Осколочная боевая часть стержневого типа со скрепленными концами и дополнительными поражающими элементами

Балтийский государственный технический университет «Военмех» им.Д.Ф.Устинова.

Кафедра ракетостроения.

Курсовая работа

Осколочная боевая часть стержневого типа со скрепленными концами и дополнительными поражающими элементами.

Выполнила: студентка гр. А-141

                                                                                      Царёва Т.И.

                                                                     Проверил: Ельцин С.Н.

г. Санкт – Петербург

2007г.

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………..3

Модель раскрытия стержневого кольца………………………………………..4

Расчетная часть…………………………………………………………………..6

Графическое представление результатов расчета……………………………..9

Выводы…………………………………………………………………………..12

Список используемой литературы…………………………………………….13

Введение.

Осколочные боевые части ракет образуют один из самых обширных и развитых классов боеприпасов, предназначенных для поражения практически всех типов целей, за исключением подземных, подводных и тяжелобронированных. В современной трактовке под осколочными боевыми частями (ОБЧ) понимаются боеприпасы, поражающие цель высокоскоростным потоком большого числа однотипных инертных поражающих элементов (ПЭ), метаемых взрывом заряда бризантного ВВ, причем ПЭ могут представлять как осколки естественного дробления, так и заданного, а также готовые поражающие элементы (ГПЭ).

Отдельный класс осколочных боевых частей с ГПЭ представляют стержневые боевые части ракет, предназначенные для действия по панелям летательных аппаратов. Основным элементом стержневой боевой части является набор стержней квадратного или круглого сечения, уложенных на поверхности заряда, как правило, под небольшим углом к его образующей. Стержни могут быть соединены (сваркой, пайкой во время взрыва) попеременно верхними или нижними концами либо не иметь связи друг с другом. При подрыве они разлетаются, образуя при связанных стержнях сплошное кольцо, а при не связанных - прерывистое с перекрытием. Преимущество стержневых поражающих элементов перед обычными компактными ГПЭ заключается в нанесении сплошного разреза обшивки и силового набора, приводящего к разрушению конструкции планера, т.е. поражению воздушной цели по классу "мгновенное разрушение цели в воздухе". Недостатками являются: невысокая скорость расширения кольца (ее увеличение может привести к преждевременному разрушению кольца), небольшой радиус поражения и недостаточная при действии против некоторых прочных целей режущая способность стержней. В конструкциях осколочно-стержневых БЧ поверх набора стержней укладывается слой компактных ГПЭ. БЧ такой схемы применена в ЗУР 9М311, входящей в состав войскового зенитного ракетно-артиллерийского комплекса 2К22М "Тунгуска" и корабельного комплекса 3М87 "Каштан". Масса БЧ составляет 9 кг, длина стержней - около 600 мм, диаметр - 4 - 9 мм, диаметр стержневого кольца - около 5 м. Поверх стержней уложен слой ГПЭ в форме кубиков массой 2 - 3 г. Стержневыми БЧ снабжены авиационные управляемые ракеты Р-27Р, Р-27Т, Р-73. В зарубежной литературе стержневые БЧ обозначаются как HECR (High Explosive Continuos Rod).

Целью данной курсовой работы является проведение исследования влияния мощности заряда, параметров боевой части и носителя на характер стержневого кольца (образованного связанными стержнями) в пространстве и эффективность действия боевой части по типовой цели.

Модель раскрытия стержневого кольца.

Воспользуемся следующими допущениями:

ü заряд имеет цилиндрическую форму;

ü торцевым разлетом пренебрегаем;

ü распределенную по стержню нагрузку заменяем сосредоточенной силой, приложенной в центре масс, направленной по радиусу кольца;

ü давлением продуктов детонации на боковую поверхность стержней пренебрегаем;

ü стержни соединены шарнирно;

ü трением в шарнирах пренебрегаем;

ü движение стержней начинается с поверхности заряда.

При расчете модели раскрытия стержневого кольца будем рассматривать движение одного стержня со связанными – двумя полустержнями. В процессе раскрытия стержневого кольца в месте соединения стержней образуется пластичный шарнир. Движение пары можно рассматривать как движение шарнирного соединения в точке С элементов, закрепленных в точке О при наличии вектора скорости, приложенной в точке А и направленного по прямой ОА

Рис 1. Модель раскрытия стержневого кольца

Зависимость для определения скорости разлета осколков и стержней можно получить из уравнения баланса энергии:

Энергия, выделившаяся при детонации ВВ = сумме энергии осколков (E₀) и стержней, энергии продуктов взрыва, затрачиваемой на метание осколков (E_B), энергии, израсходованной на деформацию и разрушение корпуса боеприпаса (E_k) и потери энергии (E_п).

V_p – скорость разлета осколков;

Q_B – энергия, выделяющаяся при взрыве единицы массы ВВ;

D – скорость детонации ВВ;

α – коэффициент нагрузки;

m_BB – масса ВВ боевой части;

m_M – масса металла корпуса боевой части;

φ – коэффициент формы, учитывающий форму боевой части;

φ₁ – коэффициент, учитывающий потери энергии, идущие на разрушение оболочки или на  прорыв продуктов детонации в зазоры готовых фрагментов.

Для стержневых боевых частей со связанными концами необходимо учитывать в уравнении движения момент, препятствующий раскрытию кольца., где l_э – эффективная длина стержня (принимаем равным длине стержня, т.е. без учета пайки), r₀ – радиус боевой части.

Выводы.

В результате проведения исследования влияния мощности заряда, параметров боевой части на характер стержневого кольца приходим к выводу о том, что при увеличении мощности заряда (т.е. при увеличении массы ВВ или при его замене на вещество с большей удельной энергией взрыва) наблюдается увеличение скорости разлета стержней, а вместе с тем и уменьшение времени необходимого для полного раскрытия стержневого кольца. Это связано с тем, что происходит выделение большего количества энергии, переходящего в кинетическую, что влечет увеличение скорости.

Увеличения радиуса раскрытия кольца при заданных габаритах боевой части можно достичь за счет уменьшения диаметра поперечного сечения стержней. Однако это оказывает сильное влияние на эффективную глубину внедрения элементов в конструкцию цели.

Использование дополнительных поражающих элементов, укладываемых поверх стержней, повышает поражающее действие стержневой боевой части. При чем вероятность поражения цели тем выше, чем больше плотность потока осколков.

Список используемой литературы.

1.  Балаганский И.А., Мержиевский Л.А. Действие средств поражения и боеприпасов: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ. – 2004. – 408с.

2.  Белов А.Г., Никулин Е.Н. Методы оценки эффективности действия боеприпасов на стадии проектирования: Учебное пособие. БГТУ, СПб.,1996. – 138с.

3.  Ельцин С.Н. Поражающее действие ракетных систем. Конспект лекций.

4.  Орленко Л.П. Физика взрыва – Изд. 3- е, испр. – В 2 т. Т. 2. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 2004 – 656с.