2 / 16
Методика проектного синтеза баллистических установок с гидродинамическим эффектом…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
129
шений с использованием производных становятся менее удобными, поскольку
для численного вычисления производной нужно несколько раз решить прямую
задачу (в зависимости от порядка производной). Помимо этого большинство
технических задач имеет сложные целевые функции со многими локальными
экстремумами, в которые обязательно «сваливается» любой алгоритм направ-
ленного поиска, в результате на первое место выходит выбор начальной точки.
Абсолютно случайные алгоритмы в то же время сходятся довольно медленно.
Эффективной комбинацией направленного и случайного поисков является эво-
люционный метод поиска.
В настоящей работе предложен новый метод автоматизированного поиска
рациональных параметров баллистических установок (БУ) с гидродинамиче-
ским эффектом на основе генетического алгоритма. Под БУ с гидродинамиче-
ским эффектом понимается установка, схема которой изображена на рис. 1.
Рис. 1.
Принципиальная схема устройства баллистической установки
с гидродинамическим эффектом
В результате сгорания порохового заряда
1
происходит расширение обра-
зующихся газов, которые выталкивают сборку, образованную метаемым телом
4
, деформируемым поршнем
3
и отделяющим его от пороховых газов инерци-
онным поддоном
2
. Сборка движется как единое целое по направляющей ци-
линдрической части ствола вплоть до достижения конического канала
5
, в ко-
тором поршень
3
испытывает деформацию, в результате чего передняя его
часть, а вместе с ней и метаемое тело
4
получают приращение скорости, а задняя
часть поршня, как правило, замедляется. В результате такого перераспределения
скоростей метаемое тело приобретает дополнительное ускорение. В этом и за-
ключается гидродинамический эффект.
Проектный анализ или расчет основных характеристик БУ на стадии про-
ектирования является неотъемлемой частью процесса синтеза оптимальных или
рациональных параметров этих установок. Поэтому построение методик расче-
та, позволяющих достаточно точно и эффективно оценивать характеристики
БУ, является важной задачей.
Расчет внутрикамерных процессов в ствольных системах является сложной
и многогранной задачей в первую очередь из-за большого разнообразия физи-
ческих процессов, сопровождающих выстрел [2–4]. Ситуация осложняется тем,
что экспериментальные исследования протекающих при выстреле процессов
затруднены в силу его специфических условий: за характерное для выстрела
время в миллисекунду давление достигает нескольких тысяч атмосфер, а темпе-