CC BY
147
В соответствии с принятой в технической литературе методикой результаты испытаний представлены в виде зависимости коэффициентов теплопередачи и относительного недогрева от расхода воды с учетом перечисленных выше факторов.
В качестве характеристики подогревателей нами была использована величина относительного недогрева воды вида:
9Т /ДТ = (Тн - Т2) / [(Т2 - Т1)/2,31§(Тн Т1)/(Тн - Т2)], (7)
которая не зависит от величины тепловой нагрузки теплообменника и давления греющего пара в подогревателе.
Это позволяет проводить сопоставление эффективности работы подогревателя при вертикальном и наклонном его положении.
Анализ полученных результатов показал, что в наклонном теплообменнике относительный недогрев в среднем на 20—25% ниже, чем в вертикальном, что соответствует указанному выше увеличению коэффициента теплопередачи.
Это увеличение объясняется ростом коэффициента теплоотдачи со стороны конденсируемого пара с появлением устойчивой капельной конденсацией.
Так как, при наклоне трубчатки подогревателя появляется вектор гравитации, который разрывает поверхностную пленку конденсата греющего пара и «оголяет» трубную систему для подвода к ней греющего пара.
В процессе испытаний работы подогревателя в наклонном положении, нами были увеличены углы наклона от 5о до 30°- 40° к вертикали.
Как показали экспериментальные данные, увеличение угла не ведёт к столь большому увеличению
коэффициента теплоотдачи от греющего пара нагреваемой воде, как при углах от 20° до 25°.
Выводы.
Полученные экспериментальные данные качественно подтверждают результаты теоретического анализа нашей работы и позволяют считать, что:
1.применение угла наклона трубного пучка к вертикали (не более 25°) приводит к увеличению коэффициента теплопередачи от греющего пара к нагреваемой воде на 20-25%;
2.уменьшение относительного недогрева может рассматриваться как один из способов повышения эффективности работы конденсирующих теплообменных аппаратов;
3. позволяет без дополнительных дорогостоящих технических устройств внутри подогревателя (отбойные направляющие аппараты, завихрители, спиральные насадки и т.п.), при минимальных переделках компоновки обвязки трубопроводами подогревателя, получать высокий термодинамический эффект теплопередачи;
4. ведёт к уменьшению количества теплообмен-ных аппаратов почти на треть, без изменения окончательного нагрева рабочего тела;
5. данный вариант компоновки подогревателей особенно актуален при современном дефиците топлива, т.к. наклонная компоновка подогревателей позволяет резко уменьшить расход греющего пара, что ведет к уменьшению удельного расхода тепла на единицу греющей среды и соответственно топлива;
6. данный способ интенсификации теплообмена в рекуперативных подогревателях зарегистрирован в Роспатенте.
Список литературы:
1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - 2-е изд.- М.: Энергия, 1977, с. 246-261.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ МИНОМЕТА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ПОРОХОВЫХ МЕТАТЕЛЬНЫХ ЗАРЯДОВ
ДЛИТЕЛЬНЫХ СРОКОВ ХРАНЕНИЯ
Демченко Андрей Анатольевич
адъюнкт Черноморского высшего военно-морского училища имени П.С.Нахимова г. Севастополь
АННОТАЦИЯ
Рассмотрена методика определения баллистических характеристик пороховых метательных зарядов с учетом геронтологических изменений. Полученные зависимости позволяют формировать исходные данные для стрельбы из минометных систем различных калибров при применении боеприпасов длительных сроков хранения. ABSTRACT
The method of determining the ballistic characteristics of the powder propellant charges with the gerontological changes. The obtained dependences allow to generate input data for firing a mortar systems of various calibers of ammunition when used long term storage.
Ключевые слова: внутренняя баллистика, баллистические характеристики, геронтологические изменения, пороховой метательный заряд.
Keywords: internal ballistics, ballistic performance, gerontological changes, powder propellant charge.
В настоящий момент на арсеналах базах и складах Вооруженных Силах Российской Федерации скопилось большое количество боеприпасов подлежащих утилизации [1]. Вседствие чего возникла проблема правильной и безаварийная эксплуатации боеприпасов с придельными и послегарантийными сроками хранения .
В 2013 года министерство обороны Российской Федерации прекратило уничтожение боеприпасов методом подрыва ( сжигания), так как ущерб от уничтожения списанных боеприпасов носит не только экономический, но и экологический характер[1]. На данный момент, пока не найдено эффективной альтерна-
тивы утилизации боеприпасов методом подрыва (сжигания), а вопросы ценообразования в процессе утилизации вызывают множество замечаний к промышленности [1].
Для определения граничного срока хранения пороховых метательных зарядов минометных выстрелов, после которого изменение их баллистических характеристик начинают оказывать влияние на их эффективное и безопасное применение по назначению, разработана методика их исследования.
В ходе проведения неоднократных исследований пороховых метательных зарядов ствольных систем зафиксировано снижение массы пороховых метательных зарядов[2] и как следствие плотности пороха, что свидетельствует об истощении порохового заряда. Данные исследований показывают, что сила пороха и его теплотворная способность связаны линейно [2]. Известно [2], что основным физико-химическим свойством порохов является их плотность. Она непосредственно влияет на теплотворную способность и силу пороха. Поскольку экспериментально выявлено снижение массы порохового заряда, вызванное экссудацией летучих компонентов, а так же каталитическими реакциями в порохах [2],то можно заключить, что снижение массы порохового заряда может привести к снижению плотности пороха и в свою очередь вызовет снижение теплотворной способность и силы пороха баллистических характеристик [2,5].
Для решения задачи связанной с возможностью использования пороховых метательных зарядов минометных выстрелов длительных сроков хранения было предложено разработать методику по внесению поправок в исходные данные для стрельбы из миномета с учетом геронтологических свойств пороховых метательных зарядов, их влияния на баллистические характеристики.
Решение задачи внутренней баллистики для минометных систем с учетом величины изменения дульной скорости (Уд) и наибольшего давления (Ртах) пороховых газов при использовании минометных выстрелов длительных сроков хранения произведено с учетом изменения физико - химических свойств пороховых зарядов вызванных экссудацией летучих компонентов а так же каталитическими реакциями в порохах [2,5].
В соответствии с методикой [2], при подборе или изменении веса порохового заряда для получения заданных величин Уд и Ртах необходимо знать изменение их значений при изменении веса заряда, и других характеристик [2,3], чтобы рассчитать поправки в значения Уд и Ртах, отвечающие нормальным (штатным) условиям заряжания [4].
Давление Ртах в канале ствола измеряются опытным путем преимущественно вкладными кре-шерными приборами, уменьшающими объем каморы при стрельбах. При таких стрельбах необходимо уметь вычислять изменения Уд и Ртах при увеличившемся объеме каморы после изъятия из нее крешер-ного прибора. Это достигается введением поправок в значения Уд и Ртах на величину объема, занимавшегося крешерным прибором.
Методики и методы введения поправок и определения поправочных коэффициентов для стрельбы из миномета были теоретически рассмотрены и ранее [4], однако опыт применения известных методик и расчетов выражении поправочных коэффициентов показал, что во многих случаях они не в полной мере отражают зависимости основных показателей внутренней баллистики (скорости У и давления Р) от герон-тологических изменений пороховых метательных зарядов как указано в соответствии с выражении (1) применяемом в решения задач внутренней баллистики для минометов среднего калибра[3].
Р =
1+Х.-( ^ )-v~
■ (1)
где: - P - давление в канале ствола f - сила пороха; ш - вес заряда;
S - площадь поперечного сечения канала ствола миномета;
Хо — относительная энергия основного заряда; Пк — коэффициент положения мины в момент полного сгорания заряда;
v — скорость мины в канале ствола миномета; vk — конечная скорость мины в канале ствола миномета;
v2 пр — придельная скорость мины в канале ствола миномета;
L - длина канала ствола; L' 1- const = 1,297.
В современных условиях опираясь на существующие методики решения задач внутренней баллистики для минометов [3] с применением современных программных продуктов можно более точно определить изменения основных внутребаллистиче-ских характеристик (дульной скорости и дульного давления) при использовании пороховых метательных зарядов подвергшихся геронтологическим изменениям.
2
v^np
S
L'1+ L
V, м/с
180 160 140 120 100 60 Б0 40 20 0
о
10
12
Ь, дм
Рисунок 1. -изменение скорости минометной мины V в канале ствола миномета среднего калибра в зависимости от Ь при выполнении выстрела на третьем пороховом метательном заряде.
: : : : : : дм
□_I_I_I_I_I_I
0 2 4 6 8 10 12
Рисунок 2. -изменения давления P в канале ствола миномета среднего калибра в зависимости от Ь при выполнении выстрела на третьем пороховом метательном заряде.
На рисунках 1 и 2 представлены графики зависимостей изменения дульной скорости и дульного давления при использовании пороховых метательных зарядов подвергшихся геронтологическим изменениям. Кривые 2 на вышеуказанных графиках указывают на снижение значений Р и V при деградации порохового заряда повлекшую за собой снижение массы пороха на 3%. Снижение массы порохового заряда привело к снижению значений дульной скорости в среднем на 1, %, а дульного давления на 2 %.
Полученные зависимости являются основой для коррекции методики формирования исходных данных для стрельбы из минометных систем различных калибров при применении боеприпасов длительных сроков хранения, что практически связано с разработкой методики по внесению поправок в исходные данные для
стрельбы на горизонтальную дальность с учетом длительности хранения порохового метательного заряда.
На основе усовершенствованной методики решения задач внутренней баллистики могут быть определены характеристики, которые изменились ввиду влияния геронтологических изменений на пороховые метательные заряды при длительных сроках хранения.
Список литературы:
1. РИА Новости. Электронный интернет ресурс -
http://ria.ru/defense safety/20131023/972042975.html#ix zz3ICavDKS6
2. Анипко О.Б., Бусяк Ю.М. Внутренняя баллистика ствольных систем при применении боеприпасов длительных сроков хранения: учеб. пособие Х.: Изд-во академии внутр. войск МВД Украины, 2010. -130 с.
3. Серебряков М. Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. - М.: Оборон-гиз, 1962. - 703с.
4. Чернов В.П. Поправочные формулы внутренней баллистики/ В.П.Чернов // Воен. изд-во. М.: -1956. - 359 с.
5. Бирюков И.Ю. Пороховые заряды длительных сроков хранения: проблемы, задачи и пути их решения. // Интегрированные технологии и энергосбережение. - Х.: 2006. - №2. -С.50 -55.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АКСЕЛЕРОМЕТРИЧЕСКОМУ ИНЕРЦИАЛЬНОМУ БЛОКУ МКА
Ключников Алексей Игоревич
старший инженер-испытатель войсковой части 75106
г. Мирный
ANALYSIS OF THE OPERATING CONDITIONS AND DESIGN FEATURES OF MODERN STRAPDOWN INERTIAL NAVIGATION SYSTEM OF MILITARY SMALL SPACE VEHICLES'.
Klyuchnikov Alex
Senior Test Engineer of the military unit 75106
Mirny
Аннотация.
В данной статье рассмотрены анализ современного состояния и перспектив развития малых космических аппаратов военного назначения (МКА ВН), современные системы навигации МКА ВН, представлен обзор современных бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС), их состава и конструктивных особенностей, сформулированы требования к основным техническим характеристикам датчиков первичной информации.
ABSTRACT
In this article the analysis of the present-day condition and the perspective of military small space vehicles' development, present-day navigation systems are studied. The review of the present-day strapdown inertial reference navigation systems, their structure and structural features are presented. The requests to the source information sensor's main technical characteristics are formulated.
Ключевые слова: малые космические аппараты, навигационные системы.
Keywords: small space vehicles', navigation systems.
На рубеже 90-х годов 20 в. существенно изменились приоритеты в разработке космических аппаратов. Преимущество получило создание малых космических аппаратов по сравнению с крупногабаритными и тяжелыми КА (массой более 3 т).
На рис. 1 показана тенденция снижения количества запускаемых тяжелых КА по годам. Согласно сложившийся классификации [1] к тяжелым, средним и легким КА относятся аппараты массой более 500 кг.
Малый космический аппарат - это не только малая масса, энерговооруженность и стоимость, но и переход на следующую ступень развития космической техники. Создание МКА отличается увеличением доли миниатюризации электроники и вычислительной техники, наличием новых подходов в организации архитектуры КА и процесса проектирования, изготовления, испытаний, запуска и обеспечения надежного функционирования КА в сочетании с широким применением унификации и новейшей электронной базы серийного производства [2].
Анализ современных методов построения информационно-измерительных комплексов перспективных МКА ВН, маневрирующих в условиях действия внутренних шумов и внешних возмущающих воздействий различной физической природы, показывает, что их основу должна составлять инерциальная навигационная система (ИНС).
Перспективным способом построения инерци-альной навигационной системы подвижных объектов является использование БИНС. Потенциальные пре-
