9 / 17
С.В. Федоров, Н.А. Федорова
48
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
2,2 для ГСП1 и от 0,1 до 1,75 для ГСП2. При проникании с начальной скоростью
0
v
250 м/с в высокопрочную горную породу (ГСП3) время действия реактив-
ной силы должно быть минимально возможным (в идеале
r
0) при
Z
0,1 и
Z
0,25 и должно составлять 0,6 при
Z
0,5.
Отметим, что режим реактивного «доразгона» при
0
r
t
0 (включение реак-
тивного двигателя в момент начала проникания) и
r
→ 0 (мгновенное сообще-
ние реактивного импульса) соответствует фактически предварительному (до
начала проникания в преграду) ускорению ударника за счет работы реактивного
двигателя, в результате чего начальная скорость взаимодействия ударника с
преградой увеличивается, а его масса вследствие выгорания ракетного топлива
уменьшается. Таким образом, при
0
r
t
0 и
r
0 проникание реактивного
ударника, имеющего начальные скорость
0
v
и массу
0
,
m
фактически эквива-
лентно прониканию инертного ударника (без действия реактивного импульса в
процессе взаимодействия с преградой), у которого значения начальной скоро-
сти и массы составляют
0
ln(1 )
u Z
v
и
0
(1 )
m Z
[23].
Как видно на рис. 3, режим предварительного реактивного «доразгона»
0
(
0,
r
t
r
0) при относительно невысокой скорости ударника
0
(v
250 м/с)
дает максимальный эффект по увеличению глубины проникания для достаточно
прочных грунтово-скальных преград (ГСП2 и ГСП3) при небольших значениях
числа Циолковского. С увеличением значения
Z
и в случае преград с большим
прочностным сопротивлением для получения максимального прироста
p
h
при
0
v
250 м/с необходимо переходить к режимам, при которых двигатель работает
непосредственно на стадии движения ударника в преграде.
При начальной скорости ударника
0
v
500 м/с (см. рис. 4) режим работы
реактивного двигателя с
0
r
t
0 и
r
0 выгоден только при проникании в вы-
сокопрочную горную породу (ГСП3) при небольшой относительной массе ра-
кетного топлива
(
Z
0,1). Во всех остальных случаях оптимальное относитель-
ное время действия реактивной силы
r
отлично от нуля и возрастает с увели-
чением числа Циолковского.
Анализ полученных результатов при еще большей скорости ударника
0
(
v
1000 м/с, см. рис. 5) свидетельствует о том, что при малых значениях числа
Циолковского (
Z
= 0,1) для грунтово-скальных преград с достаточно высокой
прочностью (ГСП2 и ГСП3) наибольшее повышение эффективности проника-
ния происходит в случае предельно коротких импульсов реактивной силы
(
r
0), но сообщаемых не в режиме предварительного «доразгона»
0
(
r
t
0), как
это было при малой скорости ударника
0
(
v
250 м/с, см. рис. 3), а уже в процес-
се его движения в преграде
0
(
r
t
0,5 для ГСП2 и
0
r
t
0,25 для ГСП3). Из рис. 5
следует, что при проникании в преграды ГСП2 и ГСП3 со скоростью 1000 м/с
при
Z
0,1 возможен выбор режимов реактивной силы с относительным вре-
менем действия
r
0,5, незначительно уступающих по увеличению глубины
проникания абсолютным максимумам при
r
0. С увеличением относительной