CC BY
67
УДК 533.6
В.В. Загорулько, асп., (4872) 35-18-79, [email protected],
А.Р. Орлов, канд. техн. наук, проф., (4872) 35-18-79, [email protected], (Россия, Тула, ТулГУ)
ЛЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСКОВЫХ БОЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Произведена щенка влияния формы дискового боевого элемента на дальность его полета по настильной траектории на высоте, не превышающей высоты цели. Выполнена оптимизация дальности полета диска по начальным условиям метания.
Ключевые слова: дисковый боевой элемент, дальность полета, начальные условия метания, траектория, форма, исследование, характеристики.
Оценивается влияние формы дискового боевого элемента на дальность его полета по настильной траектории на высоте, не превышающей высоты цели. Принятые начальные условия полета диска: высота выброса, вертикальная скорость падения, горизонтальная скорость метания, стабилизирующая скорость вращения, начальный угол атаки. Стабилизирующая скорость вращения и начальный угол атаки обеспечиваются схемноконструктивным решением головной части РСЗО.
Повысить эффективности кассетных БЧ РС можно использованием в них дисковых боевых элементов (ДБЭ). Известен вариант конструкции БЧ, который обеспечивает ее приземление с близкой к нулю скоростью, стабилизирующую закрутку дисков и их выброс с окружной скоростью, зависящей от скорости закрутки [4]. ДБЭ выбрасываются из корпуса БЧ под некоторым углом атаки. Возникающая подъемная сила обеспечивает их полет на высоте, не превышающей высоты цели. В результате реализуется «слепой» поиск цели на сравнительно большой дальности, существенно превышающей дальность полета осколков БЭ традиционных схем. Конструктивная реализация дисков может быть различной: они могут быть монолитными, обеспечивая кинетическое поражение целей, осколочнофугасными с сохранением эффекта кинетического поражения. Дисковые боевые элементы образуют новый тип боеприпасов, занимающий промежуточное положение между неуправляемыми и самоприцеливающимися боевыми элементами при их действии по небронированной и легкобронированной технике.
Для исследования полета диска использовалась традиционная математическая модель [1], описывающая поступательное и вращательное движения тела в воздушной среде и учитывающая силу Магнуса и моменты этой силы. При составлении математической модели были приняты допущения, что ускорение свободного падения постоянно по величине, а направление и воздушная скорость диска равны земной. Аэродинамические
производные диска определялись с помощью численного моделирования обтекания дискообразных тел потоком воздуха при различных углах атаки, скоростях потока и угловых скоростях диска вокруг оси О У связанной системы координат. При этом было установлено, что с увеличением угловой скорости диска происходит смещение фокуса по углу атаки в боковом направлении - вдоль оси ОЪ связанной системы координат. Для определения демпфирующего момента тангажа диск заменялся равным по площади трапециевидным изолированным крылом с удлинением 1,15 и сужением 2.
Разработанная математическая модель позволяет при известной скорости бросания найти оптимальное сочетание проектных параметров диска и начальных условий его метания, обеспечивающих максимальную дальность полета при наличии ограничений на высоту траектории и конечного значения угла крена.
Исследование траекторных характеристик производилось для дисков различных форм, показанных на рис. 1.
Рис. 1. Формы дисков: а - эллипсоидный, б - двухсегментный симметричный, в - двухсегментный несимметричный, г - сегментный
Для проведения численных экспериментов использовались диски с фиксированными значениями диаметра 6=92 мм, относительной толщины с/с1=0,27 и массы т=0,529 кг. Габаритно-массовые параметры дисков задавались из условия их размещения в БЧ калибром 300 мм.
На рис. 2 приведены траектории полета дисков различных форм, по-
Ух0 = 120 м/с, Уу0 = 0 м/с, ооу = 750 рад/с, у0 = 1 м .
Начальные значения углов атаки подбирались из условия, что максимальная высота траектории не превышает _утах = 2,1 м, а значение угла крена в точке падения не превышает 30°.
Координаты точек падения дисков, значения начальных углов атаки, величины углов крена и скоростей в точках падения приведены в таблице.
Й 20 т 60 80 100 120 14»
о :и щ «о і.оо і:о 1#
Рис. 2. Траектории полета дисков различной формы:
а -уо(хо); б - 1о(хо);
-эллипсоидный; ........ - двухсегментный несимметричный;
- сегментный; — - двухсегментный симметричный
Начальные углы атаки, углы крена и скорости в точках падения
Тип ДБЭ Эллипсоидный Двухсегментный симметричный Двухсегментный несимметр ичный Сегментный
Хок, М 133,4 131 119,8 106,9
?0к, М 3,2 3 2,2 1,5
гг-аеш 3 2,1 0 0,1
шт 113,3 115,9 114,8 104,1
Анализ траекторий полета ДБЭ и данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что наилучшими летными характеристиками при вышеперечисленных ограничениях обладает ДБЭ эллипсоидной формы.
При этом следует отметить, что двухсегментный несимметричный и сегментный диски требуют меньших значений начального угла атаки и могут метаться при а0 = 0°, что упрощает конструкцию БЧ.
Для эллипсоидного диска проводилась оценка погрешностей начальных условий метания на траекторию его полета. Установлено, что при увеличении высоты метания с 1 до 1,5 м дальность полета выросла на 19,8 %, а при уменьшении до 0,5 м - снизилась на 28,6 %.
Была проведена оценка влияния вертикальной составляющей скорости метания на полет ДБЭ. Результаты показали, что изменение начального значения вертикальной составляющей скорости на 2 м/с как в положи -
тельную, так и отрицательную сторону незначительно влияет на дальность полета диска.
Оптимизация дальности полета по начальным условиям метания ДБЭ при у < 2,1 м и максимальном угле крена 30* в точке падения показывает, что максимальная дальность достигается при у0 = 1 м и Vx0 =120 м/с и составляет 133,4 м. Полученные результаты позволяют сформулировать основные требования к схемно-конструктивному решению БЧ, снаряженной ДБЭ.
Список литературы
1. Дмитриевский А.А., Лысенко Л.Н. Внешняя баллистика. М.: Машиностроение, 2005. 608 с.
2. Орлов А.Р. , Сатаров А.В., Троицкий А.Н. Прикладная аэродинамика беспилотных летательных аппаратов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. 132 с.
3. Остославский И.В. Аэродинамика самолета. М.: Оборонгиз, 1957.
554 с.
4. Кассетная боевая часть: пат. 2359211 RU, МПК F42B12/60.
V. V. Zagorulko, A.R. Orlov
FLIGHT CHARACTERISTICS OF DISK SUBMUNITIONS
Assessing the impact of disk form of submunitions on the flight range offlat trajectory at an altitude not exceeding the target height. Optimization of flight range drive over the initial conditions throwing.
Key words: disc submunition, range, initial conditions, propulsion, trajectory, shape, research, characteristics.
УДК.623.421.8
Ф.А.Савченко, канд. техн. наук, нач. кафедры, (8412) 54-60-23, [email protected]
(Россия, Пенза, ВУНЦ СВ «ОВА ВС РФ»)
ИССЛЕДОВАНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ПРИ СТРЕЛЬБЕ ИЗ БЕЗОТКАТНЫХ СРЕДСТВ БЛИЖНЕГО БОЯ
Рассмотрена экспериментально-теоретическая оценка динамики формирования начальных возмущений реактивной гранаты при стрельбе из безоткатных средств ближнего боя, а также факторы, оказываюгцие доминирующее влияние на их рассеивание.
Ключевые слова: начальные возмущения, реактивная граната, индивидуальные углы вылета, техническое рассеивание.
В настоящее время актуальной задачей остается исследование параметров колебательного движения реактивной гранаты (РГ) по пусковому
