О возможности увеличения глубины проникания в грунтово-скальные преграды составных ударников с отстреливаемой в процессе взаимодействия хвостовой частью

Рассмотрена возможность увеличения глубины проникания в грунтово-скальные преграды составных ударников с отстреливаемой в процессе взаимодействия хвостовой частью. Отстреливаемая хвостовая балластная масса имеет трубчатую часть, выполняющую роль баллистического ствола, в котором размещен проникающий модуль. При отстреле балластной массы в направлении, противоположном направлению проникания, проникающий модуль получает дополнительный импульс в направлении его движения, что может привести к увеличению глубины проникания модуля. Исследования проведены на основе расчетной модели, в которой проникающий модуль и балластная масса рассмотрены как осесимметричные недеформируемые тела, движущиеся под действием сил сопротивления преграды и давления пороховых газов, прикладываемых к ним в момент начала отстрела. Дополнительно использовано допущение о постоянстве давления пороховых газов в процессе отстрела. По результатам расчетов для преград типа плотного грунта и скальной породы выявлено влияние на прирост глубины проникания соотношения масс отстреливаемой и проникающей частей ударника, момента отстрела балластной массы, давления отстрела и длины трубчатой части балластной массы, определяющей время действия давления пороховых газов

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 15-08-08319-а)

Литература

[1] Родченко В.В., Садретдинова Э.Р., Гусев Е.В. Выбор параметров пенетратора для исследования лунного грунта. Вестник МАИ, 2010, т. 17, № 3, с. 83–90.

[2] Селиванов В.В., ред. Средства поражения и боеприпасы. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.

[3] Каминский М.В., Копытов Г.Ф., Киселев Ю.Г. и др. Критическая скорость при внедрении ударников с конической носовой формой в грунтовые преграды. Сб. мат. III науч. конф. Волжского регион. центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения». Т. 2. Саров, РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2004, с. 642–647.

[4] Foppestal M.J., Lee L.M., Jenrette B.D. Laboratory-scale penetration experiments into geological targets to impact velocities of 2,1 km/s. J. Appl. Mech., 1986, vol. 53, no. 2, рр. 317–320. DOI: 10.1115/1.3171758

[5] Федоров С.В., Федорова Н.А. Влияние прочностных свойств грунтово-скальной преграды на глубину проникания ударников при дополнительном действии импульса реактивной тяги. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 4, с. 40–56. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-40-56

[6] Tate A. A theory for the deceleration of long rods after impact. J. Mech. Phys. Solids, 1967, vol. 15, no. 6, рр. 387–399. DOI: 10.1016/0022-5096(67)90010-5

[7] Rosenberg Z., Dekel E. On the role of material properties in the terminal ballistics of long rods. Int. J. Impact Eng., 2004, vol. 30, no. 7, рр. 835–851. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2004.03.007

[8] Федоров С.В., Велданов В.А., Смирнов В.Е. Численный анализ влияния скорости и прочности удлиненных ударников из высокоплотного сплава на глубину их проникания в стальную преграду. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2015, № 1, с. 65–83. DOI: 10.18698/0236-3941-2015-1-65-83

[9] Weihrauch G., Wollmann E. Segmented penetrators. PEP, 1993, vol. 18, no. 5, рр. 270–274. DOI: 10.1002/prep.19930180507

[10] Федоров С.В., Велданов В.А. Применение сегментированных ударников для формирования каверны в грунтово-скальных преградах. Известия РАРАН, 2012, № 1, с. 43--50.

[11] Федоров С.В., Велданов В.А. К определению размеров кавитационной полости в воде за движущимся с высокой скоростью цилиндрическим телом. ЖТФ, 2013, т. 83, № 2, с. 15--20.

[12] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М. и др. Влияние сжимаемости и прочности материала кумулятивных струй на особенности их инерционного растяжения в свободном полете. Прикладная механика и техническая физика, 1997, т. 38, № 2, с. 10–18.

[13] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Optimization of penetration into geological and concrete shields by impactor with jet thruster. J. Mech. Mater. Struct., 2008, vol. 3, no. 4, рр. 707–727.

[14] Федоров С.В., Федорова Н.А., Велданов В.А. Использование импульса реактивной тяги для увеличения глубины проникания исследовательских модулей в малопрочные грунтовые преграды. Известия РАРАН, 2014, № 4, с. 53–63.

[15] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Engineering models of high speed penetration into geological shields. Centr. Eur. J. Eng., 2014, vol. 4, no. 1, рр. 1–19. DOI: 10.2478/s13531-013-0135-4

[16] Сагомонян А.Я. Проникание. М., Изд-во МГУ, 1974.

[17] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Localized interaction models with non-constant friction for rigid penetrating impactors. Int. J. Solids Struct., 2007, vol. 44, no. 7-8, рр. 2593–2607. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2006.08.009

[18] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. Т. 2. М., Физматлит, 2004.

[19] Королев А.А., Комочков В.А., ред. Баллистика ракетного и ствольного оружия. Волгоград, Изд-во уч.-науч. лит., 2010.

[20] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И. и др. Исследование динамических механических свойств алюминиевых сплавов методом акселерометрии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 2, с. 37--46.