От varban
К i17
Дата 12.04.2001 15:55:13
Рубрики WWII; Танки;

Re: Наш человек.

4000K!

>>В целом - тут проблема додна - знать скорость сгорания пороха. А это - действительная проблема. В том, что он горит более-менее равномерно сомнения есть?

Есть! Равномерно и со скоростью, мало зависящей от давления горят составы, не выделяющие газы. Дымняк таким составом не является, такие составы - термиты (к примеру)


>В этом сомнений почти нет. заряд имеет форму цилидра (ну почти) поджигается с заднего торца ( хотя в старинных "пищалях" запальное отверстие сбоку).

Не путайте скорость горения ЗЕРНА со скоростью горения ЗАРЯДА - он же из зерен состоит!


>Ну значит сценарий движения снаряда внутри ствола:

>фаза один " ключ на старт ": порох поджигается, начинает гореть с постоянной скоростью ( кг/сек ).

Неверно и неприемлемо - порох при атмосфермом давлении горит со скоростью десятки, а при 1000 атмосфер - с тысячи мм/с.

> Снаряд ( далее ядро - пушка ведь старинная ! ) стоит на месте - давление за ним недостаточно для преодоления силы трения покоя.

Короче, в традиционных терминах внутренней баллистики - ПЕРВЫЙ период
Давление форсирования у минометов (ближайший аналог) - меньше 5 атмосфер.

>фаза два " 0.005 секунд - полет проходит нормально " - порох горит, давление достигает потребной величины, снаряд пошел, пошел, пошел.

Второй период, или главный.

Увеличение заснарядного объема. Поскольку скорость (а значить и темп нарастания свободного объема) мала, давление увеличивается. Потом начинает падать. Потом порох догорает.

> Теперь у нас две переспективы - либо порох горит медленно - тогда у нас давление за снарядом УМЕНЬШАЕТСЯ - ведь заснарядный объем растет ! либо порох горит быстро - тогда давление за снарядом сперва увеличивается, потом по достижении им некоей скорости уменьшается

Только одна перспектива - давление всегда проходит через максимум; противоположное верно, если в ох. ружье засыпать винтовочный порох (или пушечный:о)))))

> ( если ствол короткий - то уменьшаться не успевает, ядро раньше вылетает из ствола)

Говорил уже - наоборот - дымняк быстро сгорает, давление проходит через максимум и потом падает

Выделим еще и третый период - газы совершают работу, газоприход = 0 (порох-то сгорел)

>НЕЛЬЗЯ СЧИТАТЬ ДАВЛЕНИЕ ПОЗАДИ СНАРЯДА ПОСТОЯННЫМ ! на
том стоял и стоять буду.

Вот тут - конечно!

> Все остальное в условиях стрельбы из антикварной пушки надо думать действительно невелико.

Напрасно - с 10% даже точности посчитать, это потребует знать многого - и даже неизвестный мне закон скорости горения дымного пороха (без него и начинать расчеты бессмысленно!). Правда, остальное можно придумать с подобающей правдоподобности.

С уважением: varban
От Hokum
К varban (12.04.2001 15:55:13)
Дата 12.04.2001 20:53:39

Re: Наш человек.

Джентльмены,
Позволю себе вмешаться. Дело в том, что в далекой юности (курсе на третьем) я эти вещи изучал, и довольно подробно.
Итак.
Основная, она же прямая задача внутренней баллистики - получение зависимости давления в заснарядном объеме по времени. При известных параметрах снаряда и заряда, а также длине ствола и в предположении, что оный ствол достаточно прочен. Все дальнейшее (в том числе дульная скорость) выводится банальным интегрированием данной кривой.
А теперь - те моменты, что СОВЕРШЕННО НЕОБХОДИМО учитывать.
1. Зависимость скорости горения от температуры и давления.
2. Зависимость поверхности горения от времени (форма шашки или зерна).
3. Расход газа (прорыв для гладкостволки или миномета, отвод для автомата, расход через сопло для ДРП/гранатомета и т.п.)
Теплоотдачей в стенки, как правило, пренебрегают, равно как и давлением газов на снаряд после выхода из ствола. Сопротивление движению снаряда принимают не зависящим от скорости.
Ну, а дальше идут основное уравнение термодинамики (давление-объем-температура), уравнение изменения заснарядного объема (за счет сгорания заряда и движения снаряда) и второй закон Ньютона.
Да, кстати - мы совершенно забыли про начальную температуру заряда. А в диапазоне плюс 50 - минус 50 дульная скорость одной и той же системы может меняться раза в полтора.
К сожалению, самих формул уже не помню, но по приведенной логике их несложно восстановить. Но проблема в другом - в достоверности закладываемых в расчет коэффициентов (в нашем случае - скорости горения и изменения формы для дымного пороха, а также массы заряда).
Вот, собственно, и все :-)
Так что, боюсь, высокой точности не получить при любом раскладе.
Так что для приблизительной оценки проще воспользоваться уже предложенной методикой - посчитать ствол на прочность, уменьшить пиковое давление раза в полтора-два, и предположить, что оно действует в течение всего движения снаряда по каналу ствола - а дальше школьная физика. Ошибка может быть в 50..100%, а то и больше, но точнее вряд ли сможем посчитать при любом раскладе - слишком сырые исходные данные.
С уважением,

Роман.





От А.Б.
К varban (12.04.2001 15:55:13)
Дата 12.04.2001 16:18:07

Re: Это вы с пироксилиновым путаете :)

Не путайте скорость горения ЗЕРНА со скоростью горения ЗАРЯДА - он же из зерен состоит!
Ну так - а зерна горят как?


>Говорил уже - наоборот - дымняк быстро сгорает, давление проходит через максимум и потом падает
А пироксилиновый - что? Медленнее? На воздухе - да. При выстреле - нет :)
От varban
К А.Б. (12.04.2001 16:18:07)
Дата 12.04.2001 16:32:43

Не могу спутать...

4000K!

>>Не путайте скорость горения ЗЕРНА со скоростью горения ЗАРЯДА - он же из зерен состоит!
>Ну так - а зерна горят как?

Основное допущение - порох горит парралельными слоями.
Оно не выполняется в случае пористых элементов и в случае дымного пороха - вообще-то те же пористые элементы.

>>Говорил уже - наоборот - дымняк быстро сгорает, давление проходит через максимум и потом падает
>А пироксилиновый - что? Медленнее? На воздухе - да. При выстреле - нет :)

Ввиду вышеизложенной особенности зерно дымняка сгорает быстрее серна пироксилинового пороха в одинаковых условиях. К примеру, в воспламенителях гаубичных зарядов из пороха 4/1 (заряд первый) применяется дымняк, у которого свод раза в три толще. И ничего, успевает сгореть.

> Это вы с пироксилиновым путаете :)

Я пороховик (не бывший, поскольку не бывают бывшими), так что не могу спутать даже в пьяном виде, хотя сегодня повод есть... и я не преминул воспользоваться:о)))

Всех с праздником!

С уважением: varban
От А.Б.
К varban (12.04.2001 16:32:43)
Дата 12.04.2001 16:54:29

Re: Это ведь от "помола" зависит. :)

В зерне - реакция горения идет по поверхности угля (он в расплаве селитры) вроде как пребывает :) и чем зарно мельче - тем быстрее горит (общая поверхность больше). И тут давление никак на "сыграет" - только температура.
А вот для массива зерен - тут да. Избыток давления "забивает" продукты сгорания в массив - и тем самым "заводит" горение в более глубокие слои.
Но в целом - что-то на охотничьих (и пистолетных) порохах - другое получается. Пироксилин - шустрее поднимает давление.
От varban
К А.Б. (12.04.2001 16:54:29)
Дата 12.04.2001 18:25:30

Верно. От помола... окислителя!

4000K!

Во всех гетерогенных системах, или другими словами, смесевые топлива:) скорость горения в первую очередь зависит от дисперсности окислителя.
А поскольку дымняк - то же смесевое топливо: Горюче-связующее - сера (и даже полимерное; неорганическое, но полимерное, с не очень большой мол. массы), горючее - уголь, окислитель - селитра.
Но техусловия на подготовку компонентов к дымняку - одинаковые, даже когда хим. состав меняется. А в некоторых марках он меняется, и даже иногда опускают одного из компонентов - сера. Вот тогда на сам деле можно говорить о почти мгновенном сгорание. Правда, он не для метательных зарядов.

>В зерне - реакция горения идет по поверхности угля (он в расплаве селитры) вроде как пребывает :)

Спорный вопрос - залезем в дебри:)
Кстати, при помощи механизма горения что хошь можно объяснить - и доводы pro, и доводы contra.
Все потому, что никто еще не посчитал скорость горения состава теоретически, из уравнений процесса - для этого физика еще недостаточно подросла, а пороховикам шашечки не нужны - им ехать надо:)

> и чем зарно мельче - тем быстрее горит (общая поверхность больше). И тут давление никак на "сыграет" - только температура.

Стоп!!!
Непонятки вышли.
Когда говорим "скорость горения", всегда имеем ввиду линейную скорость! Если хотим посчитать массовую, берем текущую поверхность заряда, плотность пороха умножаем на линейную скорость.
И еще - я говорил уже - для всех видов порохов скорость горения зависит от давления очень и очень здорово.
Тут можно по-простому объяснить.
Поскольку для того, чтобы порох горел, его необходимо прогреть до определенной температуре, то, чем холоднее порох, тем меделннее он горит - это правда.
Но с увеличением давления теплопроводность газов (горячих!) увеличивается, а значит увеличивается и теплопередача от газовой фазе к конденсированной, следовательно, скорость горения растет.

>А вот для массива зерен - тут да. Избыток давления "забивает" продукты сгорания в массив - и тем самым "заводит" горение в более глубокие слои.

Это не горение, это процесс воспламенения. Его чаще всего вообще мгновенным считают, хотя это далеко не так. В особенности, если плотность заряжания большая.
Тем не менее, вопреки грубейшего допущения, расчеты совпадают с экспериментом здорово - к примеру, для 122 Д-30 ошибка на уровне 5 m/s и столько же MPa.

>Но в целом - что-то на охотничьих (и пистолетных) порохах - другое получается. Пироксилин - шустрее поднимает давление.

O! Пироксилин - вообще волокнистая нитроцеллюлоза, еще не обработанная. Она в любом случае ствол разорвет.
А порох - пироксилиновый, синоним - порох на летучем растворителе, а по западной (совсем ламерской, кстати;) классификации - single base powder (или там poudre à simple base).
Так вот, пироксилиновые пороха к названным оружиям являются пористыми. Поры образуются просто - к массе подмешивается от 30 до 225 (в этих пределах я делал) частей селитры, корорую в ходе техпроцесса вымывают.
Порох к изделию с замысловатым названием "9 mm боевой пистолетный патрон с пулей со стальным сердечником", а попросту к макаровскому патрону - П-125. Там больше половины объема зерна - воздух. И поверность ой-ой-ой какая. Поэтому и сгорает быстро.

С уважением: varban