Экспериментальные исследования параметров инерционного процесса демонтажа элементов снаряжения авиационных боеприпасов - Методы утилизации непригодных боеприпасов

В настоящее время на базах и арсеналах различных видов Вооруженных сил и родов войск скопились миллионы единиц различных боеприпасов, списанных или подлежащих списанию. По некоторым данным подлежат списанию и последующей утилизации или уничтожению 320 тыс. т боеприпасов, непригодных для дальнейшего использования. Значительную часть из этого количества составляют авиационные боеприпасы. Из-за переполнения баз и арсеналов (в 1,5-2 раза) не обеспечиваются надлежащие условия для сохранения боеприпасов, что приводит к реальной опасности аварийной ситуации, которая может привести к значительным экологическим и материальным убыткам, а также человеческим жертвам.

Оптимальным путем решения данной проблемы является полная или частичная утилизация, основанная на демонтаже элементов снаряжения боевых припасов, которая обеспечивает как повторное использование самих элементов снаряжения, так и материалов, из которых они изготовлены, что имеет актуальное значение для обеспечения техногенной безопасности производственных процессов оборонного комплекса Украины и может быть на практике реализовано в виде специального технологического процесса.

Для разработки рациональной технологии утилизации унитарных мелкокалиберных авиационных боеприпасов ствольных систем вооружения летательных аппаратов необходимо учесть и установить факторы, оказывающие значительное влияние на процесс демонтажа элементов снаряжения боеприпасов.

Каждый из методов утилизации обладает рядом преимуществ и недостатков по сравнению с другими методами при решении определенных задач.

Для принятия окончательного решения о выборе метода демонтажа необходимо проанализировать особенности изучаемого процесса и учесть их при проведении экспериментальных исследований возникающих физических явлений.

При этом выбранный метод исследования должен обеспечивать такие условия проведения экспериментов, которые в наибольшей степени соответствуют реальным условиям протекания процесса демонтажа изучаемого метода утилизации с целью получения о нем наиболее достоверной информации.

Проведенный ранее обзор и анализ методов утилизации унитарных патронов показывает, что наиболее рациональным методом является метод, основанный на создании инерционных перегрузок в узлах крепления элементов снаряжения.

Сущность этого метода состоит в создании во время удара контейнера с закрепленным в нем боевым припасом о препятствие силы инерции, величина которой превосходит значение извлекающего снаряд (пулю) усилия. Благодаря этому создаются условия, при которых сами элементы снаряжения боевых припасов получают минимальные деформации, что делает их пригодным для повторного применения. Для изучения протекающих во время этого процесса физических явлений наиболее приемлем прямой динамический метод. Он обеспечивает получение наиболее достоверной информации о происходящем процессе демонтажа.

При проведении экспериментов по исследованию параметров инерционного процесса демонтажа элементов снаряжения мелкокалиберных авиационных боевых припасов особое значение имеет воспроизведение условий, характерных для разрабатываемого технологического процесса утилизации.

Для него характерно линейное перемещение одного объекта (контейнера с жестко закрепленным в нем боевым припасом) и последующее его соударение с другим объектом (плитой).

При действии на контейнер линейного ускорения на все его элементы, в том числе и на снаряд (пулю) закрепленный в гильзе, будут действовать инерционные силы, направленные в сторону, обратную ускорению.

Величина такой силы, действующая на снаряд (пулю), будет равна:

(1)

Где: - линейная скорость контейнера, м/с,

- масса снаряда (пули), кг.

Из этого уравнения, очевидно, что при фиксированном значении массы основного элемента снаряжения боевого припаса существенное значение для создания условия гарантированного демонтажа имеет ускорение. При этом необходимо установить пороговое значение этого параметра и пороговое значение извлекающего усилия, которое будет эквивалентно величине силы инерции, что для каждого образца боеприпаса индивидуально.

Для проведения эксперимента по исследованию параметров инерционного процесса демонтажа была разработана специальная импульсная газодинамическая установка. Ее основой является трубчатая направляющая для контейнера и пусковое устройство для импульсного газодинамического генератора.

В качестве рабочего тела в генераторе используются пороховые газы, образующие во время горения заряда, воспламенение которого происходит при инициировании специального пиротехнического состава под действием внешней динамической нагрузки со стороны соответствующих деталей механизма пускового устройства.

Под действием давления пороховых газов контейнер с жестко закрепленным в нем боевым припасом (патроном) разгоняется по трубчатой направляющей и после вылета из нее ударяется о вертикально расположенную массивную металлическую плиту. Благодаря варьированию массой порохового заряда, стало возможным добиться скоростей соударения в пределах 6...100 м/с.

Во время торможения движения системы "контейнер-боеприпас" жестко закрепленная гильза останавливается вместе с контейнером, но под действием силы инерции пуля продолжает двигаться вперед и ее движению препятствует только суммарная сила, являющая результатом действия сил трения между соприкасающимися поверхностями пули и дульца гильзы и силы обжатия дульца гильзы.

Исследования проводились на образцах пистолетных патронов калибра 9Ч18ПМ, 9Ч19 "Parabellum" и промежуточного патрона калибра 7,62Ч39.

Полученные в ходе экспериментов данные были использованы для построения соответствующих графиков зависимости извлекающего пулю усилия Fизв. и перемещения пули в гильзе ДL от скорости соударения Vk, а также зависимости ДL от Fизв.. Помимо этого, на основе аппроксимирования результатов исследований были получены эмпирические выражения для описания этих процессов. Графики представлены на рис. 1.

А) б) в)

Рис. 1 Графики: а) зависимость величины перемещения пули от скорости соударения; б) зависимость величины извлекающего пулю усилия от скорости соударения; в) зависимость величины извлекающего пулю усилия от перемещения пули в гильзе.

Для описания зависимости величины выхода пули из гильзы (перемещения пули в гильзе) от скорости соударения используется функция, которая имеет вид:

(2)

Эмпирическое выражение для описания зависимости извлекающего усилия от скорости записывается как:

(3)

Непосредственная зависимость величины перемещения пули от значения извлекающего усилия имеет вид:

(4)

Похожие статьи




Экспериментальные исследования параметров инерционного процесса демонтажа элементов снаряжения авиационных боеприпасов - Методы утилизации непригодных боеприпасов

Предыдущая | Следующая