Численный анализ проникания в стальную преграду сегментированных и телескопических ударников из высокоплотного сплава

На основе численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред проанализированы особенности проникания в полубесконечную стальную преграду сегментированных и телескопических ударников из высокоплотного сплава. Скорость взаимодействия составляла от 1400 до 2000 м/с, что предопределяло гидродинамический режим проникания. Для сегментированных ударников установлена зависимость прироста глубины проникания от расстояния между соседними элементами вдоль направления их движения и от числа элементов при их фиксированной суммарной длине. Для телескопических ударников определена проникающая способность при различном порядке взаимодействия с преградой стержневой и трубчатой частей ударника. Достигаемый прирост глубины проникания в стальную преграду по сравнению с эквивалентным удлиненным ударником равной массы и длины зафиксирован на уровне 20% для случая сегментированных ударников и на уровне 50% для телескопических.

Литература

[1] Частные вопросы конечной баллистики / под ред. В.А. Григоряна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 592 с.

[2] Anderson C.E., Behner T., Hohler V. Penetration efficiency as a function of target obliquity and projectile pitch // J. Appl. Mech. 2013. Vol. 80. No. 3. P. 031801-1031801-11.

[3] Влияние угла атаки на проникание удлиненных ударников / В.А. Велданов, Д.Е. Дудик, М.А. Максимов, С.В. Федоров, В.С. Козлов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 1 (13). URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/blasting/572.html

[4] Черняк Г.Б., Поварова К.Б. Вольфрам в боеприпасах. М.: ЦНИИХМ, 2014. 355 с.

[5] 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.

[6] Penetration mechanics of seg-tel penetrators / C.E. Anderson, R. Subramanian, J.D. Walker, M.J. Normandia, T.R. Sharron // Int. J. of Impact Engineering. 1997. Vol. 20. No. 1-5. P. 13-26.

[7] High velocity penetration of homogeneous, segmented and telescopic projectiles into alumina targets / L. Westerling, Р. Lundberg, L. Holmberg, В. Lundberg // Int. J. of Impact Engineering. 1997. Vol. 20. No. 6-10. P. 817-827.

[8] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред: В 3 т. Т. 3. Численные методы в задачах физики взрыва и удара. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 516 с.

[9] Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / под ред. М.В. Жерноклетова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. 428 с.

[10] Исследование динамических механических свойств алюминиевых сплавов методом акселерометрии / В.А. Велданов, В.А. Марков, В.И. Пусев, A.М. Ручко, М.Ю. Сотский, Ю.М. Сотский, С.В. Федоров // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. № 2. С. 37-46.

[11] Федоров С.В., Баянова Я.М. Особенности гидродинамического режима проникания удлиненных ударников с учетом сжимаемости материалов // ЖТФ. 2011. Т. 81. № 9. С. 45-51.

[12] Физика взрыва / под ред. Л.П. Орленко. В 2 т. Т. 2. М.: Физматлит, 2004. 656 с.

[13] Федоров С.В. О возможности "отсечки" лидирующего высокоскоростного участка металлической струи при взрыве кумулятивного заряда в аксиальном магнитном поле // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. 2008. № 2. С. 73-80.

[14] Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии / В.А. Велданов, В.А. Марков, B.И. Пусев, А.М. Ручко, М.Ю. Сотский, С.В. Федоров // ЖТФ. 2011. Т. 81. № 7. С. 94-104.

[15] Оран Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков. М.: Мир, 1990. 660 с.

[16] 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.

[17] Федоров С.В. К определению глубины проникания пористых ударников при гиперскоростном взаимодействии // ЖТФ. 2007. Т. 77. № 10. С. 131-134.

[18] Федоров С.В., Баянова Я.М., Ладов С.В. Численный анализ влияния геометрических параметров комбинированной кумулятивной облицовки на массу и скорость формируемых взрывом компактных элементов // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 1. С. 150-164.

[19] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Penetration by non-monolithic and monolithic high-speed impactors // Mechanics Based Design of Structures and Machines. 2007. Vol. 35. No. 4. P. 481-496.

[20] Федоров С.В., Велданов В.А. Численное моделирование формирования каверны в грунте при воздействии потока высокоскоростных металлических ударников // ЖТФ. 2006. Т. 76. № 7. С. 134-137.

[21] Федоров С.В., Велданов В.А. Применение сегментированных ударников для формирования каверны в грунтово-скальных преградах // Изв. Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. № 1 (71). С. 43-50.

[22] Orphal D.L., Franzen R.R. Penetration mechanics and performance of segmented rods against metal targets // Int. J. of Impact Engineering. 1990. Vol. 10. No. 1-4. P. 427-438.

[23] Weihrauch G., Wollmann E. Segmented penetrators // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1993. Vol. 18. No. 5. P. 270-274.

[24] Федоров С.В., Велданов В.А. Особенности формирования каверны в прочной среде при воздействии потока высокоскоростных ударников // Труды Междунар. конф. "VII Харитоновские тематические научные чтения". Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. С. 551-556.

[25] Велданов В.А., Максимов М.А., Федоров С.В., Козлов В.С. Оценка влияния размеров внутренних отверстий полых алюминиевых ударников на размеры кратера в алюминиевой мишени // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. Спец. вып. "Экспериментальные исследования перспективных материалов, конструкций и систем". С. 83-89.