Охота и рыболовство 2021 (весна) пройдет 18-21 марта 2021 года. КВЦ ЭКСПОФОРУМ, Петербургское шоссе, 64/1, павильон G. Бесплатный автобус от станции метро Московская.
Охота без границ. Питерский Охотник. Сайт для всех любителей охоты и рыбалки

Вход

Верхнее меню

Теги

1.2. Пиростатика

 

Известно, что процесс выстрела является процессом последовательного превращения внутренней энергии пороха в тепловую энергию, а затем в механическую работу по перемещению снаряда по каналу ствола и преодолению сил сопротивления этому движению. При этом различают пиростатику и пиродинамику.

Пиростатика изучает законы горения пороха в замкнутом пространстве постоянного объема (изохорический процесс). Экспериментальные исследования порохов проводятся в так называемой манометрической бомбе, где при различных величинах плотности зарядов определяют такие характеристики как сила пороха, скорость горения пороха, коволюм и др. Все это делается для того, чтобы иметь возможность в дальнейшем производить расчеты параметров пиродинамики (внутренней баллистики).

При исследовании внутренней баллистики артиллерийских снарядов используется ряд гипотез и допущений, подтвержденных практикой:

- во всяком заряде воспламенение пороха принимается мгновенным и одновременным для всех зерен и во всех точках поверхности каждого зерна;

- горение каждого зерна происходит параллельными слоями так, что форма зерна во все время горения остается подобной первоначальной;

- горение идет по поверхности внутрь зерна по нормали к поверхности;

- линейная скорость горения пропорциональна некоторой степени развивающегося давления

 

b = Арn, 1.1

 

где А - число, выражающее линейную скорость горения при нормальном атмосферном давлении;

n - постоянное число для бездымного пороха пластинчатой формы, равное 1.

Найдем максимальное давление рмах и время горения tгор пороха массой m в объеме, который он занимает.

Горение пороха в замкнутом объеме может быть описано следующей системой уравнений:

 

p = р0mKT/U0T0 1.2

 

U0 = m(1/-1/) 1.3

 

Индекс «о» относится к началу процесса.

 

= (1-f) 1.4

 

∆df/dt = -p 1.5

 

или, с учетом 1.4, ∆d/dt = p 1.6

 

U0p = m. 1.7

 

Дифференцируя 1.7 и подставляя его в 1.6, а затем, интегрируя полученное выражение, получим

 

р = р0еВt, 1.8

 

где В = m/U0∆.

Как видно из 1.8, давление нарастает тем быстрее, чем больше величина В, то есть чем больше скорость горения , сила пороха , плотность заряжания m/U0 и чем меньше толщина пороха . Соответственно, чем больше величина В, тем меньше время горения.

Очевидно, максимальное давление будет тогда, когда сгорит весь порох. Максимальное давление Pмах может быть найдено из формулы 1.2

 

Pмах = р0mKT/T0m(1/-1/), 1.9

 

а время горения tгор - по формуле 1.8

 

tгор = 1/Вln(pмах/p0). 1.10

 

Произведем расчет по вышеприведенным формулам максимального давления и времени горения пороха «Сокол», у которого плотность δ = 1,5 г/см3, гранулометрическая (насыпная) плотность ρ = 0,51 г/см3, толщина порошинок ∆ = 10-4 м, скорость горения β =2.10-9 с/м.Па, К = 0,765 м3/кг, T =(2400+273)0С и сила пороха = 106 Дж/кг. Соответствующие расчеты при этих значениях дают: рмах = 5700 бар, а время горения - 5,7.10-4 с.

Понятно, что такое давление реально может возникнуть лишь в случае закупорки дробового снаряда в гильзе.