly the repeatability from one shot to the next. This study explores the detailed assembly process of small arms cartridges, leveraging modern machinery and innovative designs employed by cartridge manufacturers. It emphasizes how these tools ensure the fundamental repeatability and precision necessary for the quality of each batch of rounds. Establishing standards for the highest possible quality requires assessing the impact of imprecise cartridge assembly on ballistic performance. Utilizing a free-flight ballistic tunnel, a high-speed camera, light- and target-screen systems, the authors analyzed the effects of varying projectile seating depths thus affecting cartridge overall lengths (COAL) and cartridge base to ogive distance (CBTO) on the initial velocity and shot dispersion at 50 meters. The study was conducted for two types of projectiles, differing in their ogive profiles: secant and tangent ogive. The performance differences between these profiles provided valuable insights for future projectile designs, highlighting that low-drag projectiles are slightly more sensitive to the seating depth than tangent profile bullets, and the importance of it should be considered in mass, military production as well. It is a valuable resource for analyzing the trade-off between producing bullets with a low drag coefficient and ensuring high precision. The research enhances the understanding of internal and external ballistics but most importantly draws attention to the importance of the standards of assembly processes to ensure optimal performance and safety in the field.

PL

Zapewnienie powtarzalności między kolejnymi strzałami jest niewątpliwie najistotniejszą cechą nabojów dla każdego strzelca. Autorzy poddali analizie proces montażu nabojów do broni strzeleckiej, wykorzystujący nowoczesne maszyny i innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne stosowane przez światowych producentów amunicji. Biorąc pod uwagę jakość wykonanej amunicji, te narzędzia są wykorzystywane do zapewnienia jak największej dokładności i powtarzalności, które są fundamentalne w kwestii kontroli jakości partii nabojów. W celu wypracowania odpowiedniego standardu zapewniającego wymaganą jakość amunicji, istotne jest oszacowanie wpływu nieprecyzyjnego montażu nabojów na ich charakterystyki balistyczne. Przeprowadzając badania w tunelu balistycznym z wykorzystaniem kamery szybkiej oraz bramek prędkościowych i współrzędnościowych, przeanalizowano wpływ zmiennej głębokości osadzenia pocisku, a więc również całkowitej długości nabojów (COAL) oraz odległości od dna łuski do części ostrołukowej (CBTO) na prędkość wylotową rozrzut pocisków na odległości 50 metrów. Analizy przeprowadzono dla różnych typów pocisków, różniących się kształtem części ostrołukowej. Wpływ różnic w ich konstrukcji na charakterystyki balistyczne jest istotny pod względem przyszłościowych nabojów, ponieważ pociski o mniejszym współczynniku oporu czołowego - większym promieniu profilu części ostrołukowej, są wrażliwsze na głębokość osadzenia, niż pociski o profilu ostrołuku stycznym do części cylindrycznej, które charakteryzują się większym współczynnikiem oporu czołowego. Analizowane różnice okazują się istotne również w masowej produkcji amunicji wojskowej. Wyniki stanowią cenne źródło informacji w poszukiwaniu kompromisu między produkcją pocisków o niskim współczynniku oporu aerodynamicznego, a zapewnieniem wysokiej precyzji. Praca pogłębia zrozumienie balistyki wewnętrznej i zewnętrznej, ale przede wszystkim zwraca uwagę na znaczenie jakości procesu montażu amunicji w kwestii zapewnienia optymalnej skuteczności zastosowania i bezpieczeństwa na polu walki.

2

Computational evaluation of assembly technique influence on ballistic performance of a bullet – non-linear relation between méplat size and the drag coefficient

Piasta Krzysztof, Kupidura Przemysław, Michalski Jakub

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 2

11--18

EN

The continuous development of production and assembly techniques gives rise to the idea of following a new approach in the small-arms ammunition design process. Commonly used intermediate cartridges were designed over 60 years ago, and their construction and assembly processes are not significantly different than what was available almost a century ago. Along with the recent development of individual protection devices and with the general availability of modern ballistic plates utilized in plate carriers type of individual armor, it sparks the necessity of designing a new, intermediate cartridge, using new assembly and technology methods. The vital aspect of the ammunition design process is a determination of the materials utilized in bullet elements and its assembly method. Therefore, there is a necessity of evaluating if different assembly techniques can provide the improved ballistic performance of a bullet. The paper includes a comparison of two differently assembled projectiles with steel penetrators: a standard Full Metal Jacket and a reverse-drawn Semi-Jacketed bullet. The designs were evaluated in terms of their external ballistic performance for specific initial conditions using 2D Computational Fluid Dynamics simulations and, separately, with a semi-empirical method. The paper aimed to assess the influence of the assembly method on the bullet’s external ballistic performance. Both calculations revealed a nonlinear relation between the projectile méplat diameter and the coefficient of drag, which indicates a limit where the méplat size reduction is beneficial. The results implicate a perspective bullet construction that would provide the user with better external ballistic performance, more consistent and precise than a standard Full Metal Jacket design.

PL

Nieustanny rozwój technik produkcji i montażu rodzi pomysł wykorzystania nowego podejścia w procesie projektowania amunicji do broni strzeleckiej. Obecnie powszechnie stosowane naboje pośrednie zostały zaprojektowane ponad 60 lat temu, a proces ich wykonania i montażu nie różni się znacząco od technologii dostępnej na początku XX wieku. Biorąc pod uwagę dynamiczny rozwój środków ochrony indywidualnej w ostatnim czasie oraz powszechną dostępność nowoczesnych płyt balistycznych stosowanych w kamizelkach kuloodpornych typu plate carrier, zaistniała potrzeba zaprojektowania nowego naboju pośredniego, stosując nowoczesne technologie i metody montażu. Jednym z najistotniejszych aspektów procesu projektowania amunicji jest określenie materiału elementów pocisku oraz sposobu ich montażu, dlatego zasadne jest określenie wpływu metody montażu elementów pocisku na jego właściwości balistyczne. Artykuł zawiera porównanie dwóch różniących się metodą montażu pocisków z rdzeniem stalowym: standardowego pocisku pełnopłaszczowego oraz pocisku półpłaszczowego. Konstrukcje zostały ocenione pod kątem ich charakterystyk balistyki zewnętrznej dla określonych warunków początkowych za pomocą symulacji komputerowej dynamiki płynów w 2D oraz niezależnie wykorzystując program balistyczny. Celem pracy była ocena wpływu sposobu montażu elementów na właściwości balistyczne pocisku. Obie metody obliczeniowe wykazały nieliniową zależność między wielkością średnicy wierzchołka pocisku a współczynnikiem oporu, wskazując zakres wartości, do których zmniejszanie rozmiaru wierzchołka jest uzasadnione. Wyniki wskazują perspektywiczną konstrukcję pocisku, która zapewniłaby użytkownikowi lepsze charakterystyki balistyki zewnętrznej, zapewniając lepszą powtarzalność i precyzję niż standardowa konstrukcja pocisku pełnopłaszczowego.

3

Numerical analysis of an auxetic anti-tetrachiral sandwich panel subjected to steady-state harmonic base motion

Michalski Jakub, Stręk Tomasz

Vibrations in Physical Systems

|

2022

|

Vol. 33, nr 3

art. no. 2022323

EN

In this paper, the authors show the results of numerical simulations representing the test of an aluminum sandwich panel with an auxetic anti-tetrachiral core on an exciter. Steady-state vibration analyses utilizing modal superposition (linear dynamics) were performed. The bottom of the panel had all the degrees of freedom constrained and excitation in form of base acceleration in the vertical direction was applied. The obtained results were in form of contour plots of selected output variables in the frequency domain. In addition, curves showing the variation of acceleration, velocity and displacement of a selected representative point in frequency were generated. The results were compared with those obtained for the panel with a non-auxetic core, in the form of a standard hexagonal honeycomb. It was found that the auxetic panel is not superior in the whole range of frequencies but a workflow useful in the design of sandwich panels for operating conditions involving vibrations was developed.

4

Blast resistance of sandwich plate with auxetic anti-tetrachiral core

Michalski Jakub, Strek Tomasz

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 3

art. no. 2020317

EN

Auxetic structures exhibit unusual behavior not only when subjected to static loads but also in case of dynamic events. However, their response to transient loads still requires further research. In this article, the blast resistance of auxetic and non-auxetic sandwich plates was compared using the finite element method. The first stage of works, that consisted of the analyses of plates with homogenized core with different values of Poisson’s ratio subjected to blast load, proved that auxetic core may increase the resistance to this kind of load. In the next step, two sandwich plates were compared - one with auxetic anti-tetrachiral core and one with a non-auxetic hexagonal honeycomb core. Obtained results indicate that auxetic plate has superior blast resistance when compared with the regular sandwich panel.

5

Preliminary analysis of ballistic requirements for LOVA propellants for new generation tank ammunition

Fikus Bartosz, Leciejewski Zbigniew, Michalski Jakub, Surma Zbigniew, Trębiński Radosław

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2020

|

T. 12(1)

144--157

EN

At the end of 2016, the Scientific-Industrial Consortium (Mesko S.A., Polska Grupa Zbrojeniowa S.A., Warsaw University of Technology, Military University of Technology, Military Institute of Armament Technology) set up an R&D project to develop and manufacture a demonstrator of new generation critical components for a 120 mm Polish tank munition. The critical elements for the project included a combustible charge case, an insensitive propellant and tungsten rods for sub-calibre projectiles. The task of the Military University of Technology was to develop the basic technology and fabricate insensitive LOVA propellants on a laboratory scale (research team of the Faculty of Advanced Technologies and Chemistry) and carry out the ballistic and simulation tests of a 120 mm tank gun using ammunition incorporating the developed LOVA propellant (research team of the Faculty of Mechatronics, Armamen and Aerospace). The article also includes an analysis of available literature on energy and ballistic properties of LOVA and JA-2 propellants. Closed-vessel tests of JA-2 propellant (manufactured by Nitrochemie AG, designation LO5460) were also carried out. The tests were carried out in a 200 cm3 closed vessel. Based on the propellant gas pressure/time records, the propellant force and co-volume, and dynamic vivacity curves were determined. A linear combustion rate coefficient was determined using the measured results of the propellant grain geometry. The authors’ own data enabled the carrying out of preliminary simulation tests of the 120 mm propellant system.

PL

Pod koniec 2016 r. Konsorcjum Naukowo-Przemysłowe (Mesko S.A., Polska Grupa Zbrojeniowa S.A., Politechnika Warszawska, Wojskowa Akademia Techniczna, Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia) rozpoczęło realizację projektu badawczo-rozwojowego, którego celem jest opracowanie i wykonanie demonstratorów technologii krytycznych elementów do nowej generacji, polskiej amunicji czołgowej 120 mm. Do elementów krytycznych w tym projekcie zaliczono samospalającą się łuskę, małowrażliwy materiał miotający oraz pręty wolframowe do pocisku podkalibrowego. Zadaniem Wojskowej Akademii Technicznej jest opracowanie podstaw technologii i wykonanie w skali laboratoryjnej małowrażliwego materiału miotającego typu LOVA (zespół badawczy Wydziału Nowych Technologii i Chemii) oraz przeprowadzenia badań balistycznych i badań symulacyjnych zjawiska strzału w 120 mm czołgowym układzie miotającym z wykorzystaniem amunicji elaborowanej opracowanym prochem LOVA (zespół badawczy Wydziału Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa). W niniejszym artykule zawarto analizy literaturowe dotyczące właściwości energetyczno-balistycznych prochów typu LOVA oraz prochu JA-2. Ponadto przeprowadzono własne badania pirostatyczne prochu JA-2 (produkcji Nitrochemie AG) oznaczonego jako LO5460. Badania te przeprowadzono w komorze manometrycznej o pojemności 200 cm3. Na podstawie zarejestrowanego (w czasie) ciśnienia gazów prochowych określono siłę prochu, kowolumen gazów prochowych oraz krzywe żywości dynamicznej. Wykorzystując wyniki pomiarów geometrii ziaren prochu określono współczynnik liniowej szybkości spalania. Wyniki badań własnych pozwoliły na przeprowadzenie wstępnych badań symulacyjnych zjawiska strzału w 120 mm układzie miotającym.