Динамика удара - Зукас Дж. А.
Скачать (прямая ссылка):
1. При всех скоростях проникания материал мишени ускоряется в радиальном направлении, т.е. наружу от оси проникания, при прохождении снаряда.
2. При проникании со сравнительно малыми скоростями кинетическая энергия, сообщаемая материалу мишени в виде радиального движения, превращается в энергию упругой деформации, так что поверхность снаряда все время остается в контакте с материалом мишени.
3. С ростом скорости соударения растет и радиальное ускорение материала мишени; кинетическая энергия, сообщаемая материалу мишени, становится сравнимой с энергией упругой деформации, в результате чего уменьшается степень гидростатического подпора, действующего на снаряд со стороны мишени.
4. В носке снаряда наклон его поверхности к траектории максимален, вследствие чего радиальное ускорение материала мишени здесь больше, чем в любой другой точке оживала. Этот эффект выражен еще заметнее в случае, когда материал мишени существенно упрочняется при пластической деформации.
5. При скорости перехода кинетическая энергия, сообщаемая материалу мишени вблизи носка, достигает уровня, при котором она превышает энергию упругой деформации, и материал мишени уже не может далее создавать гидростатическое противодействие деформации снаряда в поперечном направлении.
6. Как только в остром носке снаряда начинается деформация, процесс становится неустойчивым. С образованием сферического затупления носка радиальное ускорение материала мишени увеличивается и превышает уровень, при котором еще возможно достаточное гидростатическое противодействие для следующего элемента оживала за деформированной точкой. Скорость деформации прогрессивно увеличивается, что в конце концов приводит к полному разрушению оживала и образованию другого динамически устойчивого профиля.
Согласно баллистическим испытаниям снарядов с оживальной передней частью, скорость перехода обратно пропорциональна радиусу носка, что подтверждает выдвинутую гипотезу. Оказалось также, что при заданной форме снаряда скорость перехода можно увеличить, уменьшив деформацию носка подбором соответствующего материала. Мно- Проникание и пробивание твердых тел
143
гие важные моменты гипотезы Брукса подтверждаются также результатами численных исследований эффективности баллистических наконечников, изготовленных из разных материалов и установленных на длинных цилиндрических снарядах [160].
Тейт [132] предположил, что скорость гидродинамического перехода зависит от относительных скоростей эрозии стержня и распространения волны пластических деформаций. Он считает, что если скорость эрозии стержня больше скорости распространения больших пластических деформаций, то последние не выходят за пределы окрестности носка снаряда, т.е. области высокой энтропии и температуры, и в этом случае проникание снаряда подобно прониканию струи. В работе [132] приведены выражения для скорости распространения больших пластических деформаций и скорости гидродинамического перехода для снарядов, имеющих форму прямых круговых цилиндров, при нормальном соударении с толстыми мишенями в функции эмпирической динамической прочности стержня и мишени, а также динамической скорости упрочнения или динамического касательного модуля материала стержня. Эти результаты качественно согласуются с результатами стрельбы медными стержнями по медным же мишеням.
В работах [129, 130] предлагается модифицировать уравнение Бер-нулли, включив в него два прочностных параметра (напряжения в материалах стержня и мишени, при превышении которых последние начинают вести себя как жидкости). Это необходимо для того, чтобы определить замедление длинного стержня после попадания в толстую мишень. Значения прочностных параметров определяются опытным путем. Экспериментальные данные посредственно (а в некоторых случаях плохо) согласуются с этой теорией и указывают на сильную зависимость результатов расчета от принятых значений двух указанных прочностных параметров. Развивая это направление, Тейт [131] разработал модели, описывающие деформацию мягкого стержня, соударяющегося с жесткой мишенью, и проникание жесткого снаряда в мягкую мишень. Он указал на теоретическую возможность убывания глубины проникания с увеличением скорости соударения. Однако этот вывод не подтверждается результатами экспериментов.
Совсем недавно Тейт разработал модель рикошета длинных стержней [133]. Проблема рикошета имеет давнюю историю, однако до сих пор нет удовлетворительной теории, описывающей этот процесс. Обзоры значительной части ранних исследований рикошета артиллерийских снарядов от металлических пластин, почвы, бетона и поверхности воды даны в работах [70, 116]. Рикошет недеформируемых шариков от металлических поверхностей рассмотрен в работе [19]. Были выполнены и другие исследования соударения недеформируемых снарядов с различными средами при больших углах наклона к нормали к поверхности [35-37, 69, 73, 125].
Рехт выделяет следующие три основных фактора, определяющие изменение направления движения снаряда и его скорости при соударении с мишенью под большими углами относительно нормали к поверхности. 144
