Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук. Специальность 05.02.13 «Машины и агрегаты»
(военная техника). СПб, 2000. – 30 с.
Опыт эксплуатации артиллерийских орудии (АО) показал, что процесс
воспламенения зарядов носит постепенный неравномерный характер и
сопровождается формированием волн давления газов различной
интенсивности. Сложность процессов и явлений, сопровождающих
процессы воспламенения зарядов, ставит все новые и новые проблемы,
особенно для протяженных (длинномерных) зарядов орудий крупных
калибров. Проблема воспламенения зарядов до конца еще не изучена,
поэтому моделирование процессов воспламенения и горения протяженных
(длинномерных) зарядов является актуальной задачей современной
баллистики.
Цель работы заключается в разработке комплексного метода и программы расчета волновых процессов, возникающих в пороховой каморе при горении воспламенителя, зажжении, воспламенении и горении основного заряда с целью прогнозирования условий работоспособности и безопасности функционирования длинномерных пороховых зарядов. Содержание диссертации:
Физические процессы воспламенения пороховых зарядов.
Экспериментальное изучение физических процессов при воспламенении пороховых зарядов.
Описание средств воспламенения и конструкции зарядов.
Физическая картина процессов воспламенения зарядов различной конфигурации.
Схема воспламенения с помощью капсюля-воспламенителя.
Схема воспламенения с помощью капсюльной втулки.
Схема воспламенения с помощью флейты (баянетной втулки).
Схема воспламенения при картузном заряжании.
Обобщение и формулировка цели исследования.
Выводы по главе. Математическое моделирование процессов воспламенения и горения пороховых зарядов.
Структура математических моделей для моделирования процессов воспламенения и горения зарядов.
Анализ методов и математических моделей для моделирования газодинамических процессов воспламенения и горения пороховых зарядов.
Анализ физических процессов и математических моделей для моделирования зажжения, воспламенения и горения пороховых зарядов.
Физическая картина зажигания, воспламенения и горения порохового зерна.
Анализ существующих теорий воспламенения и горения порохов.
Математическая модель тепловых процессов при воспламенении и горении порохового зерна.
Расчет теплообмена между пороховым зерном и окружающим газом.
Выводы по главе. Разработка численных моделей и алгоритмов расчета зажжения, воспламенения и горения длинномерных зарядов.
Моделирование распространения волн давления в закрытых и полузакрытых сосудах.
Численная аппроксимация математической модели распространения волн давления в закрытом сосуде.
Конечно-разностная модель.
Вычислительный алгоритм.
Разностная схема и краевые условия.
Анализ устойчивости и сходимости решения уравнений.
Тип и корни характеристического уравнения.
Устойчивость системы газодинамических уравнений.
Сходимость разностной схемы системы газодинамических уравнений.
Численное моделирование процессов распространения волн давления в сосудах постоянного и переменного объема.
Описание физической и математической моделей воспламенения.
Численная аппроксимация уравнений газодинамической и тепловой модели воспламенения.
Конечно-разностная модель газодинамических уравнений.
Анализ устойчивости и сходимости решения газодинамических уравнений модели воспламенения.
Конечно-разностная модель уравнений теплопроводности и теплообмена.
Выводы по главе. Численное моделирование зажжения, воспламенения и горения длинномерных зарядов и идентификация расчетов по результатам экспериментальных исследований
Описание расчетной схемы конструкции зарядов.
Численное исследование на ЭВМ влияния различных факторов на скорость воспламенения зарядов.
Экспериментальная проверка теории воспламенения зарядов.
Описание экспериментального метода.
Описание экспериментального стенда и системы замеров.
Эксперименты по воспламенению и горению трубчатых порохов в закрытом сосуде.
Основные параметры порохов и предварительная оценка результатов эксперимента по методам классической внутренней баллистики.
Анализ результатов эксперимента.
Эксперименты по изучению работы капсюля-воспламенителя.
Экспериментальные исследования по распространению пламени в каморе стенда.
Экспериментальные исследования по изучению характера воспламенения и горения пороха в каморе стенда.
Сравнение экспериментальных и вычислительных результатов.
Пример расчета воспламенения длинномерного заряда пушки калибра 175 мм.
Выводы по главе.
Цель работы заключается в разработке комплексного метода и программы расчета волновых процессов, возникающих в пороховой каморе при горении воспламенителя, зажжении, воспламенении и горении основного заряда с целью прогнозирования условий работоспособности и безопасности функционирования длинномерных пороховых зарядов. Содержание диссертации:
Физические процессы воспламенения пороховых зарядов.
Экспериментальное изучение физических процессов при воспламенении пороховых зарядов.
Описание средств воспламенения и конструкции зарядов.
Физическая картина процессов воспламенения зарядов различной конфигурации.
Схема воспламенения с помощью капсюля-воспламенителя.
Схема воспламенения с помощью капсюльной втулки.
Схема воспламенения с помощью флейты (баянетной втулки).
Схема воспламенения при картузном заряжании.
Обобщение и формулировка цели исследования.
Выводы по главе. Математическое моделирование процессов воспламенения и горения пороховых зарядов.
Структура математических моделей для моделирования процессов воспламенения и горения зарядов.
Анализ методов и математических моделей для моделирования газодинамических процессов воспламенения и горения пороховых зарядов.
Анализ физических процессов и математических моделей для моделирования зажжения, воспламенения и горения пороховых зарядов.
Физическая картина зажигания, воспламенения и горения порохового зерна.
Анализ существующих теорий воспламенения и горения порохов.
Математическая модель тепловых процессов при воспламенении и горении порохового зерна.
Расчет теплообмена между пороховым зерном и окружающим газом.
Выводы по главе. Разработка численных моделей и алгоритмов расчета зажжения, воспламенения и горения длинномерных зарядов.
Моделирование распространения волн давления в закрытых и полузакрытых сосудах.
Численная аппроксимация математической модели распространения волн давления в закрытом сосуде.
Конечно-разностная модель.
Вычислительный алгоритм.
Разностная схема и краевые условия.
Анализ устойчивости и сходимости решения уравнений.
Тип и корни характеристического уравнения.
Устойчивость системы газодинамических уравнений.
Сходимость разностной схемы системы газодинамических уравнений.
Численное моделирование процессов распространения волн давления в сосудах постоянного и переменного объема.
Описание физической и математической моделей воспламенения.
Численная аппроксимация уравнений газодинамической и тепловой модели воспламенения.
Конечно-разностная модель газодинамических уравнений.
Анализ устойчивости и сходимости решения газодинамических уравнений модели воспламенения.
Конечно-разностная модель уравнений теплопроводности и теплообмена.
Выводы по главе. Численное моделирование зажжения, воспламенения и горения длинномерных зарядов и идентификация расчетов по результатам экспериментальных исследований
Описание расчетной схемы конструкции зарядов.
Численное исследование на ЭВМ влияния различных факторов на скорость воспламенения зарядов.
Экспериментальная проверка теории воспламенения зарядов.
Описание экспериментального метода.
Описание экспериментального стенда и системы замеров.
Эксперименты по воспламенению и горению трубчатых порохов в закрытом сосуде.
Основные параметры порохов и предварительная оценка результатов эксперимента по методам классической внутренней баллистики.
Анализ результатов эксперимента.
Эксперименты по изучению работы капсюля-воспламенителя.
Экспериментальные исследования по распространению пламени в каморе стенда.
Экспериментальные исследования по изучению характера воспламенения и горения пороха в каморе стенда.
Сравнение экспериментальных и вычислительных результатов.
Пример расчета воспламенения длинномерного заряда пушки калибра 175 мм.
Выводы по главе.