Динамические измерения при пулевой стрельбе из гладкоствола

Для получения ответа с помощью компьютерного моделирования прототип продули на раскачку. Выглядит это так, прототип закрепляют в точке центра тяжести с начальным углом тангажа 0 градусов и возможностью раскачиваться только в вертикальной плоскости после чего обдувают набегающим потоком воздуха со скоростью 430м\с в течении 0,08сек.

В результате кроме красивой картинки получаем огромный файл данных из которого можно с помощью графиков наглядно посмотреть, что и как работает.
Первое, что вызвало удивление, это график угла тангажа

для сравнения тот же график пятерки в 12 калибре

для того, что бы понять что пошло не так, как в 12 калибре надо посмотреть график момента относительно угла тангажа.
20калибр

12калибр

по вертикали отложен угол, по горизонтали момент

вот и предварительный ответ, в 12к момент уменьшает угол (является восстанавливающим), исключение обратные всплески при угле 0.018градуса, а вот в 20к момент опрокидывающий до угла 0.6градуса и только потом становится тоже восстанавливающим. Отсюда нежелание пули раскачиваться симметрично. Следующий этап, это определить - какая из десяти поверхностей стала работать неудовлетворительно при масштабировании пули.

Следующий этап, это определить - какая из десяти поверхностей стала работать неудовлетворительно при масштабировании пули.

Третий конус.

Третий, вполне может быть, но не будем торопиться. Как уже говорилось выше, компьютерное моделирование позволяет посмотреть как работает каждая из поверхностей. Поэтому начнем с торца.
Л-5-20К торец

на графике общий момент (синий) момент создающийся торцевой поверхностью (красный). Видно что торцевая поверхность создает восстанавливающий момент но он очень маленький
Л-5-20К первый цилиндр

момент опрокидывающий но тоже незначительный
Л-5-20К первый конус

момент восстанавливающий, достаточно значительный.
Л-5-20К второй цилиндр

опрокидывающий момент
Л-5-20К второй конус

Л-5-20К ступенька

Л-5-20К третий цилиндр

Л-5-20К третий конус

Л-5-20К четвертый цилиндр

Л-5-20К дно

Видно, что основную часть опрокидывающего момента создает донная поверхность, а противостоит опрокидывающему моменту момент восстанавливающий и основную составляющую оного дают две конусные поверхности - первый и третий конус. Уменьшить влияние дна никак не выйдет. Остается изменять конфигурацию конусов - пути здесь два. Первый уменьшить угол "атаки", тем самым увеличив площадь рабочей поверхности, второй увеличить угол, но как следствие уменьшится рабочая поверхность. Остальные поверхности видоизменять не стоит, так как их влияние незначительно.

Было принято решение уменьшить на 5градусов угол на первом и третьем конусе. Казалось очевидным, что увеличение площади рабочей поверхности соответственно увеличит и восстанавливающий момент, также казалось соблазнительным увеличит за счет этого общий вес. Так появился прототип Л-5-1-20К

что было дальше завтра

Первый

второй

есть и третий. Торцануть конус (сделать небольшую ступеньку). Будет работать в качестве "тормозного парашюта".

Будет работать в качестве "тормозного парашюта"

Подобное пробовалось, правда на моделях других пуль. Одним словом - начинает рыскать.

Подобное пробовалось

Почему чистое уменьшение 12 кал до размеров 20 даёт неудовлетворительный результат? Поэтому

на моделях других пуль

и рыскает. Андрей,.. если надо посты удалю. З.Ы. "Рысканье" и "Раскачка" в "понятии" программы разные понятия?

Андрей - спасибо, тяжко в одиночку освещать динамику работ
Радует и другая, показанная выше динамика - работы участков поверхностей блондоидов.
Пятерка в 12 калибре на днях ( как и Л4 -16К ) появится в серийном исполнении, уделю ей время и в теме тестов ленинградок ( первый медведь взят этой пулей пару дней назад ).
У самого в сейфе два ствола в 20 калибре, да и ребята с двойниками торопят - поэтому сейчас вплотную занимаюсь вариантами контейнера для 20 калибра.
Коллегам будет интересно посмотреть, как летит окончательный вариант пятерки в 20 калибре.

Почему чистое уменьшение 12 кал до размеров 20 даёт неудовлетворительный результат?

Мы с RW1AW тоже об этом думали. При изменении размеров меняются моменты инерции, меняется площадь поверхности. Происходит это не пропорционально, возможно отсюда и неудовлетворительный результат (в кораблестроении тоже не рекомендуют масштабировать проект более чем на 10%)

"Рысканье" и "Раскачка" в "понятии" программы разные понятия?

программа даёт величины углов и положение центра тяжести и точки приложения моментов относительно начала координат. Я обычно понимаю и употребляю термин "рысканье" как уход с курса в право или лево, а "угол рысканья" угол в горизонтальной плоскости. Что касается ступеньки, то пуля с таким воланчиком делает вот так

качается, качается и в самом конце берет и рыскает :-)

Ни зачот. Тут другое положение ЦТ и ТПМ,.. да и другие параметры тоже. Так шо.... не рыскает, а "клюёт" Шутки шутками, а будет время и желание .. дунь.

вот еще из архива

попытка вытянуть хвост, хвост вытягивает но нестабильно, так же как и на картинке выше.
Когда Л-5 проектировали тоже пытались так ступеньку сделать, если в архиве найду выложу.

из архива какой калибр?

из архива какой калибр?

12К, пятая ленинградка тоже не сразу появилась, там такие монстрики в теории были :-) На сегодняшний день в серии "Ленинградка" проверено 63 прототипа. Признано удачными только 5 образцов. Два в 12К, один в 16К и два в 20К. Без компьютерной модели протестировать все в реале невозможно, это надо тонны железа выпустить в мишень.

Originally posted by Borisov Andrej:

12К, пятая ленинградка тоже не сразу появилась, там такие монстрики в теории были :-) На сегодняшний день в серии "Ленинградка" проверено 63 прототипа. Признано удачными только 5 образцов. Два в 12К, один в 16К и два в 20К. Без компьютерной модели протестировать все в реале невозможно, это надо тонны железа выпустить в мишень.

Это точно!
Зато очень приятно, когда моделирование и расчеты подтверждаются практикой отстрелов на полигонах и реальными результатами - трофеями на охотах

что было дальше

Было бы любопытно взглянуть на результаты продувки изменённого варианта. С уважением.

Прошу прощения за долгое отсутствие. В результате моделирования прототип Л-5-1-20К повел себя несколько необычно.

дальше стало интересно сравнить восстанавливающие моменты на третьем конусе у Л5-20к и Л5-1-20к

как видно из графика, уменьшение угла наклона привело к снижению восстанавливающего момента, не смотря на то, что общая площадь конусной поверхности увеличилась. В результате дальнейших размышлений появился прототип л5-2-20к.

идея оказалась правильной и график для л5-2-20к выглядел уже значительно лучше.

а сравнение моментов на третьем конусе с л5-20к показало значительное увеличение восстанавливающего момента у прототипа л5-2-20к

Дальше появилось желание выяснить, как поведет себя данный прототип при начальном угле тангажа в 10 градусов. Ведь не секрет, что при реальном выстреле на пулю воздействуют и догоняющие ее пороховые газы, так же возможно неравномерное отделение обкладок контейнера и дульный срез в результате отдачи имеет угловую скорость. Все вместе может вызвать отклонение оси пули. Результат ниже.

Видно, что амплитуда раскачки уменьшается, что говорит о стабилизации пули даже при не очень аккуратном снаряжении.
Есть еще один график

чем более симметричная картинка, тем больше вероятность, что реальная пуля полетит без смещения в право или влево от точки прицеливания и с увеличением дистанции будет проседать строго на 18часов.
Окончательная продувка, наиболее полно отражающая поведение пули тоже порадовала

все в прототипе нравилось, кроме одного - маленький вес 16.5г
Александр настаивал на весе не менее 17 граммов.
О том как в пулю впихивали недостающие полграмма расскажу дальше.

Андрей, спасибо за описание процесса нашей работы над "пятерками"
Конечный результат радует - впервые получена пуля, имеющая в гладкоствольном сегменте характеристики устойчивого восстановления...
Справедливости ради, вспомню... что еще полгода назад... большинство пользователей ресурса... не знали как и почему стабилизируются в полете пули катушечного типа...
Добавлю только - для подкалиберного снаряжения всегда очень важна комплексная работа системы : пуля - контейнер - ствол...
Об этом подробно говорили в других темах, посвященным ленинградкам.

А что говорят расчёты по пуле СТРЕЛА? Я понимаю, что её оперение для стабилизации, наверно, самое эффективное. Но неужели тот небольшой наклон "перьев" способен придать пуле вращательное движение за разумное время полёта?

по пуле СТРЕЛА?

А по подробнее. Вроде бы я о пуле Шитуева она же пуля "Стрела" производства КХЗ ничего не писал.

Я, наверно, неправильно вопрос задал
Скорее, начать надо было так.
Исследование проведено серьёзное, на совесть. Проводились ли подобные измерения и расчёты со Стрелой?

Исследование проведено серьёзное, на совесть

Спасибо :-)
Пулю "Стрела" не моделировали.

А есть в планах?

А есть в планах?

Скорее всего нет. Причин несколько, нет чертежей, неизвестно как деформируется пуля при выстреле. Да и у пули есть автор и изготовитель, скорее у них есть по ней расчеты.

с Тулы прислали графики отстрелов, за что ОГРОМНОЕ спасибо Максиму (MAX71)..
На момент сбора патронов оказалось что все пули Ленинградка-2 собраны и у меня получилось только 3 варианта снаряжения - один на 2,5г M92S и два варианта на Сунар42 партии 2,35х40 (с разной толщиной пробкового пыжа).. . Придется у Игоря еще одну партию прикупить для тестового снаряжения
Получилось так:

Но зато получилось собрать 5 различных вариантов с пулей Ширинского-Шихматова, стопером массой 37г

Обратил внимание что С42 не разгоняет легкую пулю так, как разгоняет тяжелую...

все в прототипе нравилось, кроме одного - маленький вес 16.5г
Александр настаивал на весе не менее 17 граммов.

А что если в торце высверливать полость и заполнять её свинцом , соответственно и вес поднимется и голова потяжелеет, или это актуально только для пуль стреловидного типа? Скажите, какие скорости предполагаются в 20 калибре , 600-650 мысы реально ?

Originally posted by Suseren:

с Тулы прислали графики отстрелов

Что-то графики мягко говоря не очень однообразные, особенно с пулей Ширинского-Шихматова. Похоже обтюратор на BRP-20 еще хуже, чем я о нем думал.. .
Сергей, а какой капсюль был в патронах?

Сергей, а какой капсюль был в патронах?

Ленинградка в гильзах B&P 12/76 обрезанных до 73мм и 12/70. Капсюль белый с белой вставкой, не помню по классификации, нужно посмотреть

А ШШ в гильзе КХЗ 12/70 с КВ-209

Пуль мало было, надо бы по 5 шт на отстрел отдать было

А что если в торце высверливать полость и заполнять её свинцом

Для серийного изготовления -дорого.

Originally posted by Suseren:

Пуль мало было, надо бы по 5 шт на отстрел отдать было

Сергей, ( по возможности ) было бы интересно получить данные из Тулы от Макса и о снаряжении Л2 на МВх36 с навесками 2.1-2.3гр ( в гильзах 12х70 и 12х73 ) с длиной готовых патронов от 65 до 68мм.
Был бы очень признателен.
Такие данные не только подтверждают достоверность результатов измерений полученных нами на баллистическом комплексе PTII, но и позволяют увидеть значения давлений и скоростей снаряжения, полученные на сертифицированном оборудовании.

А что если

Возможнно увеличить массу пули без потери устойчивости позволят выступы по типу ППст на лобовй и донной поверхностях ? С уважением и Новым годом .

выступы по типу ППст на лобовй и донной поверхностях

массу они увеличат, но и продольный момент инерции увеличится, изменится период собственных колебаний - получится совсем другая конструкция.

я в коллекцию Маисс2 отсылал нечто подобное, только он почему то в тему их не выложил. Более перспективным видится добавление массы ближе к центру тяжести. Что-бы лучше представлять работу поверхностей в динамике, была сделана еще одна продувка с наложенным графиком распределения величины крутящего момента.

для того, что бы разобраться в картинке надо сориентироваться в системе отсчета. Положительный угол - голова пули вниз, соответственно отрицательные значения графика есть восстанавливающий момент.Отрицательный угол -голова пули вверх, соответственно положительные значения будут восстанавливающим моментом.

Анимационное совмещение графиков с каждым участком исследуемой поверхности пули наглядно в динамике показывают какое влияние оказывает каждая из них на раскачку - восстанавление - стабилизацию.

Что-бы лучше представлять

Спасибо.Очень познавательная картинка. Мною имелось ввиду добавление одной ступеньки на торцах. Технологичность это конечно не улучшит. С уважением.

А в какой программе пули продуваете?

Стабилизация пятерки Л5 на различных скоростях Vo ( от 570 до 290м/сек ) показана на анимациях продувок на первой странице темы - пост #4

Динамические измерения при пулевой стрельбе из гладкоствола

Для двойки Л2 - этот материал был выложен на различных страницах темы о тестах ленинградок, да и то в различном формате.
Поэтому попросил Андрея Борисова сделать анимации продувок для Л2 на различных скоростях и подготовить сравнительные графики продувок по аналогии с пятеркой, что Андрей оперативно и сделал.
Сейчас выложу анимации, позднее подготовлю к выкладке и графики.

Vo 570 мысов

Vo 500 мысов

Vo 430 мысов

360 мысов

290 мысов