Динамика удара - Зукас Дж. А.
Скачать (прямая ссылка):
При одних и тех же условиях соударения предельная скорость, соответствующая второму определению, обычно больше, чем соответствующая первому. Предельная скорость по третьему определению близка к скорости по второму определению, за исключением случая, когда на тыльной поверхности мишени происходит откол материала. Отметим, что лишь второе определение связывает пробивание с поведением снаряда. Вводя определение полного пробивания, необходимо определить предельную баллистическую скорость с точки зрения вероятности достижения успеха при стрельбе. Обычно за такую скорость принимается V50. Выстрел со скоростью более V50 может и не обеспечить полного пробивания, однако вероятность последнего с ростом скорости возрастает.
Вероятностное значение V50 в качестве предельной баллистической скорости применяется часто и широко распространено. Им довольно удобно пользоваться и при экспериментальных, и при теоретических исследованиях. Главный его недостаток - необходимость проведения довольно большого числа экспериментов для получения статистически обоснованного значения Kjq, результаты которых используются далеко не полностью.
Детерминированное значение V\ имеет ряд очевидных преимуществ, главным из которых является более полное использование имеющейся информации. Вместо простой констатации факта-есть пробивание или нет его, в случае если оно есть, используются взвешенные значения скорости, чем обеспечивается более высокая точность и экономичность по-
Частичное проникание
Полное проникание
е Полное ^J ^ J_J
[р> ^n0ji"06
/—
а
Контрольная пластина
6
в
Рис. 3.13. Различные определения полного пробивания и частичного проникания, принятые в армии (а) и ВМС США (в), а также при проектировании защитной брони (б). 130
Г лава 2
лучения результатов. Обычно получают реальную кривую Vr(Vs) и одновременно с ней предельную баллистическую скорость V\. Эти данные не только облегчают проектирование снарядов и корреляцию экспериментальных данных с результатами аналитического или численного исследования, но и позволяют рассматривать пробивание мишеней, состоящих из нескольких последовательно расположенных пластин.
Единственным очевидным и в некоторых случаях существенным недостатком, присущим определению F/, является применение сложного и дорогостоящего измерительного оборудования (в настоящее время для этого используются рентгенографические установки) для измерения остаточной скорости снаряда. Хотя стоимость одного выстрела при экспериментальном определении зависимости Fr(Fs) превышает расходы на один выстрел при определении F50, суммарная стоимость определения предельной баллистической скорости Vi может быть значительно ниже, чем при определении F50, поскольку требуется меньше выстрелов. Кроме того, определение F/ больше подходит для дополнительных исследований в области развивающейся баллистической технологии, так как оно лучше характеризует разрушение материала (образование осколков, раскалывание снаряда) и совокупности осколков за преградой.
Предельная баллистическая скорость Vi зависит от формы, ориентации и свойств материалов снаряда и мишени. Грабарек из Баллистической исследовательской лаборатории выполнил систематические экспериментальные исследования влияния различных параметров на значение предельной баллистической скорости. Некоторые из полученных им данных приведены в приложении Б.
Испытания моделей снарядов, оснащенных измерительными системами. Испытания моделей снарядов с бортовой измерительной системой ведутся уже много лет. Еще в 1956 г. Блюм провел эксперименты, в которых тонкие пластинки метались на неподвижные модели снарядов, оснащенные проволочными тензодатчиками [26]. Аналогичные испытания, обычно называемые обращенными баллистическими экспериментами, были проведены и другими исследователями (например, работы [10, 92]). Для изучения проникания снарядов, движущихся с высокими скоростями, применялись также мишени, оборудованные измерительной системой. В работе [140] излагаются результаты большой серии опытов по изучению проникания в медные и дюралюминиевые пластины с использованием рентгенографических и оптических методов. В опытах Незервуда [103], проведенных в 1979 г., скорости проникания измерялись миниатюрными цилиндрическими датчиками. В настоящее время Ховером и сотрудниками в Лаборатории баллистических исследований армии США ведутся обширные экспериментальные исследования с использованием моделей, оснащенных датчиками.
Ховер систематически изучал поведение длинных стержней в процессе проникания, измеряя деформации с помощью датчиков сопротивле- Проникание и пробивание твердых тел
131
/.........
XWWW^L
Рис. 3.14. Устройство с бортовым измерительным оборудованием для проведения испытаний на удар [62].
а-фотография, б-схема устройства, 1 -пластмассовый поддон, 2-контактная пластннка, 3-острие, 4-экран, 5-мишень из стали RHA, 6-датчик, 7-стальной стержень (снаряд), 8-экран, 9-полость, IO-осциллоскоп, 11 -импульсная мостовая схема
ния из фольги. В более ранних опытах с применением метода обращенного движения использовались неподвижные стержни, по которым стреляли стальными мишенями из легкогазовой пушки. Хотя эти опыты дали удовлетворительные результаты и для соударений по нормали, и для соударений под углом, применение метода обращенного движения налагало строгие ограничения на диаметр мишени, масса которой не позволяла получать скорости соударения более 700 м/с. Чтобы преодолеть эти затруднения, Ховер разработал метод стрельбы стержнями, оснащенными датчиками [62]. Датчики деформаций устанавливались на расстоянии 20, 40 и 60 мм от носка стержня и подключались к тонким металлическим контактным пластинкам, расположенным на переднем торце пластмассового поддона (рис. 3.14).
