Исследование электротермической установки (калибр - 122 мм, длина канала ствол - 5,06 м, масса снаряда - 26,7 кг), страница 2

Использование электрической энергии накладывает особенности на баллистическое проектирование метательных  установок, так как в этом случае законы изменения температуры и давления в объеме будут определяться закономерностями изменения вольт-амперной  характеристики  разряда. Это приводит к тому, что  расчет  баллистических параметров требует включения в математическую модель, описывающую явление электротермического метания, уравнений  электродинамики  плазмы.

В связи с изложенным баллистическое проектирование  электротермических установок  высокоскоростного метания (ЭТВМ) или, как их еще можно называть, электроразрядных систем высокоскоростного метания (ЭСВМ), невозможно без одновременного подбора параметров электрических накопителей энергии и электрических цепей, соединяющих их с каморой ЭТВМ.

Источники   электрической  энергии

В качестве источников электрической энергии могут применяться как  накопители энергии (инерционные, индуктивные, емкостные), так и системы, непосредственно генерирующие импульсы электроэнергии.

Накопительные источники подразделяются на инерционные, индуктивные и емкостные. Инерционные, в свою очередь, подразделяются на инерционные механические энерго- аккумулирующие системы (ИМЭС), импульсные  электромашинные  генераторы (компрессионные генераторы) и униполярные генераторы.

Нагрев газа  электрическим током не является  новой проблемой в технике вообще. Этот способ давно нашел применение в  аэродинамике и космических  исследованиях, а  также химической технологии. Техническим воплощением подобного способа нагрева являются  электродуговые нагреватели газа - плазмотроны- устройства, предназначенные для получения низкотемпературной. Для инициирования дуги могут использоваться различные способы.:

- приведение электродов в контакт с последующим их разведением;

- обеспечение пробоя разрядного промежутка;

- использование для сильноточных дуг вспомогательного анода непосредственно соприкасающегося с  основным катодом;

- использование инициирующей проволочки или фольги  из алюминия или меди.

При  вводе  электрической энергии  в газ  законы изменения температуры и давления в каморе будут определяться  закономерностями изменения вольт-амперной характеристики электроразрядной цепи. В связи  с этим расчет баллистических параметров требует включения в математическую модель, описывающую явление электротермического нагрева, уравнений электродинамики, решаемых совместно с уравнениями термодинамики и баллистики.

Для получения связанной системы электро-плазмо-баллистических уравнений  введем следующие допущения:

1) переходными процессами в пускателе пренебрегаем и считаем, что пробой в нем устанавливается мгновенно;

2) сопротивление всех проводников электрической  цепи учитывается cуммарным сопротивлением;

3) индуктивность - это эффективная индуктивность всей  электрической  цепи;

4) сопротивление разрядного промежутка до момента взрыва соединительного проводника равно; после взрыва проволочки - это сопротивление плазмы;

5) принимается каналовая модель столба дуги.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ БАЛЛИСТИКИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  МЕТАЕИЯ

4.  Таблица для проведения исследований

5.  Характер изменения давлений и скоростей установки показан на рис. 1 и 2:

Рис. 1

Рис.2