Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Quasi-Static Investigations of 240-Bloom Gelatine for Ballistic Tests

100%

Fikus B. , Basiński N.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

tom Vol. 14, Nr 1 (51)

61--72

EN

The paper presents the results of investigations of ballistic gel properties in quasi-static conditions. Specimens were prepared using the 240 Bloom gelatine, which was determined by product availability. Tests were carried out making use of a material testing machine to estimate the influence of gel share on stress-strain characteristics. Considered values of a gel mass content were equal to 10, 12, and 14%. Assumed parameters were determined on the material calibration stage conducted with steel balls with a diameter of 4.5 mm. The most significant influence of a gel content on mechanical properties of specimens were observed for a share of 10% and 12%. The conducted preliminary tests are a part of investigations aimed at assessment if it is possible to calibrate the ballistic gel making use of mechanical characteristics obtained in quasi-static tests without shooting.

PL

Niniejsza praca stanowi opis oraz wyniki prac realizowanych w ramach badań quasi-statycznych żelatyny (o sile żelowania 240 Bloom) przeznaczonej do testów balistycznych, która jest najczęściej stosowanym substytutem tkanek miękkich w badaniach balistyki końcowej. W ramach prac przeprowadzono proces przygotowania materiału do badań, jego kondycjonowania, kalibracji oraz badań w warunkach quasi-statycznych w celu określenia modułu sprężystości wzdłużnej oraz modułu sprężystości objętościowej. Na podstawie wstępnych badań kalibracyjnych podjęto decyzję o przebadaniu próbek o zawartości żelatyny równej 10 %, 12 % oraz 14 %. Rezultaty badań (krzywe siła-przemieszczenie) pozwoliły na ocenę odkształceń oraz naprężeń (inżynierskich oraz rzeczywistych) występujących w badanym materiale. To z kolei pozwoliło na ocenę wartości wyżej wspomnianych modułów sprężystości. Należy zwrócić uwagę na relatywnie duży rozrzut uzyskanych wyników, co może sugerować konieczność dalszych prac nad precyzją wykonania próbek. Uzyskane wyniki wykazały łatwość oraz efektywność zastosowanej metodyki przygotowania próbek, jak również znaczący wpływ zawartości żelatyny na moduł sprężystości wzdłużnej (szczególnie w przypadku dwóch niższych wartości zawartości żelatyny). Zdecydowania mniejszą rozbieżność zauważono w przypadku modułu sprężystości objętościowej. Ponadto, okazało się, że przygotowanie próbek o udziale masowym 20 % jest nieuzasadnione ze względu na dużą czasochłonność całości procesu.

2

Experimental Assessment of Primer Pressure in 9 mm Pistol Ammunition

80%

Fikus B. , Surma Z. , Trębiński R.

|

2020

|

tom Vol. 11, Nr 2 (40)

25--30

EN

n theoretical simulations of internal ballistics phenomena, the value of pressure generated by the ignition system is required. Typically, the ignition pressure value is assumed to be 3 - 5 MPa. The work presents a measurement stand using a “micro closed vessel”, designed to determine the ignition pressure for 9 mm pistol ammunition. Pressure measurements were made for two types of ammunition, differing in the construction of the ignition system. The results of measurements indicate that the value of the ignition pressure is twice as high as usually assumed. In addition, the mass of the ignition charge was determined, which is used in selected models of internal ballistics. The mass value was at the level of 0.02 g.

PL

W symulacjach zjawisk balistyki wewnętrznej układów miotających wymagana jest znajomość wartości ciśnienia wytwarzanego przez układ zapłonowy. Wartość ta jest istotna z punktu widzenia opisu procesu spalania materiału miotającego w początkowej fazie strzału, co wynika z znaczącego wpływu ciśnienia gazów prochowych na szybkość spalania materiału miotającego. Ten fakt z kolei przekłada się na maksymalną wartość ciśnienia w przestrzeni zapociskowej. Zazwyczaj przyjmowaną wartością ciśnienia zapłonu jest wartość na poziomie 3 – 5 MPa. Niestety w dostępnej literaturze uwidacznia się brak oszacowań wartości ciśnienia generowanego przez spłonkę amunicji strzeleckiej. Biorąc pod uwagę ten fakt, w pracy przedstawiono stanowisko pomiarowe, wykorzystujące mikrokomorę manometryczną, przeznaczone do pomiaru ciśnienia zapłonu dla 9 mm amunicji pistoletowej. Dokonano pomiarów ciśnienia dla dwóch rodzajów amunicji, różniących się budową układu zapłonowego. Otrzymane rezultaty wskazują, że wartość ciśnienia zapłonu jest dwukrotnie wyższa niż zazwyczaj przyjmowana. Ponadto określono masę ładunku inicjującego, która wykorzystywana jest w wybranych modelach balistyki wewnętrznej. Wartość masy kształtowała się na poziomie 0,02 g.

3

Projectile seating depth influence on a small arms cartridge performance

80%

Piasta K. , Michalski J. , Fikus B. , Kupidura P.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

tom 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.

4

Numerical Parametric Analysis of PW INKA Pistol

80%

Badurowicz P. , Kupidura P. , Fikus B.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

tom Vol. 14, Nr 2 (52)

35--50

EN

The paper describes the results of the parametric analysis obtained using the multibody systems. Numerical analysis allows checking different variants of the weapon without the need of building a lot of experimental models. As a part of the analysis, the impact of the slide mass, the recoil spring stiffness, the friction coefficients, the propellant gas pressure, and the force of bullet engraving the barrel on the kinematic characteristics of the weapon were checked. The extreme values of the slide mass and the recoil spring stiffness were selected, after crossing them, the correct operation of the weapon would not be possible. The operation of the pistol was checked for its multiple variants, taking into account its lubrication, lack of lubrication, and lack of friction by appropriate selection of the friction coefficients. The propellant gas pressure variants were selected to reflect the pressure in the barrel during shoot using ammunition manufactured according to different standards and of different quality. The models, taking into account the force of bullet engraving the barrel and those ignoring such force, were developed to check their impact on the kinematic characteristics of a short recoil operated weapon.

PL

W artykule opisano wyniki analizy parametrycznej wykonanej z użyciem metody układów wieloczłonowych. Analiza numeryczna pozwala na sprawdzenie różnych wariantów broni bez potrzeby budowania wielu modeli doświadczalnych. W ramach analizy sprawdzono wpływ masy zamka, sztywności sprężyny powrotnej, współczynników tarcia, ciśnienia gazów prochowych oraz oporów przetłaczania pocisku w lufie na charakterystyki kinematyczne broni. Dobrano skrajne wartości masy zamka oraz sztywności sprężyny powrotnej, po przekroczeniu, których poprawna praca automatyki broni nie była by możliwa. Sprawdzono pracę pistoletu dla różnych jego wariantów, uwzględniając jego nasmarowanie, brak smarowania oraz brak tarcia poprzez odpowiedni dobór współczynników tarcia. Warianty ciśnienia gazów prochowych dobrano tak, aby odwzorować ciśnienia w lufie panujące podczas strzelań z użyciem amunicji wyprodukowanej według różnych standardów oraz różnej jakości. Opracowano modele uwzględniające opory przetłaczania pocisku przez przewód lufy oraz pomijający te siły, aby sprawdzić jaki wpływ mają one na charakterystyki kinematyczne broni działającej na zasadzie krótkiego odrzutu lufy.

5

Development of the Preliminary Numerical Model of the Short Recoil Operated Weapon Using the Multibody Systems

80%

Badurowicz P. , Kupidura P. , Stępniak W. , Fikus B.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2021

|

tom Vol. 12, Nr 1 (43)

27--40

EN

The paper contains a literature review of studies on several firearms operation systems and a review of articles on modern methods of calculating the kinematic characteristics of weapons. It includes the presentation of the short recoil operated 9 mm PW INKA pistol numerical model. The model was created in the MCS Adams software which uses the multibody systems. The boundary conditions for each part were specified and their implementation was determined. As the preliminary results of numerical investigations, the slide and barrel velocity and displacement curves were obtained. Comparison of a numerical solution with the literature data allowed for its qualitative verification.

PL

W artykule zawarto przegląd literaturowy opracowań dotyczących różnych zasad działania broni strzeleckiej oraz przegląd artykułów dotyczących nowoczesnych metod obliczeń kinematyki broni. Przedstawiono sposób budowy modelu numerycznego 9 mm pistoletu PW INKA działającego na zasadzie krótkiego odrzutu lufy. Model stworzono w programie komputerowym MCS Adams, który korzysta z metody układów wieloczłonowych. Opisano warunki początkowo brzegowe przyjęte dla modelu. Przedstawiono wstępne wyniki obliczeń w postaci wykresów drogi oraz prędkości w funkcji czasu i porównano je z danymi literaturowymi w celu ich weryfikacji jakościowej.

6

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

70%

Fikus B. , Leciejewski Z. , Michalski J. , Surma Z. , Trębiński R.

|

2020

|

tom 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.