CC BY
46
42
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 6 (15), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Таким образом, применение метода задержек в сочетании с суммированием измеряемого сигнала с синтезированной функцией K2s(t) позволяет исключить методологическую погрешность при измерении мощности по текущим значениям тока и напряжения.
Выводы:
1) Показано, что при измерении мощности по текущим значениям тока и напряжения возникают погрешности, обусловленные периодическим характером измеряемого сигнала и наличием сдвига фаз между током и напряжением.
2) Выявлено, что при применении метода задержек позволяет исключить погрешность, обусловленную периодичностью сигнала, но не исключает погрешность из-за сдвига фаз между током и напряжением.
3) Определено, что для коррекции погрешности измерения, обусловленной наличием сдвига фаз межу током и напряжением, необходимо синтезирован-
ную функцию, значения которой можно определить по значениям активной и реактивной мощности, измеренных по методу задержек.
Список литературы
1. Безикович А.Я., Шапиро Е.З. Измерение электрической мощности в звуковом диапазоне частот. Л.:Энергия, 1980. 168 с.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. 752 с.
3. Михотин В.Д., Чернецов В.И. Способ измерения активной мощности нагрузки в электрических цепях переменного тока // Патент РФ .№2229723 URL: www.freepatent.ru/patents/2229723
4. Iwanson, Snapius, Hoornaert. Measuring current, voltage and power. Elsevier science, 1999. 215 p.
5. Symonds A. Electrical power equipment and measurements. 2nd edition. Mc Graw-Hill Inc., US, 1980. 291p.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ВНЕШНЕЙ БАЛЛИСТИКИ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ РЕАКТИВНЫХ СНАРЯДОВ
Больших Александр Александрович
адъюнкт Черноморского высшего военно-морского училища имени П. С. Нахимова
Русин Вадим Витальевич
старший преподаватель Черноморского высшего военно-морского училища имени П. С. Нахимова, г. Севастополь;
Впервые реактивные снаряды (боевые ракеты) упоминаются очень давно. Есть основание полагать, что еще индусы и китайцы применяли боевые ракеты как зажигательные снаряды в глубокой древности. Об использовании боевых ракет китайцами имеются сведения у Марко Поло.
В России боевые ракеты были применены русской армией уже в турецкую кампанию 1828 года.
Одним из видов реактивных боеприпасов, стоящим на вооружении Военно-Морского Флота России, являются реактивные глубинные бомбы (РГБ) номенклатуры минно-торпедного вооружения.
Реактивные снаряды обладают рядом весьма ценных качеств (легкость и простота конструкции пусковых установок, большая маневренность, возможность быстрой концентрации мощного огневого залпа и др.). В то же время реактивные снаряды имеют весьма существенный недостаток - большое рассеивание.
Рассеивание реактивных снарядов в десятки, а иногда и в сотни раз превосходит рассеивание артиллерийских орудийных снарядов [7]. Поэтому основной проблемой для реактивных снарядов длительных сроков хранения является существенный недолет.
Этот недолет связан с длительными сроками хранения боеприпасов [2], в связи с геронтологическими изменениями порохового заряда (ПЗ) реактивного двигателя твердого топлива (РДТТ), так как изменяется средняя плотность пороха ввиду процессов массопереноса и автокатализа.
Решение прямой задачи внешней баллистики представляет возможность оценить эти изменения [3]. На сегодняшний день существует большое разнообразие способов решения этой задачи.
В этой связи возникает необходимость проведения сравнительного анализа точности различных методов решения основной задачи внешней баллистики (ОЗВБ).
Рассмотрим методы решения ОЗВБ с точки зрения анализа, обеспечиваемой ими точности. Для этого воспользуемся следующими методами решения основной задачи внешней баллистики [4]:
• метод численного интегрирования (метод академика Крылова А.Н.);
• метод интегрирования по относительному расходу топлива (метод профессора Шапиро Я.М.);
• метод динамики средних с использованием среднего значения массы ракеты (метод профессора Денисова И.Г.);
• метод табличного интегрирования.
При определении точности каждого из перечисленных методов решена ОЗВБ известных условий практических стрельб для нормального кондиционного боеприпаса
[4].
Результаты решения задачи внешней баллистики для активного участка траектории реактивного снаряда полученными перечисленными методами [5] представлены в таблице 1.
Эти результаты послужили основанием для проведения анализа точности, получаемых при их применении результатов.
Опираясь на полученные основные характеристики активного участка траектории, которые являются исходными данными для пассивной составляющей траектории, составим таблицу основных характеристик внешней баллистики РГБ (таблица 2).
Протяженность пассивного участка траектории определим с помощью выражения:
_ V2 sin 2в
X п
g , (1) где Хп - протяженность пассивного участка траектории РГБ;
V - скорость в конце активного участка;
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 6 (15), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
43
0 - угол вертикального наведения реактивной бомбомет-ной установки;
g- ускорение свободного падения.
Учитывая то, что выражение (1) справедливо для полета снаряда без учета сопротивления воздуха вводим поправочный коэффициент на сопротивление воздуха горизонтальной составляющей пассивного участка (Kx):
^ ±
X.
Такая процедура проводится для всех углов стрельбы. Проведя необходимые вычисления, составим таблицу, в которой представлен коэффициент сопротивления воздуха на пассивном участке траектории для определенных углов вертикального наведения и дистанции стрельбы РГБ (таблица 3).
Таблица 1
Основные характеристики активного участка траектории РГБ
Методы решения Основные характеристики активного участка траектории РГБ
Va, м/с 0a, град Ха, м Ya, м
Метод численного интегрирования 268,7 40,2 69,7 65,0
Метод табличного интегрирования 268,3 39,8 70,0 64,5
Метод Шапиро Я.М. 265,3 39,8 72,8 59,5
Метод Денисова И.Г. 265,4 36,3 75,8 58,6
Основные характеристики внешней баллистики РГБ
Таблица 2
Методы решения Основные характеристики траектории в точке приводнения РГБ
X, м ДХ, м ДХотн, % Ymax, м Vc, м/с T, с 0с, град
Метод численного интегрирования 5825 175 2,9 1400 213 34,1 -47,0
Метод табличного интегрирования 5544 456 7,6 1360 201 33,7 -49,4
Метод Шапиро Я.М. 5689 311 5,18 1345 208 33,4 -45,8
Метод Денисова И.Г. 5589 411 6,85 1166 208 31,1 -42,1
Таблица 3
Коэффициент сопротивления воздуха пассивного участка траектории РГБ______________
Угол вертикального наведения, град. Дистанция стрельбы, м. Длина активного участка траектории, м. Продолжительность пассивного участка траектории, м. Поправочный коэффициент сопротивления воздуха на пассивном участке траектории.
13,5 550 162,2 1907 0,28
18,09 750 114,4 2653 0,28
23,12 950 105,3 3035 0,3
28,48 1100 100,4 3522 0,28
34 1200 91,6 3896 0,28
42 1300 78,8 4178 0,29
Анализ результатов вычисления поправочного коэффициента на сопротивление воздуха пассивного участка траектории показал, что в соответствии с принятыми допущениями о постоянной скорости снаряда, а, следовательно, и сопротивления воздуха, величина этого коэффициента 0,28.
Анализ результатов решения основной задачи внешней баллистики РГБ [5], выполненных перечисленными методами показывает следующее: наименьшую погрешность по горизонтальной дальности получаем при вычислении методом численного интегрирования ДХотн = 2,9%; максимальная погрешность получается при использовании метода табличного интегрирования, которая сопоставима с методом профессора Денисова И.Г. и составляет 7,6% и 6,85% соответственно. Промежуточную погрешность в 5,18% дает метод профессора Шапиро Я.М.
Как показано в [6] фактический максимальный относительный недолет составляет приблизительно 5% дистанции стрельбы. В этой связи можно сделать вывод о том, что для решения задачи внешней баллистики, с учетом геронтологических изменений ПЗ РДТТ применимы методы численного интегрирования и профессора Шапиро Я.М.
Список литературы
1. Анипко О.Б., Больших А.А. Экспериментальное исследование дальности стрельбы реактивными глубинными бомбами длительных сроков хранения. -
Сб. науч. тр. АВМС имени П.С. Нахимова, г. Севастополь, 2012 - вып. 4(12). - С. 26-29.
2. Веннен Л., Бюрло Э., Лекорше А. Пороха и взрывчатые вещества. Пер. с фран. - М.: ОНТИ, 1936. -652 с.
3. Окунев Б.Н. Основная задача баллистики и аналитические методы ее решения. - Л.: Технико-теоретическое издательство, 1934. - 524 с.
4. Новиков А.В., Касаточкин В.А., Фролов М.В. Методики расчетов траектории реактивных глубинных бомб. - Санкт-Петербургский военно-морской институт, 2001 г., 44 с.
5. Больших А.А. О точности некоторых методов решения задачи внешней баллистики неуправляемых реактивных снарядов длительного срока хранения. / науч. журн. - М.: ЕСУ, 2015. № 2(9). - С. 21 - 24.
6. Новиков В.В., Больших А.А. Корреция диапазона дальности стрельбы реактивными глубинными бомбами длительных сроков хранения. / Сб. тр. всероссийской науч.-практ. конф. «Корабельные и бортовые многоканальные информационно-управ-ляющие системы» - СПб.: ОАО «ЦНИИ ГранитЭлектрон», 2014.
7. Новиков В.В., Больших А.А. Особенности изменения баллистических и боевых характеристик реак-
44
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 6 (15), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
тивных глубинных бомб длительных сроков хране- России: состояние, проблемы, перспективы. -
ния. / Сб. науч. тр. межотраслевой науч. -практ. СПб.: НИИ КиВ, 2014.
конф. «ВОКОР-2014» - Военное кораблестроение
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЩНОСТИ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ ИНЕРЦИОННО-УДАРНЫМ ИСТРУМЕНТОМ
Бондаренко Иван Русланович
Канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры теоретической механики и сопротивления материалов, БГТУ
им. В.Г. Шухова
АННОТАЦИЯ
На основании экспериментальных исследований получена регрессионная зависимость мощности развиваемой приводом в процессе обработки внутренней поверхности труб с целью удаления технологических отложений инструментом инерционно-ударного действия.
ABSTRACT
On the basis of experimental tests the regression dependence of drive power during the process of removal of technological scurffrom inner surface of tubes by the inertial-impact instrument was obtained.
Ключевые слова: инструмент инерционно-ударного действия, обработка внутренней поверхности труб, мощность обработки.
Keywords: inertial-impact instrument, processing of inner surface of the tubes, processing power
Конкурентоспособность выпускаемой продукции, в том числе и машиностроительной, экономия энергетических и материальных ресурсов, обеспечение эксплуатации и ремонта теплоэнергетического оборудования, имеют решающее значение на современном этапе экономического развития.
В связи с этим восстановление труб для последующего их использования в качестве заготовок машиностроения [2,9], как, например, в производстве втулок, колец, полых валов, очистка труб при ремонте скважин нефтяных и газовых месторождений [6,8], удаление отложений с внутренней поверхности труб теплообменных агрегатов, являются актуальными техническими задачами.
Однако реализация всех перечисленных задач невозможна без проведения мероприятий по обработке внутренней поверхности труб с целью удаления дефектных слоев различных технологических отложений и обеспечения требуемого качества их внутренней поверхности.
Среди широкого количества методов обработки внутренней поверхности труб широкое место получил механический метод с использованием шарошечного инструмента [5,7]. Следует отметить, что данный метод получил широкое распространение также в процессе ремонта и обслуживания теплообменного оборудования и котельных агрегатов.
Реализуется данный метод путем применения специализированных установок, включающих в свой состав следующие основные элементы: привод, передаточный элемент (как правило, жесткий или гибкий вал), а также обрабатывающий инструмент.
Так при очистке труб с внутренним диаметром от 60 до 125 мм может быть использован инерционно-ударный инструмент с синхронно раскрывающимися рабочими элементами [10], представленный на рис. 1.
Преимущества данного инструмента заключаются в том, что ось каждого рабочего элемента 6 с обеих сторон имеет по серьге 5 закрепленной на соответствующем подвижном диске 3, происходит одновременное и симметричное раскрытие всех рабочих элементов 6. Вследствие этого при отрыве одного или двух элементов от поверхности отложения возникает суммарная центробежная сила, действующая на корпус чистящей головки в радиальном направлении к центру трубы. За счет этого повышается его устойчивость, а следовательно, равномерность и эффективность обработки.
Однако эффективное применение данного метода и оборудования невозможно при отсутствии обоснованной методики расчета технологических режимов работы оборудования, важнейшим параметром которых является мощность, потребляемая в процессе обработки [3,4].
Рис. 1. Инерционно-ударный инструмент: 1 - корпус, 2 - неподвижный диск, 3 - подвижный диск, 4 - втулка, 5 - серьга, 6 - рабочий элемент, 7 - муфта
