Lab1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»
(БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»)
БГТУ.СМК-Ф-4.2-К5-01
Факультет
A
шифр
Кафедра
А1
шифр
Дисциплина
Ракетно-космической техники
наименование
Ракетостроение
наименование
Количественные методы оценки эффективности
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
на тему
Исследование результатов взрыва
конденсированного взрывчатого вещества
Выполнил студент группы
КВ-53
Лутковский Д.А.
Фамилия И.О.
РУКОВОДИТЕЛЬ
Афанасьев К.А.
Фамилия И.О.
Подпись
Оценка
«_____»
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2020 г.
2020г.
Цель работы
В данной лабораторной работе требуется обосновать массу КВВ,
необходимую для уничтожения назначенной цели с фиксированной степенью
устойчивости к избыточному давлению.
Исходные данные:
Таблица 1 – Параметры задания на выполнение работы
Таблица 2 – Характеристики взрывчатого вещества
Решение
В качестве объекта поражения выступает танк Abrams (M1A2).
Рисунок 1 – Схема танка
2
Считаем, что взрыв происходит на расстоянии 5м от цели. Задача
состоит в том, чтобы лишить танк возможности перемещаться. Для этого
требуется полностью накрыть зоной поражения одну из гусениц.
Рисунок 2 – Схема подрыва
Считаем, что катки и гусеницы танка выдерживают перепад давления,
не превышающий 150кПа. При больших значениях происходит разрыв ленты,
который препятствует дальнейшему перемещению цели.
В работе использовались следующие формулы и зависимости:
1. Приведенный радиус заряда R з  0.05 q ,м; (q - масса заряда в кг).
3
2. Избыточное давление на фронте ударной волны при взрыве на
поверхности неразрушаемой преграды расстоянии R>12Rз, МПа:
p  1.4
3
3 q
q2
q

0
.
43
 0.11
;
3
2
R
R
R
3. Значение удельного импульса, определяемого для фазы сжатия

I   Pt  dt  A
0
3
3
q2
R
, А  0.4.
4. Длительность фазы сжатия   для наземного и приземного взрывов
   1.5 10 3  6 q R ,
5. Максимальное давление разрежения p и длительность фазы
p
разрежения   при ф  0.4 МПа
p   0.03
3
q
R
3
;    0.013 q .
6. Скорость расширяющихся газов во фронте УВ
vф 
7. Скорость распространения фронта ударной волны
8. Плотность расширяющихся газов
ф   0
a  pф
k 1  pф  b
;
Dф  a 1  pф  b
;
1  pф  b
1  pф  c
9. Скоростной напор на фронте ударной волны
10. Температура на фронте ударной волны
;
pф ск 
Т ф ск  Т 0
ф v ф2

2
k  1pф  2k ,
1  p 
ф
ф
pф pф
0
;
После нескольких расчетов было определено, что для создания радиуса
зоны поражения, равного 5м при стойкости цели к избыточному давлению в
150кПа требуется не менее 3.8кг ВВ.
Таблица 3 – Значения исходных параметров
4
Рисунок 3 – Радиус поражения (масса ВВ = 3.8кг)
Рисунок 4 – Радиусы поражения для различных масс
На рисунке 4 отображены зависимости изменения давления на фронте
УВ для различных масс. Видно, что все характеры зависимостей идентичны и
увеличение радиуса зоны поражения происходит линейно с увеличением
массы ВВ.
5
Рисунок 5 – Зависимость удельного импульса от расстояния
Рисунок 6 – Зависимость скоростного напора от расстояния
6
Рисунок 6 – Скорость распространения УВ
Рисунок 7 – Длительность фазы сжатия
Из рисунка 7 видно, что длительность фазы сжатия увеличивается по
мере удаления от точки подрыва. Казалось бы. и удельный импульс фазы
сжатия должен возрастать. Однако происходит падение (рисунок 5) его
значения за счет быстрого уменьшения величины давления на фронте ударной
волны (рисунок 8).
7
Рисунок 8 – Падение давления на фронте УВ
Построение трехмерного графика изменения давления в excel
оказалось чрезвычайно сложным в связи с тем, что время фазы сжатия
изменяется в зависимости от расстояния до взрыва. Тем не менее в любой
точке пространства зависимость ведет себя одинаково. В связи с этим было
принято решение отобразить лишь график для расстояния в 5м.
Рисунок 9 – Изменение давления от времени
8
Вывод
В данной ЛР были рассчитаны параметры УВ и графически построены
их зависимости от расстояния. В ходе выполнения работы было выявлено, что
для поражения цели с расстояния 5м требуется не менее 3.8кг ВВ «ТЭН».
В ходе выполнения данной лабораторной работы были подтверждены
теоретические
знания
практическими
расчетами,
изучены
основные
закономерности и исследованы зависимости изменения параметров при
взрыве конденсированного взрывчатого вещества.
9