Новая: Пороховые зерна и заряды (старые и новые)

а где же катинки звезды и зонтика ?

quote:

Originally posted by Donkey:
Хочу предложить новую тему для обсуждения:"Традиционная и усовершенствованная форма пороховых зерен и заряды из них", в которой обсудить вопросы горения пороха в стволе и камере РД. Могу выложить некоторую известную информацию,которую раньше на Форуме не встречал. Возможно,что она будет интересна некоторым посетителям в качестве базовой информации. Также внутри темы надеюсь получить ответы на некоторые интересующие меня вопросы,т.к давно и с удовольствием посещаю ваш Форум и обнаружил среди его постоянных участников чрезвычайно знающих и образованных людей.Пожалуйста, сообщите можно ли поместить эту тему в раздел "артиллерия" или "баллистика". С уважением,
Дополнение по поводу картинок:
1-я картинка прдставляет наглядно скорсть горения различных пороховых зерен в функции от толщины сгоревшего слоя пороха, однако точность графиков оставляет желать лучшего. По другим данным, семиканальное зерно (поз.b) после распада оставляет около15% дегрессивных остатков, зерно Уолша (поз.с) --около 5%, а зерно Кисемского, представляющее собой кубик с множеством каналов квадратного сечения (картинки его у меня нет и в Интернете не нашел) -- 10%.Зерна Кисемского и Уолша по прогрессивности лучше семиканального, однако они почти не применялись из-за сложности изготовления.
2-я картинка( вернее, таблица) показывает характеристики старых порохов, широко применяемых и сегодня (данные приблизительны). Особого внимания заслуживает скорость горения, которая при высоком давлении возрастает по линейному закону
3-я таблица--весьма точные характеристики ракетных порохов (относительно современных).Некоторые обозначения:
n- показатель адиабаты (обычно его обозначают буквой k)
"ню"-показатель степени в законе горения (до 200-300атм скорость горения будет подчиняться степенному закону, а дальше---линейному)
"мю"-молекулярная масса продуктов сгорания (средняя) с учетом диссоциации.
Нашел еще две цитаты из старого журнала, одна о размерах зерен старинных порохов, а другая--просто интересная.

А теперь вопрос, который давно меня мучает: в современныx модульных зарядах, о которых писал extractor в теме "Современные боеприпасы-2", и в патроне DM11(картинка М. Попенкера) толщина свода пороха во много раз больше, чем в обычном заряде. Как же он успевает сгореть во время выстрела? Если кто-то знает устройство МЗ или в чем тут фокус, или догадывается и имеет свои соображения, поделитесь, пожалуйста. Заранее очень признателен. Donkey
[/URL]




forum.guns.ru

Уважаемый Donkey!
Практически о модульных зарядах знаю очень мало из Интернета.
Думаю, что модуль представляет из себя емкость, выполненную из картона, пропитанного для полного сгорания тротилом или иным ВВ. Внутри этой емкости находится зерна прогрессивного горения типа 12/7 или 22/7 в зависимости от калибра орудия. Модули упаковываются в полотняный мешок и вперед на линию заряжания в камору.
Можно представить прототипом отдельных модулей заряды Ж40 и тем более Ж52 к нашим танковым пушкам Д-81, применяемые до сих пор.
Думаю, что американские модули очень близки по конструкции к Ж52 , которые очень просты по конструкции, техкнологичны в сборке и обеспечивают хорошее воспламенение с помощью ' флейты'.
Если я не прав, пусть меня поправят амер. разработчики модулей.

Исследование источников энергии. http://www.arl.mil/wmrd/Tech/Propulsion-both.pdf
Вольный перевод с сайта
U.S. Army Research Laboratory
Weapons and Materials Research Directorate

В будущем предполагается использовать в системах оружия в качестве источников энергии материалы подобные составам ракетного топлива. В настоящее время в этом направлении проводятся теоретические исследования , чтобы избежать недостатков присущих методу 'проб и ошибок'.
Ведутся сложные исследования фундаментальных процессов, происходящих воспламенениии и сгорании энергетических материалов .
В области физики и химии горения проводятся теоретические и экспериментальные исследования с целью понимания и управление основными процессами , происходящими при сгорании энергоносителей. Проводимые на основе физики теоретические и экспериментальные исследования позволят соединить физику и гидроаэродинамику для управления процессами горения энергетических материалов в системе оружия.
Эти фундаментальные исследования проводимые совместно
с программами перспективного исследования, ориентируются на уменьшение чувствительности новых энергетических материалов к внешним воздействиям , увеличивая эффективность(КПД) и износостойкость новых систем вооружения, а также предотвращают выделение вредных загрязняющих веществ, связанных с производством систем вооружения.
В частности в результате исследованиий создана математическая модель горения твердого тела и модель горения заряда к 120 мм орудию

Уважаемый Donkey!
Мои предположения об устройстве модульных зарядов post от 24-7-2004 09:06 почти полностью подтвердились, различие только в марках пороха, но имхо возможно применение и зерненых порохов.
http://www.fortification.ru/library/artmuseum/288_293.php
Например, американская Лаборатория баллистических исследований изготовила для 155-мм самоходных гаубиц, как обычных, так и дистанционно управляемых, модульные метательные заряды. Каждый состоит из семи взаимозаменяемых частей, заключенных в сгораемую оболочку, под которой размещены прутковые пороха новых марок, горящие с повышенными скоростями. Части модульного заряда ничто не мешает применять в гаубицах различных марок. Правда, исключение составляет основной модуль, находящийся рядом с затвором, в который встроен электронный воспламенитель боевого заряда, срабатывающий от импульса, посланного бортовым компьютером.

291. На схеме модульного зарубежного 3 метательного заряда цифрами обозначены: 1 - пластмассовый диск, 2 - черный порох, 3 - колпачок воспламенителя, 4 - сгорающая гильза, 5 - прутковый порох, 6 - пластмассовый диск, 7 - заряд пруткового пороха, 8 - заглушка.

292 На схеме казенной части ствола американского орудия с электронным воспламенением метательного заряда цифрами обозначены 1-изолятор, отделяющий первичную обмотку клинового затвора 2 от вторичной обмотки заряда, 3 - коаксиальный кабель для передачи электроимпульса к первичной обмотке затвора, 4 - первичная и 5 - вторичная обмотки, 6 - электронный воспламенитель, 7 - модуль, 8 - прутковый порох, 9 - снаряд.

Большое спасибо extractor за подробный и иллюстрированный ответ, а также за "Записки РО". Если можно, хотелось бы узнать его мнение (и др. участников форума) по поводу безгильзового патрона DM11---как его толстосводный заряд успевает сгореть за время выстрела? В чем тут дело---в свойствах пороха или в заряде есть какие-то каналы, не показанные на рисунке, или еще в чем? По моим приблизительным подсчетам, минимальная скорость горения пороха (из условия плного сгорания заряда до вылета пули из ствола) должна быть ок.1240мм/c!
С уважением, Donkey

Уважаемый Donkey!
DМ11 в руках не держал и не щупал, но опыт стрельб из танковой пушке советских танков Т-72, Т-64 и изучение литературы позволяют сделать определенные выводы:
http://armor.kiev.ua/army/hist/bezgilz.shtml

Безгильзовые боеприпасы. Ю.Веремеев

4.7-мм. безгильзовый патрон 4.7DE11(вариант А)
(HITP)
-Начальная скорость - 930 м/с. Дульная энергия - 1470 дж.
Этот патрон является совместной разработкой фирм "Динамит- Нобель" и "Хеклер унд Кох (Heckler & Koch) " специально и только для винтовки G11. Испытания первого образца в декабре 1975 года выявили ряд проблем, в частности, чрезмерный температурный скачок и самовоспламенение заряда. Пороховой заряд состоял из нитроцеллюлозы с отвердителем для придания ему механически прочной формы в виде параллелепипеда размером 8х9х32мм. с пулей в передней части и выемкой для капсюля и промежуточного или дополнительного воспламеняющего заряде. Только седьмой вариант патрона, представленный на снимке показал обнадеживающие результаты. И только к концу 1986 года появился патрон варианта B, который можно было представить на полигонные стрельбы

4.7-мм. безгильзовый патрон 4.7DE11(вариант В)
(Patrone 4.73MM x 33 DM11)
Здеь пороховой заряд прессовался в блок размером 8х8х32,8 мм. Пуля полностью утапливается в заряде, а капсюль выполнен целиком из ВВ в виде тонких пластин без металлической оболочки, как было в предыдущих образцах. Заряд нового типа, известный как HITR (метательный заряд высокой температуры воспламенения), выдерживает (считается, что это так) температуру на 100 градусов выше точки самовоспламенения нитроцеллюлозного заряда и механически прочнее.
Пуля классической формы состоит из свинцового сердечника и стальной оболочки. При попадании в цель она не образует осколков и пробивает пластину из мягкой стали толщиной 6 мм на дальности 300 м.( 90-120м. по данным испытаний в СССР) и штатный стальной шлем на дальности 600 м.(130-180м. по данным испытаний в СССР). Вес пули 3,4 г, патрона - 5г.

Известен еще один тип безгильзового боеприпаса - 125 мм. снаряд к танковой пушке советских танков Т-72, Т-80, Т-90. Однако правильнее его назвать боеприпасом с полностью сгорающей гильзой. Заряжание пушки раздельное. Сначала в ствол подается собственно снаряд, затем гильза с порохом. Корпус гильзы выполнен из полностью сгорающего материала, однако, нижняя часть гильзы (так называемый поддон) с капсюльной втулкой металлическая. Этот поддон полностью выполняет задачу обтюрации и легко удаляется после выстрела из ствола. Здесь не требуется решать задачу последующего удаления гильзы из боевого отделения танка (как в Т-55 или Т- 62) и поддон сбрасывается в отведенное для него место. Не возникает проблем с удалением дульца гильзы из ствола при ее обрыве, как это изредка имело место в пушках танка Т-62. Недостатком этого боеприпаса является то, что гильзу до ее загрузки в механизм подачи снарядов танка приходится хранить в металлической герметизированной укупорке, что удорожает боеприпас, увеличивает транспортный вес боекомплекта танка, не позволяет хранить длительное время боекомплект в танке.

Артиллеристы, хорошо знакомые с проблемами крупнокалиберных боеприпасов, имеющими так называемые картузные пороховые заряды (порох находится в картузе - шелковом или полотняном мешке) категорически отказались от применения сгорающих гильз или безгильзовых снарядов в орудиях калибров до 305 мм.

Литература:

1.Журнал "Техника молодежи" ? 12-91г.

2.В.И.Мураховский, С.Л.Федосеев. Оружие пехоты. Арсенал-Пресс.Москва. 1992г.

3. А.Б.Жук. Стрелковое оружие. Москва. Военное издательство. 1992 г.

4. Справочник по стрелковому оружию армий стран НАТО. ГРУ при ГШ ВС СССР. 1988г.

5. Танк Т-72. Инструкция по эксплуатации. Ч 2. 1972г.

6. Изделие 155. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. 1957г.

7. 115 мм. танковая пушка 115У-5ТС. Руководство по эксплуатации. 1962г.

Мои комментарии:
4.7-мм. безгильзовый патрон 4.7DE11(вариант А)
(HITP)
'и промежуточного или дополнительного воспламеняющего заряде.'
Речь идет , имхо, об одном или несколких каналах внутри прессованного брикета ( допустим 7, как в семиканальном порохе),заполненных ДРП или другой быстрогорящей смесью, что приводит к быстрому сгоранию брикета.

4.7-мм. безгильзовый патрон 4.7DE11(вариант В)
(Patrone 4.73MM x 33 DM11)
В данном случае толщина горящего свода(2е) сопоставима с артиллерийскими трубчатыми порохами и при условии добавления в порох опять же быстрогорящих добавок, а возможно и определенного процента ВВ (например ТНТ), опять же можно добиться приемлемой скорости горения.
О зарядах к 125 мм к танковой пушке советских танков Т-72, Т-80, Т-90 написано довольно много , в том числе и на нашем форуме.

Вот такое имхо.
Всего наилучшего. Виктор.

Всем привет!

quote:

Originally posted by extractor:
Уважаемый Donkey!
DМ11 в руках не держал и не щупал, но опыт стрельб из танковой пушке советских танков Т-72, Т-64 и изучение литературы позволяют сделать определенные выводы:
http://armor.kiev.ua/army/hist/bezgilz.shtml

Безгильзовые боеприпасы. Ю.Веремеев

Известен еще один тип безгильзового боеприпаса - 125 мм. снаряд к танковой пушке советских танков Т-72, Т-80, Т-90. Однако правильнее его назвать боеприпасом с полностью сгорающей гильзой. Заряжание пушки раздельное. Сначала в ствол подается собственно снаряд, затем гильза с порохом. Корпус гильзы выполнен из полностью сгорающего материала, однако, нижняя часть гильзы (так называемый поддон) с капсюльной втулкой металлическая. Этот поддон полностью выполняет задачу обтюрации и легко удаляется после выстрела из ствола. Здесь не требуется решать задачу последующего удаления гильзы из боевого отделения танка (как в Т-55 или Т- 62) и поддон сбрасывается в отведенное для него место. Не возникает проблем с удалением дульца гильзы из ствола при ее обрыве, как это изредка имело место в пушках танка Т-62. Недостатком этого боеприпаса является то, что гильзу до ее загрузки в механизм подачи снарядов танка приходится хранить в металлической герметизированной укупорке, что удорожает боеприпас, увеличивает транспортный вес боекомплекта танка, не позволяет хранить длительное время боекомплект в танке.

Каждый раз натыкаясь на сайте Ю. Веремеева на это место, тихо зверею.
Хотя не стоит. Это все всего лишь илюстрация патологической нелюбви военных к картузному заряжанию, не более.
Особенно ярко она цвела у нас и фрицев в обе WW.
Отметив в скобках, что выстрелы Д-81 все же раздельно - гильзовые, с частично сгорающей гильзой, продолжу.

quote:

Безгильзовые боеприпасы. Ю.Веремеев:
Артиллеристы, хорошо знакомые с проблемами крупнокалиберных боеприпасов, имеющими так называемые картузные пороховые заряды (порох находится в картузе - шелковом или полотняном мешке) категорически отказались от применения сгорающих гильз или безгильзовых снарядов в орудиях калибров до 305 мм.
[/B]

Англия. 120мм НАРЕЗНЫЕ БЕЗГИЛЬЗОВЫЕ пушки танков "Чифтен" и "Челленджер"
155мм гаубицы стандарта НАТО ВСЕ - безгильзовые.
Даже у нас - "Нона" и "Пион" - безгильзовые.
Основные преимущества безгильзовых выстрелов связаны не с эксплуатацией в войсках или конструкцией затвора.
И то и другое отсутствие гильзы, всего вероятнее, затрудняет.
НО! Ликвидируется ОТРАСЛЬ ПРОМЫШЛЕННОСТИ по производству гильз, снимается проблема их переоснащения (я что -то помню, что порох стариться, и егонадо время от времени из гильзы вынимать и чего-то с ним делать. Мне даже смутно кажется -выкидывать. И класть новый. С картузом это проще :] )
И при создании нового оружия можно меньше заморачиваться совместимостию по гильзе...
Нет, до сих пор встречаются люди, считающие картуз архаизьмом.
О.Тесленко как-то у себя на сайте вообще додумался до корабельной пушки калибра что-то где-то 305 под унитарный выстрел. Со свободным затвором. Для перспективного линкора.
Так и вижу. Гильзы - дождем в воду. Брызги. Весело. Каждая с полслона размером...
Впрочем, у фрицев в WWI все корабельные орудия имели гильзу.
От переизбытка ресурсов, полагаю...

Уважаемый lobster!
Гильзовое или картузное? Вопрос не в названии , а в возможности зарядить орудие за один прием , желательно одним человеком .Практически сколько может неоднократно поднять один человек ? По эргономическим справочникам
'бывшего СССР'-50 кг. К примеру стройка.
Лет десять назад мешок цемента( расфасовка 50 кг) лихо взлетал на мой горб и двигался с повышенной скоростью примерно на высоту 5 этажа.
Но по мере вхождения в экономическое пространство Европы вес мешков несколько уменьшился . Современная расфасовка мешков со строй материалами составляет 28-30 кг, правда на просторах бывшего СНГ продолжают фасовать цемент в мешки по 50 кг, в чем и убедился в этом году. Цифрой примерно 30 кг определен максимальный вес ( или масса), которую человеческий индивидум, в том числе и артиллерист, может более-менее свободно швырятьв виде пороховых зарядов в орудие, независимо от того в каком виде: унитарном( со снарядом), гильзовом или картузе. Поэтому это не прихоть разработчиков, а жизненная необходимость - выбор вида заряжания.
Практически кто стрелял из Гиацинта? Мы собирали усиленный заряд для изношенного ствола массой 22 кг пороха, штатный заряд 16 кг, гильза примерно пуд! Итого 22+16 =38 кг! Заряжающий несет этот заряд, аж очи на лоб лезут!
Предел человеческих возможностей. Какая может быть скорострельность , даже при наличии досылателя?
В ' Пионе' заряд картузный в двух мешках, если забить это все в одну гильзу, какой Шварцнеггер его потянет?
То есть, каждому орудию - свой вид заряжания в зависимости от веса заряда.
Картузное заряжание имеет свои недостатки: гигроскопичность, возможность самовоспламенения при сильном нагреве ствола или при долгом нахождении картуза в нагретой каморе орудия.
В какой-то мере этих недостатков лишены модульные заряды у которых порох помещен в оболочку из картона , пропитанного ВВ.
В гильзе пороховой заряд может храниться 10 лет , при наличии усиленной крышки , загерметизированой мастикой.
Картузы храняться в герметичных цинках. Правда, при открывании цинков с порохами болеее 10 лет, можно понюхать нитроэфиров и даже сыграть в ящик.
Опять же, система воспламенения заряда. В гильзе собрано все , в том числе и капсюльная втулка.
В картузном-
нужна дополнительная операция,- вставка в затвор средств воспламенения, смотрите 'Paladin'.
Следует найти оптимальный вариант, имхо, это 4Ж52 для калибра 125 мм.
И не следует звереть на Веремеева.
Всем привет. Виктор.

[QUOTE]Originally posted by extractor:
[Цифрой примерно 30 кг определен максимальный вес ( или масса), которую человеческий индивидум, в том числе и артиллерист, может более-менее свободно швырятьв виде пороховых зарядов в орудие, независимо от того в каком виде: унитарном( со снарядом), гильзовом или картузе. Поэтому это не прихоть разработчиков, а жизненная необходимость - выбор вида заряжания.
Практически кто стрелял из Гиацинта? Мы собирали усиленный заряд для изношенного ствола массой 22 кг пороха, штатный заряд 16 кг, гильза примерно пуд! Итого 22+16 =38 кг! Заряжающий несет этот заряд, аж очи на лоб лезут!
Унитарный патрон пушки VK155 Bofors,впервые испытанной в 1966г.,весит 85кг (снаряд 48кг) при длине 1,728м. Пушка заряжается обоймами, подаваемыми гидравлическим краном.

С уважением, Donkey

Уважаемый Donkey:
Это у буржуинов подъемные краны.
А кто у нас потянет на пузе при беглом огне в случае если кран поломается :
"Унитарный патрон пушки VK155 Bofors,впервые испытанной в 1966г.,весит 85кг (снаряд 48кг) при длине 1,728м."?
Калибр 152-155 мм , снаряд 43-46 кг , заряд в пределах 50 кг- вот пределы человеческих способностей.
Потренируйтесь на мешке цемента СНГ -овской расфасовки массой 50 кг и все будет ясно

Большое спасибо всем, кто окликнулся на тему и привел интересные материалы и ссылки. Немного посчитал патрон DM11(конечно, не по этой формуле-основному уравнению пиродинамики ---она не для моего скудного математического аппарата). Я воспользовался примитивной (как схемы исторических сражений в тетради кадета Биглера) моделью выстрела. Varban, extractor, nimi и многие другие участники форума, если прочтут, будут долго смеяться... Примитивная модель выстрела (ПМВ) предполагает следующие допущения : 1. Порох при сгорании образует 10 литров горячего газа на 1грамм. 2. Давление газов постоянно за все время движения снаряда (пули). 3. Трение пули в нарезах не учитываем. 4. Давление форсирования не учитываем. 5. Конечным объемом заснарядного пространства считаем суммарный объем канала ствола и зарядной каморы за вычетом коволюма пороховых газов. 6. Коволюм пороховых газов считаем равным единице (1литр на 1кг). При таких допущениях расчетная начальная скорость снаряда, разумеется значительно отличается от истинной, но в первом приближении этой моделью можно пользоваться (ошибка бывает обычно в сторону уменьшения)
Для примера привожу некоторые системы и ошибку при расчете по данной модели:
автомат АК-74 + 1,23%, пулемет СГМ - 9,67%, пулемет РПК -16,3%, пушка М-46 -6,4%, пушка М-47 -9%, пистолет ПМ -12,2%, танковая пушка М68(L7) -7,5% (бронебойно-фугасный), -10,84% (подкалиберный).
При обратной постановке задачи по известной начальной скорости можно найти массу заряда (разумеется, с ошибкой в сторону увеличения).При помощи ПМВ можно определить также минимальную толщину горящего свода пороха, необходимую для полного сгорания зерен за время выстрела или, по известной толщине горящего свода коэффициэнт скорости горения. В действительности, разумеется, порох сгорает в первом периоде выстрела, но в ПМВ время горения пороха и время движения снаряда по стволу совпадают. При проверке этой гипотезы на примере патрона 7,62* 53R с пулей обр.1930 и порохом ВТ отклонение рассчитанного коэффициэнта скорости горения от табличного составило +6%. Определив таким примитивным способом скорость горения пороха в патроне DM11, я нашел,что коэффициэнт скорости горения при атмосферном давлении должен быть от 0,949мм/c в цилиндрической части заряда до 1,634мм/c у дна. Это довольно близко к характеристикам некоторых ракетных порохов и не так поражает воображение.
С уважением, Donkey

Уважаемый Donkey!
Оччень интересно." сейчас мы их проверим, сейчас мы их сравним"
А можно посчитать методом ПМВ начальную скорость 2А36.
Исходные:калибр-152,4 мм,
длина ствола-L0=49калибров
L=8,19 метра
Масса порохового заряда=18 кг
масса снаряда=46 кг.
Интересно получиться искомая скорость?

Уважаемый extractor!
У меня получилась скорость 886м/с, на 6,26% меньше табличной. Толщина горящего свода 2е1 получилась 2,96 - 3,12мм для пироксилинового и 8,4 - 8,9 для нитроглициринового пороха. Было бы очень интересно узнать, что там на самом деле.
С уважением, Donkey

Уважаемый Donkey!
Vo=945 при q=46 кг
22/7 марку не помню, штатная масса 16-18 кг.
В первом приближении Вашими расчетами вполне
можно пользоваться
Успехов !

lobster-у
Приветствею Вас. Упрекать военныхлегко, а им в бою нужнее оружие удобное, чем промышленности технологичное- при техн-м но неудобном оружии умре сперва военный, а конструктор может и пожить.