CC BY
100
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ
УДК 623.412 Букаси Амин
Филиал ФГКВОУ ВО «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева» в Пензе, Алжир, Алжир
ЭФФЕКТИВНОСТЬ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТАНКОВОЙ ПУШКИ С ИЗНОШЕННЫМ СТВОЛОМ
Проведен анализ показателей эффективности боевого применения танкового вооружения. В качестве основного показателя эффективности стрельбы танкового артиллерийского комплекса по бронированной цели принимается вероятность ее поражения.
Для оценки эффективности стрельбы бронебойно-подкалиберными снарядами из танковой пушки с учетом износа канала ствола была предложена модель, которая описывала процессы, происходящие в системе «танковая пушка — снаряд — цель» на всех этапах ее функционирования.
Установлено, что на падение скорости снарядов при стрельбе из ТП Д-81 основное влияние (80—90 %) оказывает увеличение объема зарядной каморы и досыла снаряда. В связи с этим при расчетах учитывалось только изменение объема зарядной каморы AW и пути движения снаряда А/ в зависимости от настрела, изменение площади поперечного сечения не учитывалось.
Проведены расчеты вероятности поражения бронеобъекта при стрельбе по нему бронебойно-подкалиберными снарядами с различной дальности из танковых пушек Д-81 с различной величиной настрела.
Выработаны предложения для сохранения эффективной стрельбы бронебойно-подкалиберными снарядами на заданном уровне вероятности поражения при дальности до цели D = 2000 м при ведении огня из танковых пушек с различным настрелом
Под эффективностью военно-технического устройства понимают характеристику уровня выполнения этим устройством тех функций, для которых оно предназначено. Под эффективностью вооружения понимают совокупность характеристик уровня выполнения им боевых задач, для которых оно предназначено. Часто эффективность вооружения определяется, в конечном счете, величиной ущерба, наносимого противнику [1].
Вообще, характеристики эффективности зависят от той цели, для которой вооружение предназначается. Например, танковое артиллерийское вооружение предназначено для поражения различных целей, которые двигаются или находятся на месте в некотором диапазоне дальностей. Пусть сравниваются несколько вариантов танкового вооружения. Из них будет эффективнее тот, который поражает цели с большей вероятностью, с меньшим расходом боеприпасов, за более короткое время.
Основным показателем эффективности стрельбы противотанкового артиллерийского комплекса по бронированной цели является вероятность ее поражения Р , которая характеризует объективную возможность наступления требуемого результата поражения цели.
Поражение цели представляет собой выходную характеристику сложного динамического процесса функционирования системы «танковая пушка - снаряд - цель», основными этапами которого являются:
- период взаимодействия снаряда со стволом в процессе выстрела;
- период движения снаряда в спутном потоке пороховых газов (ПГ) (период последействия);
- период движения снаряда на внешнетраектор-ном участке;
- процесс поражения цели.
Каждый из указанных периодов является сложным физическим процессом и требует создания математических моделей, пригодных для исследования поведения системы «танковая пушка - снаряд - цель» и расчетного определения основных характеристик на различных этапах ее функционирования.
Для оценки эффективности стрельбы бронебойно-подкалиберными снарядами (БПС) из танковой пушки с учетом износа канала ствола была предложена модель, которая описывала процессы, происходящие в системе «танковая пушка - снаряд - цель» на всех этапах ее функционирования.
На первом этапе определялись значения перемещения и скорости подсистемы «танковая пушка-снаряд», основные кинематические характеристики. Рассматривались уравнения поступательного прямолинейного движения БПС относительно ствола совместно с уравнениями внутренней баллистики.
Основное уравнение внутренней баллистики [2] устанавливает связь между давлением ПГ р , ско-
ростью снаряда V , длиной пути, пройденного снарядом / , с относительной частью сгоревшего пороха у
f ту-
P =
Офту 2
W0 -ату--(1 -у) + s/
Р
здесь т - масса снаряда; Ф - масса заряда; / , О - характеристики пороха; р - плотность заряда; ф - коэффициент фиктивности; ^ - объем
зарядной каморы; £ - площадь поперечного сечения канала ствола.
Из уравнения (1) следует, что при стрельбе из артиллерийских системы штатным выстрелом из неизношенного ствола давление ПГ определяется объёмом Ш , занимаемым ПГ в образовавшемся засна-рядном пространстве, в момент времени X , когда снаряд прошел путь длиной / :
т
W = W0 - ату--(1 -у) + s/,
Р
(2)
свободный объем за-
здесь W0 - ату--(1 - у)
Р
рядной каморы; ату - объем ПГ, образующийся
т ,
при горении метательного заряда;
— (1 — у) - объем
Р
несгоревшей части метательного заряда; э/ -объем, освобождаемый движущимся снарядом в канале ствола.
Для неизношенного ствола в уравнении (1) объём зарядной каморы, площадь поперечного сечения канала ствола и путь движения снаряда по каналу ствола принимаются постоянными.
С увеличением настрела объём зарядной каморы, площадь поперечного сечения канала ствола будут увеличиваться, а путь движения снаряда уменьшаться.
Уравнение (1) в существующем виде не позволяет рассчитать баллистические параметры выстрела танковой пушки (ТП) Д-81 с учетом износа ствола. Поэтому необходимо внести зависимости, учитывающие изменение объёма зарядной каморы, площади поперечного сечения канала ствола и пути движения снаряда от настрела.
Установлено, что на падение скорости снарядов при стрельбе из ТП Д-81 основное влияние (80-90 %) оказывает увеличение объема зарядной каморы и досыла снаряда. В связи с этим при расчетах учитывалось только изменение объема зарядной каморы АШ и пути движения снаряда А/в зависимости от настрела, изменение площади поперечного сечения не учитывалось.
Тогда путь движения снаряда по каналу ствола с учетом настрела определяется по формуле
¡ш = I-М , О)
А изменение объёма зарядной каморы с учетом настрела определяется по формуле
= + АЖ . (4)
Таким образом, приращение объёма, занимаемого ПГ в заснарядном пространстве, с настрелом рассчитывалось следующим образом:
W = W0 -acow--(1 - w) + AW + slm
P
(5)
На следующих этапах моделировались процессы движения БПС в периоде последействия пороховых газов и на внешнебаллистическом участке траектории.
На заключительном этапе моделировался процесс поражения цели бронебойно-подкалиберным снарядом.
Поражение бронированной цели является случайным событием, вероятность наступления которого определяется по следующей зависимости [3]:
п
Р =1 -П!1 - Р ■ ■ рбп ) ' (6)
, =1
где п - количество элементов броневой защиты танка с одинаковой толщиной брони и углом ее Рп - вероятность попадания боеприпаса в
P
наклона;
,-й элемент бронезащиты; бития боеприпасом , -го цели; Р3бр - вероятность выв невых объектов при пробитии
nPi
элемента
, -го элемента бро-незащиты цели.
В качестве исходных данных при оценке вероятности поражения бронированной цели принимают: характеристики боеприпаса; дальность стрельбы;
ошибки стрельбы; размеры, толщина и угол наклона к направлению стрельбы элементов брони.
Для определения Рпр - вероятности пробития ,
-го элемента - необходимо вычислить скорость БПС, при которой происходит пробитие данного элемента. В этом случае целесообразно использовать методику [4], разработанную на основе математической модели типа «скорость - эффект», предназначенной для прогнозирования результатов взаимодействия снарядов с преградой и оценки бронепробивного действия снарядов. Суть модели заключается в определении энергии, необходимой для пробития гомогенной брони заданной толщины, расположенной под различными углами. Исходя из этого, легко вычислить скорость и угол встречи, при которых наступит событие пробития брони.
Начальная скорость БПС, в зависимости от настрела, рассчитывается по термодинамической модели внутрибаллистического расчета ТП с учетом износа ствола. Рассчитываются скорость встречи снаряда с преградой (V ) и предельная скорость сквозного пробития преграды V .
Если Vcв > VПCП , то вероятность пробития , -го элемента цели принимается Р пр= 1 (цель пора-то вероятность пробития , го элемента цели принимается
жена). Если vce < vncn
Р пр = 0 (цель не
вероятность про-бронезащиты
поражена).
Вероятность вывода из строя заброневых объектов танка принимается Р3$р = 1 , если I -й элемент цели пробит (поражен).
Для апробации методики были проведены расчеты поражения танка «Абрамс М1» БПС БМ15 для настрела, равного 0, 50, 100, 150 выстрелам и дальностей 1000, 1500, 2000, 2500 м, которые представлены в таблице 1.
Результаты расчета вероятности поражения танка «Абрамс М1» при стрельбе БПС БМ15 Таблица 1
Дальность стрельбы, м Вероятность поражения,P
n = 0 n = 50 n = 100 n = 150
1000 0,46 0,450 0,44 0,43
1500 0,33 0,320 0,31 0,30
2000 0,23 0,230 0,22 0,21
2500 0,18 0,176 0,17 0,15
С увеличением количества произведенных выстрелов техническое рассевание увеличивается. Увеличение рассеивания приводит к снижению эффективности стрельбы, что показали результаты расчетов.
Анализ результатов расчета показал:
- вероятность поражения танка «Абрамс М1» БПС БМ15, в зависимости от дальности стрельбы, составляет 0,18...0,46;
- с увеличение настрела ТП вероятность поражения снижается;
- для настрела ТП, равного 150 выстрелам при стрельбе только БПС БМ15, на D = 1000 м вероятность поражения Р снижается на 6%, на D = 1500
Результаты расчета дально эффективной стрельбы
м Р снижается на 9%, на D = 2000 м Р снижается на 12%, на D = 2500 м Р снижается на 16%.
Таким образом, вероятность поражения для настрела ТП, равного 150 выстрелам при стрельбе только БПС БМ15 снижается на 12%.
Для повышения эффектности стрельбы БПС из ТП на предельно изношенных стволах при определении установок стрельбы одним из способов повышения вероятности поражения является снижение дальности стрельбы.
В таблице 2 показаны результаты расчета дальности стрельбы для сохранения эффективной стрельбы БПС БМ15 на заданном уровне (Р = 0,23, D = 2000 м) при стрельбе для различного настрела ТП.
сти стрельбы для сохранения Таблица 2.
БПС на заданном уровне
Настрел, выстр. Р = 0,23; D = 2000 м
БМ15
0 2000
50 1941
100 1882
150 1823
На рисунке 1 показаны зависимости дальности стрельбы для сохранения эффективной стрельбы БПС БМ15 на заданном уровне при дальности до цели В = 2000 м при стрельбе для различного настрела ТП.
Анализ результатов моделирования показал, что для сохранения эффективной стрельбы БПС на заданном уровне при дальности до цели D = 2000 м и настреле ТП, равном 150 выстрелам только БПС БМ15, дальность стрельбы необходимо снижать на 8,85% (177 м).
О 50 100 п, выс.
Рисунок 1 - Зависимости снижения дальности открытия огня от настрела при стрельбе БПС БМ15 на дальности 2000 м
Также одним из способов повышения эффектности стрельбы из ТП на предельно изношенных стволах при определении установок стрельбы является выбор боеприпаса в зависимости от дальности стрельбы до цели. Предлагается при дальности
стрельбы от 3000 до 5000 м применять противотанковые управляемые ракеты, от 2000 до 3000 м применять кумулятивные боеприпасы, до 2000 м - бро-небойно-подкалиберные снаряды.
216 с.
Учебник / В.Ф.
ЛИТЕРАТУРА
1. Чуев Е.В. Проектирование ствольных комплексов. - М.: Машиностроение, 1976. -
2. Внутренняя баллистика и автоматизация проектирования артиллерийских орудий: Захаренков. - СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2010. - 276 с.
3. Вентцель Е.С. Теория верояностей. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 576 с.
4. Сидоров А.И., Ганин А.А., Платонов А.А., Марков С.М.: под ред. Сидорова А.И. Динамическое моделирование функционирования бронебойных подкалиберных снарядов при стрельбе из ствольных систем. - Пенза: ПАИИ, 2007. - 336 с.
УДК 621.6
Бушмелев1 П.Е., Бушмелева2 К.И.
Управление связи ООО «Газпром трансгаз Сургут», Сургут, Россия
2БУ ВО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Сургутский государственный университет», Сургут, Россия
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА И ДАЛЬНОСТИ ПЕРЕДАЧИ РАДИОСИГНАЛА ПОСРЕДСТВОМ МОБИЛЬНОГО РЕПИТЕРА
Приведена характеристика основных компонентов мобильного репитера позволяющего увеличить реальное расстояние радиопокрытия не менее чем в 3 раза, и обеспечивающего уверенную радиосвязь при обслуживании магистральных газопроводов в труднодоступных местах и полевых условиях Ключевые слова:
мобильный репитер, радиосвязь, радиопокрытие, магистральные газопроводы
Магистральные газопроводы (МГ) ОАО «Газпром» это протяженные линии газопровода, которые нуждаются не только в регулярном обслуживании, но и в экстренном вмешательстве для восстановления его функционирования (внеплановый ремонт, аварийные работы и т.п.). МГ разбит на участки, которые оснащены промежуточными пунктами (компрессорными станциями, стационарными ретрансляторами и т.п.), расположенными на большом расстоянии друг от друга [1,6]. При проведении различных работ на этих участках, персоналу, для передачи различного рода информации, требуется эффективная мобильная связь (портативные радиостанции, мобильные телефоны, смартфоны и др.), чаще всего - голосовая. Существующая в ОАО «Газпром» конвенциональная подвижная радиосвязь (в основном транкинговая) вдоль газопровода в диапазоне 160 МГц на оборудовании «1СОМ» - это сложная система, ограниченной доступности. Из-за слабой дорожной структуры, дальность связи при этом обладает низкой мощностью и малой чувствительностью радиостанций (как правило, фирмы 1СОМ) [3,5]. Конвенциональная система связи (КСС) частично решает проблемы голосового обмена производственной информацией в процессе экстренного обслуживания МГ, однако, не все специалисты, работающие на газопроводе, обеспечены необходимыми гаджетами, кроме того, эксплуатация их требует специальной подготовки и практики, экстренная же подготовка малоэффективна. КСС обычно включает в себя портативные и мобильные радиостанции, иногда - ретранслятор для увеличения дальности связи. Во время прямой связи между радиостанциями они могут работать в симплексном режиме (одна частота для приема, передачи) или в полусимплексном (две частоты: одна для приема, другая - для передачи сообщений).
Второй режим называют «двухчастотный симплекс». В случае использования ретранслятора необходимо работать в полудуплексном режиме. В качестве ретрансляторов в КСС часто используют устройства, скомпонованные на базе двух мобильных радиостанций. Такие ретрансляторы относительно просты и недороги, но имеют существенные недостатки, а именно: ограниченную выходную мощность и невозможность работать в непрерывном режиме, а также быть объединенными на одно антенно-фидерное устройство. Для построения многоканальной компактной зоны связи с одной антенной необходимо применять специально разработанные для подобных целей ретрансляторы, которые могут быть использованы также и для построения транкинговых систем [2,8].
Для повышения надежности функционирования МГ и сокращения сроков восстановления работоспособности газопровода актуальной ставится задача обеспечения эффективнойи универсальной связью на любом участке МГ, включающей технические средства (гаджеты) с привычным интерфейсом [2]. На такую связь, с учетом сложных условий труда, должны накладываться следующие функциональные требования:
Оперативная доступность.
Обеспечение мобильными зонами радиопокрытия обслуживаемых участков МГ.
Реализация максимальных параметров гаджетов по дальности связи.
Быстрое развертывание систем связи.
Удобный интерфейс.
Малые массогабаритные параметры.
Применяемые в настоящее время средства связи не полностью соответствуют указанным требованиям, либо имеют большие ограничения в реализа-
