Проблемы баллистического обеспечения применения авиационных бомб Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Использование тепловых макетов выстрелов для испытаний новой укупорки и взрывопожаробезопасности выстрелов при различных условиях хранения - еще одно перспективное направление для совершенствования системы испытаний на полигоне.

Тозик Александр Алексеевич, командир части, infoatsn. tula.ru, Россия, Санкт-Петербург, Войсковая часть 09703-Р (5 ИЦ «Ржевка»)

THE REFINING OF FIRING GROUND TESTING SYSTEM BY NEW PROCEDURAL GUIDELINES DEVELOPMENT ACCORDING TO TIME ANALIZING OF SHELL SAFE BEING IN WARMED BARREL

A.A. Tozik

The work proves the relevance of research aimed at determining the time of safe finding of a shot in a channel heated by shooting a barrel by experiment using thermal models of a shot at a test site.

Key words: safe residence time, heated barrel, thermal shot model, test site

Tozik Alexander Alekseevich, commander of the unit, info@,tsu. tula.ru, Russia, St. Petersburg, Military unit 09703-R (5 Rzhevka Information Center)

УДК 623.557

ПРОБЛЕМЫ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ БОМБ

Ф.М. Вытришко, И.С. Пастухов

Рассмотрены проблемы использования существующих баллистических характеристик авиационных бомб и пути их решения. На основе анализа результатов математического моделирования предлагается использовать индивидуальные законы сопротивления.

Ключевые слова: авиационная бомба, внешняя баллистика, баллистическое обеспечение, баллистические характеристики.

Применение неуправляемых авиационных средств поражения (СП) имеет свои особенности, связанные с широким диапазоном высот и скоростей летательных аппаратов (ЛА), углов и дальности цели, наличием в общем случае угла между вектором скорости ЛА и вектором начальной скорости СП, широким ассортиментом СП с принципиально разными баллистическими схемами и необходимостью их применения с помощью единой прицельной системы ЛА [1].

Убедительным доказательством важной роли неуправляемых СП в нанесении ударов по наземным объектам является опыт боевых действий в зоне Персидского залива, обобщением которого является программа

37

«ГОАМ» Военно-воздушных сил США, направленная на повышение точности применения свободнопадающих авиабомб за счет оснащения боевых самолетов различных типов дополнительным прицельным оборудованием, обеспечивающим применение авиабомб с круговым вероятным отклонением до трех метров.

Эффективность боевого применения неуправляемых СП определяется не только эффективностью их поражающего действия (фугасного, осколочного, пробивного и др.), но и в значительной мере точностью решения задачи прицеливания. В свою очередь прицеливание в авиации представляет собой решение целого комплекса весьма сложных частных задач - расчета траектории СП (задача внешней баллистики), прогнозирования собственного движения ЛА, экстраполяции движения цели, вычисления параметров управления оружием или ЛА, контроля условий безопасности боевого применения и ряда других.

Все частные задачи так или иначе опираются на результаты решения баллистической задачи, поэтому не подлежит никакому сомнению важность адекватного количественного описания (расчета) траекторий СП на борту ЛА для обеспечения высокой эффективности боевого применения.

Внешняя баллистика рассматривает движение неуправляемого авиационного СП под действием трех сил - силы тяги двигателя, силы тяжести и силы сопротивления воздуха:

— = -БУ + g + , (1)

ш т

2

где Е = сы0 (И) схэ(М)у - функция сопротивления; с = -—103 -8000 т

баллистический коэффициент снаряда; - = Сх°(М) - коэффициент формы

Схэ (М)

снаряда; схэ (М) - закон сопротивления; V - вектор скорости центра массы СП; g - вектор ускорения силы тяжести; Тд - вектор тяги двигателя; т - масса СП.

Уравнение (1) принято называть уравнением основной задачи внешней баллистики в канонической форме или просто каноническим уравнением, так как именно на этой форме строится почти все баллистическое обеспечение применения неуправляемых авиационных СП. В баллистическом отношении уравнение (1) является универсальным, так как описывает траекторию движения любого СП:

- авиационных бомб;

- неуправляемых авиационных ракет;

- артиллерийских снарядов;

- разовых бомбовых кассет.

Возросшая вычислительная мощность бортовых вычислительным машин позволяет производить численное интегрирование уравнения (1) на борту ЛА. Но открытым остается вопрос обоснования облика рациональной системы баллистических характеристик (БХ) СП с целью повышения показателей эффективности решения задач баллистики для всей номенклатуры СП во всем диапазоне условий их боевого применения и сокращение затрат на проведение баллистических испытаний. В настоящий момент для описания баллистического портрета авиационных бомб широко используются следующие БХ:

- баллистический коэффициент с;

- характеристическое время 6;

- характеристическая скорость Уб. Задачами рациональной системы БХ являются:

обеспечение основных задач баллистики полной системой достоверных и точных исходных баллистических данных по каждому СП;

расширение возможностей автоматизации процессов формирования и эксплуатации системы;

оптимизация объема системы БХ;

обеспечение комфортных условий работы исполнителей с системой на различных этапах ее жизненного цикла;

минимизация возможности ошибок исполнителей при решении задач баллистики в процессе работы с системой;

обеспечение возможности широкого применения полунатурных баллистических испытаний и математических моделей при формировании системы.

С учетом целевой установки и задач, решаемых рациональной системой БХ, она должна удовлетворять следующим тактико-техническим требованиям:

полнота исходных данных, требуемых как для существующих, так и для перспективных баллистических моделей СП;

полнота по номенклатуре СП и условиям их боевого применения; учет многообразия баллистических свойств перспективных СП; минимально-необходимая избыточность по типам и формам числовых БХ;

минимально-необходимый объем по числовым данным; достоверность фактографических данных; технологичность по отношению к методам определения БХ; доступность внешних атрибутов (структура, формы и др.). Существующая система БХ не удовлетворяет возросшим потребностям баллистического обеспечения по ряду причин:

система БХ в руководящих документах по баллистическому обеспечению не является полной, т.е. не для всех СП имеются данные об их БХ в опорных условиях применения;

объем БХ недостаточен для расчетов в интересах планирования боевого применения СП, оценки эффективности и безопасности;

в системе содержатся неудобные для практики и дублирующие формы БХ;

сетка числовых БХ научно не обоснована, вследствие чего не обеспечивается высокоточное применение всех СП в полных диапазонах условий применения современных и перспективных ЛА;

сетка функциональных БХ не имеет научно обоснованной связи с технико-экономическими ограничениями по их определению и точностными требованиями к решению задач баллистического обеспечения;

несовершенна кодировка СП, определенная Межведомственным решением 1979 г.;

система в значительной степени бесструктурная, что создает трудности как в автоматизации ее исследования и формирования, так и в практической организации баллистического обеспечения боевых действий авиации;

неудовлетворительна нормативная база системы БХ. Для оценки влияния различных видов БХ на точность решения основной задачи внешней баллистики была разработана имитационная модель применения авиационных бомб в среде МаНаЬ 8шшНпк (рис. 1).

Рис. 1. Фрагмент имитационной модели

Данная модель позволяет рассчитывать траектории авиационных бомб с простой баллистической схемой (с постоянным баллистическим коэффициентом и массой). На рис. 2 и 3 представлены результаты расчетов траектории авиационной бомбы ФАБ-500Т(ТА) для высот бомбометания 5000 м и 7000 м. При этом траектория рассчитывалась для законов сопротивления АБ-63 и АБ-79-1. Для первого закона БХ бомбы является характеристическое время 6, а для второго - характеристическая скорость V6,

40

которая пересчитывалась из 6 по методике, изложенной в Руководстве по боевому применению авиационных средств поражения наземных (морских) объектов [3].

кпоа

и, м

¿ооо

эооо

:ооо

1000

н=5оао м, 3>АБ-50С Г-1300 нл Т(ТА) /с, ).<К 9" =20,40

- -БТ-64 -БТ-Яб

V V Ч

ч V

Относ ЕТ-86 -968Вм БТ-Б4 -ЭЭЭ2 м

V \\

2000 4дао бооо аиоо оши;« иаоо

Рис. 2. Расчетные траектории бомбы ФАБ-500Т(ТА) для высоты бомбометания 5000 м

Рис. 3. Расчетные траектории бомбы ФАБ-500Т(ТА) для высоты бомбометания 7000 м

Как видно из графиков, в первом случае разность в расчете конечной точки падения авиационной бомбы составила 304 м, а во втором -628 м. Данный факт объясняется различными методическими ошибками в законах АБ-63 и АБ-79. Для повышения точности расчетов закон АБ-79 был разбит на четыре вида (рис. 4).

! *

'/ х- — (г ""--—. — - -АБ-79-1 —АБ-79-2 -—АБ-79-3 АБ-79-4

; -АБ-63

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 М 4

Рис. 4. Зависимость баллистического коэффициента СХЭ от скорости М для различных законов сопротивления

Кроме того, характеристические время и скорость сильно зависят от высоты бомбометания Н, при этом х[арактеристическое время в большей степени. На рис. 5 для примера представлена зависимость характеристического времени 6 бомбы ФАБ-500Ш от высоты Н.

Рис. 5. Зависимость характеристического времени от высоты

Таким образом, рассмотренные БХ обладают рядом недостатков, влияющих на точность расчета траектории СП, что приводит к снижению эффективности применения авиационных бомб.

В целях повышения эффективности и безопасности боевого применения авиационных бомб необходимо совершенствование системы их баллистических характеристик путем использования индивидуальных законов сопротивления.

Список литературы

1. Авиация ВВС России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / под ред. Е.А. Федосова. М.: Дрофа, 2005. 734 с.

2. Постников А.Г. Внешняя баллистика авиационных неуправляемых снарядов. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2003. 396 с.

3. Руководство по боевому применению авиационных средств поражения наземных (морских) объектов. Ч. 1. Авиационные неуправляемые средства поражения. М.: Воениздат, 1984. 392 с.

Вытришко Федор Михайлович, канд. техн. наук, доцент, начальник кафедры, postfm@yandex.ru, Россия, Воронеж, ВУНЦ ВВС ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина,

Пастухов Илья Сергеевич, адьюнкт, pastuhov@,mail.ru, Россия, Воронеж, ВУНЦ ВВС ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина

PROBLEMS OF BALLISTIC LA W APPLICA TION FOR AERIAL BOMBS USE

F.M. Wytrysku, I.S. Pastuhov

Problems of existing aerial bombs ballistic data application and ways to solve the problems were discussed. On the basis of mathematical modeling results analysis it is suggested to use specific windage laws.

Key words: airial bomb, external ballistics, ballistic characteristics, ballistic law application.

Wytrysku Fyodor Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, head of the chair, postfm@yandex.ru, Russia, Voroneg, MESC AF N.E. Zhukovsky and Y.A.Gagarin Air Force Academy,

Pastuhov Ilya Sergeevich, adjunct, pastuhov@,mail. ru, Russia, Voroneg, MESC AF N.E. Zhukovsky and Y.A.Gagarin Air Force Academy