Влияние прочностных свойств грунтовоскальной преграды на глубину проникания ударников при дополнительном действии импульса реактивной силы

Расчетным путем проанализировано влияние на возможное увеличение глубины проникания ударников в грунтово-скальные преграды с различными прочностными свойствами дополнительного импульса реактивной тяги, сообщаемого ударнику в процессе его движения в преграде. Рассмотрено проникание в преграды типа плотного грунта горной породы малой и высокой прочности при начальных скоростях взаимодействия в диапазоне от 250 до 1000 м/с. При скорости ударника 500 м/с и массе заряда твердого ракетного топлива, составляющей 20 % массы ударника, дополнительное действие импульса реактивной тяги грунтово-скальных преград для всех рассмотренных типов позволяет увеличить примерно в 2 раза глубину проникания. С увеличением начальной скорости относительный прирост глубины проникания при фиксированной массе твердотопливного заряда уменьшается, что обусловлено уменьшением относительной доли химической энергии сгорания ракетного топлива по сравнению с начальной кинетической энергией ударника.

Литература

[1] Велданов В.А., Смирнов В.Е., Хаврошкин О.Б. Лунный пенетратор: снижение перегрузок, управление прониканием // Астрономический вестник. 1999. Т. 33. № 5. С. 490-494.

[2] Физика взрыва / под ред. Л.П. Орленко. В 2 т. Т. 1. М.: Физматлит, 2004. 832 с.

[3] Критическая скорость при внедрении ударников с конической носовой формой в грунтовые преграды / М.В. Каминский, Г.Ф. Копытов, Ю.Г. Киселев, Ю.В Кочнев, B.А. Могилев, Ю.А. Фатеев // Сб. материалов III науч. конф. Волжского регионального центра РАРАН "Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения". В 2 т. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2004. Т. 2. С. 642-647.

[4] Forrestal M.J., Lee L.M., Jenrette B.D. Laboratory-scale penetration experiments into geological targets to impact velocities of 2.1 km/s // J. Appl. Mech. 1986. Vol. 53. No. 2. P. 317-320.

[5] Федоров С.В., Велданов В.А. Применение сегментированных ударников для формирования каверны в грунтово-скальных преградах // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. № 1(71). С. 43-50.

[6] Сагомонян А.Я. Проникание. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1974. 300 с.

[7] Федоров С.В., Баянова Я.М. Особенности гидродинамического режима проникания удлиненных ударников с учетом сжимаемости материалов // ЖТФ. 2011. Т. 81. № 9. C. 45-51.

[8] Федоров С.В., Велданов В.А. Численное моделирование формирования каверны в грунте при воздействии потока высокоскоростных металлических ударников // ЖTФ. 2006. Т. 76. № 7. С. 134-137.

[9] Федоров С.В. К определению глубины проникания пористых ударников при гипер-скоростном взаимодействии // ЖTФ. 2007. Т. 77. № 10. С. 131-134.

[10] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Optimization of penetration into geological and concrete shields by impactor with jet thruster // Journal of Mechanics of Materials and Structures. 2008. Vol. 3. No. 4. P. 707-727.

[11] Велданов В.А. Численная оценка проникания модулей космических аппаратов в астероиды // Тр. Междунар. науч. конф. "Космическая защита Земли". Снежинск: РФЯЦ-ВНИИТФ, 1997. С. 173-178.

[12] Федорова Н.А., Велданов В.А., Даурских А.Ю., Федоров С.В. Влияние реактивной тяги на проникание пенетраторов при изучении строения поверхностного слоя космических объектов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 2. DOI: 10.7463/0214.0699035 URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/699035.html

[13] Федорова Н.А. Определение глубины проникания высокоскоростных исследовательских модулей с импульсным реактивным двигателем в малопрочные грунтовые преграды // Электрон. журн. Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 12. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/638157.html

[14] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Engineering models of high speed penetration into geological shields // Central European Journal of Engineering. 2014. No. 4(1). P. 1-19.

[15] Велданов В.А. Закон сопротивления прониканию ударников в грунт // Оборонная техника. 1995. № 4. С. 32-34.

[16] Велданов В.А., Федоров С.В. Особенности поведения грунта на границе контакта с недеформируемым ударником при проникании // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 6. С. 116-127.

[17] Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. М.: Высш. шк., 1990. 607 с.

[18] Велданов В.А., Наумов А.Н. Влияние времени включения и времени работы газодинамического разгонного устройства // Тр. Междунар. конф. "V Харитоновские тематические научные чтения". Саров: ВНИИЭФ, 2003. С. 499-501.

[19] Федоров С.В., Федорова Н.А., Велданов В.А. Использование импульса реактивной тяги для увеличения глубины проникания исследовательских модулей в малопрочные грунтовые преграды // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2014. № 4(84). С. 53-63.

[20] Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии / В.А. Велданов, В.А. Марков, В.И. Пусев, А.М. Ручко, М.Ю. Сотский, С.В. Федоров // ЖТФ. 2011. Т. 81. № 7. С. 94-104.

[21] Исследование динамических механических свойств алюминиевых сплавов методом акселерометрии / В.А. Велданов, В.А. Марков, В.И. Пусев, А.М. Ручко, М.Ю. Сотский, Ю.М. Сотский, С.В. Федоров // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. № 2. С. 37-46.

[22] Внутренняя баллистика РДТТ / под ред. А.М. Липанова и Ю.М. Милехина. М.: Машиностроение, 2007. 504 с.

[23] Федоров С.В., Федорова Н.А. Влияние импульса реактивной тяги на глубину проникания исследовательского зонда в грунт планеты // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 1(13). URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/airborne/571.html