Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Experimental Study of Possibilities for Employment of Linear Form of Burning Rate Law to Characterise the Burning Process of Fine-Grained Propellants

100%

Leciejewski Z. K.

|

2008

|

tom Vol. 5, nr 1

45-61

EN

In the paper the linear form of burning rate law r=r1źp, describing changes (in proportion to pressure p) in burning rate of propellants is reviewed. The linear form is one of many (but very popular) forms of burning rate law predicted to analysis and computer simulations of propellant gun systems operating and design process of gun. Coeffcient r1 of the linear form is usually calculated on the basis of average dimensions of grain (layer of burnt propellant) and integrated experimental pressure-time curve. Recorded picture of pressure of propellant gas mixture is an effect of closed vessel test. It is assumed that value of coeffcient r1 is constant (for given type of propellant) regardless of value of propellant gas pressure. Different fne-grained propellants (single-base and double-base) were fred in closed vessel tests to determine their burning rate behaviour. The variations in mass of igniter pad (black powder) at the same value of loading density were used. The results of experimental tests and calculations presented in this paper show signifcant infuence of the used type of ignition system (mass of black powder) on burning rate (coeffcient r1) of propellant. The differences in calculations of propellant burning rate and computer simulations of pressure-travel history inside the barrel of a propellant gun system indicate that there are limitations to the validity of the linear form approach particularly for fne-grained propellants.

2

Wpływ zastosowanego w badaniach pirostatycznych zapłonu prochu na jego szybkość spalania i funkcję temperaturową

100%

Leciejewski Z.

|

tom R. 35, z. 97

185--192

PL

Podczas realizacji badań pirostatycznych zapłon prochu realizowany jest (np. w STANAG 4115, MIL-STD 286B) w warunkach znacznie odbiegających od tych, jakie występują w rzeczywistych układach miotających. O ile wyznaczone w tych badaniach wartości charakterystyk energetycznych prochów (siła prochu, kowolumen) można bezpośrednio transponować jako dane wejściowe do równań problemu głównego balistyki wewnętrznej to okazuje się, że szybkości spalania prochu jest bardziej wrażliwa na zmienne warunki zapłonu i nie jest możliwe jej bezpośrednie transponowanie do równania dopływu gazów bez wprowadzenia odpowiednich współczynników poprawkowych. W artykule wskazano na osobliwości dotyczące obiektywnego wyznaczenia współczynników prawa szybkości spalania i funkcji temperaturowej prawa szybkości spalania.

EN

When the pyrostatic tests are carried out the ignition of the powder is made (like in STANAG 4115, MIL-STD 286B) in conditions which differ substantially from existing in real projecting systems. Even if the energetic characteristics of powders measured at such tests may be directly used in the solving problems of internal ballistics by a system of equations it proofs that the burning velocity of powders is more sensitive on the changeable ignition conditions and its application into the gas generation equation requires some additional corrective coefficients to be used. Some specific conditions referring to the measurement of accurate values of coefficients for the burning velocity equation are presented in the paper.

3

Characterization of Deterred Propellants by Closed Vessel Tests: Importance of the Ignition Method

88%

Jeunieau L. , Lefebvre M. H. , Pirlot M. C. , Guillaume P.

|

2005

|

tom Vol. 2, nr 3

39-53

EN

Different gaseous ignition systems have been used for the characterization of spherical deterred propellants in closed vessel tests. It has been observed that, with an appropriate ignition system, a good correlation is obtained between closed vessel tests, deterrent concentration profiles and ballistic firing.

4

Local Temperature Sensitivity Coefficients of a Deterred Spherical Single Base Gun Propellant

88%

Boulkadid K. , Lefebvre M. H. , Jeunieau L. , Dejeaifve A.

|

tom Vol. 14, no. 4

952--965

EN

In our previous investigation, we measured the global temperature sensitivity coefficient of a deterred spherical single base gun propellant following an experimental procedure that did not allows us to determine the local temperature sensitivity coefficients of the deterred and undeterred parts of the investigated propellant. In this paper, we propose an experimental methodology to measure the local temperature sensitivity coefficients of both parts of the spherical deterred gun propellant. This methodology can be summarized as follows: Firstly, we separated the ranges of pressure where the combustion of the deterred and the undeterred parts of the spherical propellant occurs by means of infrared (IR) microscopy measurements. Then the burning rate of the propellant as a function of pressure was calculated according to STANAG 4115 at different initial temperatures. Finally, we determined the local temperature sensitivity coefficients of each part of the spherical propellant.

5

Badania pirostatyczne szybkości spalania prochu w szerokim przedziale gęstości ładowania

75%

Leciejewski Z. K. , Surma Z.

|

tom Vol. 57, nr 3

73-85

PL

Ze względu na ograniczoną wytrzymałość ścianek komór manometrycznych, badania pirostatyczne stałych materiałów miotających realizowane są zwykle przy gęstościach ładowania Δ = (50÷250) kg/m³, znacznie mniejszych od gęstości ładowania występujących w realnie istniejących prochowych układach miotających. Ponadto stosowane w trakcie badań pirostatycznych układy zapłonowe oraz warunki zapłonu, wynikające ze znormalizowanej metodologii badań pirostatycznych (opisanej m.in. w NATOwskim dokumencie standaryzacyjnym STANAG 4115, amerykańskiej normie MIL STD 286B, czy też w niemieckiej normie TL 1376-600) znacznie odbiegają od układów zapłonowych stosowanych w rzeczywistej amunicji. Możliwość analizy szybkości spalania prochu dla dużych gęstości ładowania ( Δ > 250 kg/m³) daje specyficzna komora manometryczna VCV (ang. Vented Closed Vessel) wyposażona w przeponowy zawór bezpieczeństwa, którego przepona pęka przy ciśnieniu niższym od dopuszczalnego, umożliwiając wypływ gazów prochowych i niespalonych części ładunku prochowego do otoczenia. W pracy przedstawiono szybkość spalania prochu jednobazowego wyznaczoną na podstawie wyników badań pirostatycznych, realizowanych w konwencjonalnej komorze manometrycznej oraz w komorze z przeponą. Badania w komorze z przeponą realizowano w warunkach gęstości ładowania Δ = (300÷700) kg/m³.

EN

Because of limited durability of walls, closed vessel tests are usually realised for a range of loading density under 250 kg/m³ (less than in real barrel propellant systems). Adequate formal standards and regulations (STANAG 4115, American standard MIL STD 286B, and German standard TL 1376-600) recommend different conditions of ignition of closed vessel tests. Using a vented closed vessel, equipped with a diaphragm safety valve, analysis of propellant burning rate for high loading densities ( above 250 kg/m³) is possible. Conventional, single-base, seven-tubed propellant was fired to determine burning rate behaviour. The paper presents the results of burning rate analysis. The burning rate law is expressed as exponential dependence on the pressure ( r = β p α ) where α is the pressure index and β is the burning rate constant of the propellant composition. Comparative closed vessel experiments were realised in a conventional closed vessel ( range of loading density of 50÷225 kg/m³) and in a vented closed vessel ( range of loading density of 300÷700 kg/m³).

6

Criticism of linear form of burning rate law with reference to conventional fine-grained propellants

75%

Leciejewski Z. K.

|

tom Vol. 57, nr 3

61-72

EN

Linear form of the burning rate law r=r₁p, describing changes (with the pressure p) in burning rate of propellants, is very popular in East European ballistics laboratories for analysis and computer simulations of propellant gun systems regardless of propellant type and dimensions of propellant grains. The coefficient r₁ of the linear form of burning rate law is usually calculated on the basis of average dimensions of a grain (layer of burnt propellant) and integrated experimental pressure-time curve. A recorded picture of pressure of propellant gas mixture is an effect of closed vessel test. It is assumed that a value of the coefficient r₁ is constant (for given type of propellant) regardless of a value of a propellant gas pressure. Different single-base propellants were fired in closed vessel tests to determine their burning rate behaviour. In order to determine the burning rate law coefficient, the variations in mass of igniter material (black powder) at the same value of loading density were used. The results of experimental tests and calculations presented in this paper show significant influence of the used type of ignition system (mass of black powder) on burning rate (the coefficient r₁) of propellant. Differences in burning rate calculations may be the reason of considerable errors in theoretical calculations of pressure-travel and velocity-travel curves during internal ballistic computer simulations of a gun propellant system.

PL

Bardzo popularna w laboratoriach balistycznych Europy Wschodniej liniowa postać r=r₁p prawa szybkości spalania prochów wykorzystywana jest w analizach i symulacjach komputerowych pracy prochowych układów miotających niezależnie od typu prochu i wymiarów ziaren prochowych. Wartość współczynnika r₁ liniowej postaci tego prawa zgodnie z przyjętą metodyką jest obliczana na podstawie średnich wymiarów ziaren prochu (grubości spalonej warstwy prochu) oraz impulsu ciśnienia gazów prochowych z badań pirostatycznych. Zakłada się, że wartość współczynnika r₁ jest stała (dla danego typu prochu) i nie zależy od wartości ciśnienia gazów prochowych. W ramach niniejszej pracy - w celu określenia wartości współczynnika prawa szybkości spalania przeprowadzono, dla jednej określonej gęstości ładowania, badania pirostatyczne kilku prochów jednobazowych o różnych kształtach ziaren prochowych. W trakcie badań zastosowano różne masy zapłonników z prochu czarnego. Zaprezentowane w artykule wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń pokazują istotny wpływ zastosowanego układu zapłonowego na szybkość spalania (współczynnik r₁ prawa szybkości spalania) prochu. Ukazane różnice w wynikach obliczeń współczynnika r₁ mogą być przyczyną błędów w kalkulacjach krzywych balistycznych charakteryzujących pracę prochowych układów miotających.

7

Ballistic Analysis of Polish Low-Vulnerability Gun Propellants

63%

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

|

tom Vol. 9, Nr 3 (33)

75--92

EN

One direction of modern artillery ammunition development is to reduce its vulnerability to the effects of mechanical and thermal factors during transport, storage and operation. For LOVA, the reduced vulnerability of propellant explosives intended for loading into this ammunition is usually connected with a higher thermal ignition impulse threshold and reduced burning rate under low propellant gas pressure. Since 2016, work has been under way at the Military University of Technology (Warsaw, Poland), intended to develop a Polish low-vulnerability gun propellant for 120 mm tank ammunition. It was established during the initial stage of research and analysis, that the JA-2 gun propellant (more specifically, its energy and ballistics characteristics and geometrical dimensions of grains) will be the reference propellant for the low-vulnerability propellant in development. To this end, the authors performed closed vessel tests with JA-2 propellant (with seven-perforated grains designated LO5460). This paper contains comparative (with the JA-2 propellant) results of closed vessel tests of several propellant blends developed by the MUT Faculty of New Technologies and Chemistry research team. Closed vessel tests of these propellant blends were performed in the Ballistics Laboratory of the MUT Institute of Armament Technology using a manometric chamber with a volume W₀ = 200 cm³. Experimental tests and theoretical analyses were performed based on provisions of the standardisation agreement STANAG 4115 [6], American military standard MIL-STD 286C [7] and original test procedures developed based on [8, 9]. The tests focused mainly on the issue of correlation between the chemical composition of the given propellant blend with the expected values of energy and ballistics characteristics in connection with the required shape of propellant grains.

PL

Jednym z kierunków rozwoju współczesnej amunicji artyleryjskiej jest zmniejszenie jej wrażliwości na działanie czynników mechanicznych i termicznych podczas transportu, przechowywania i eksploatacji. W przypadku amunicji LOVA zmniejszona wrażliwość wybuchowych materiałów miotających przeznaczonych do elaboracji tej amunicji jest z reguły powiązana z wyższą wartością progową cieplnego impulsu zapłonowego i zmniejszeniem szybkości spalania przy niskim ciśnieniu gazów prochowych. Od 2016 r. w Wojskowej Akademii Technicznej trwają prace nad opracowaniem polskiego małowrażliwego materiału miotającego do 120 mm amunicji czołgowej. Na wstępnym etapie badań i analiz przyjęto, że proch JA-2 (a właściwie jego charakterystyki energetyczno-balistyczne oraz kształt i wymiary geometryczne ziaren) będzie prochem referencyjnym w stosunku do opracowywanego prochu małowrażliwego. W tym celu przeprowadzono własne badania pirostatyczne prochu JA-2 (z ziarnami siedmiokanalikowymi o symbolu LO5460). Artykuł zawiera porównawcze (z prochem JA-2) wyniki badań pirostatycznych kilku kompozycji prochowych, opracowanych przez zespół badawczy Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT. Badania pirostatyczne tych kompozycji prochowych przeprowadzono w Laboratorium Balistyki Instytutu Techniki Uzbrojenia WAT z wykorzystaniem komory manometrycznej o objętości W₀ = 200 cm³. Badania doświadczalne i analizy teoretyczne realizowano w oparciu o zapisy porozumienia standaryzacyjnego STANAG 4115 [6], amerykańskiej normy MIL-STD 286C [7] oraz własne procedury badawcze opracowane na podstawie prac [8, 9]. W badaniach skoncentrowano się głównie na kwestii korelacji pomiędzy składem chemicznym badanej kompozycji prochowej a oczekiwanymi wartościami charakterystyk energetyczno-balistycznych, w powiązaniu z wymaganym kształtem ziaren prochowych.