Küresel ve Çok Delikli Barutlar için İç Balistik ve Geçiş Balistiği Problemlerinin Çözümü ve Deneysel Sonuçlar ile Karşılaştırılması
Abstract
Silah tasarımında iç balistik problem çözümünün yanında geçiş balistiği probleminin de çözümü gerekmektedir. Silahın tasarım safhasında öncelikle seçilerek karar verilmesi gereken parametreler barutun kimyasal yapısı ve dane geometrisidir. Barutun dane geometrisi, genel olarak; küresel, silindirik veya çok delikli silindirik olabilmektedir. Bu çalışmada, temel iç balistik denklemi oluşturan Résal eşitliği küresel ve tek delikli barut dane geometrisi için Runge Kutta metodu kullanılarak çözülmüştür. Tipik bir silahın tasarımında temel girdiler; barut kimyasal yapısı, barut dane geometrisi, mermi kütlesel değerleri ve namlu geometrisinden oluşmaktadır. Namlu boyunca, namlu içinde basınç dağılımı, merminin lineer ve teğetsel hız değişimi zamana bağlı olarak hesaplanmaktadır. Bu hesaplamalarda, mermi ve namlu arasındaki sürtünme kuvveti ile namlu içinde merminin haraketine karşı yiv ve setlerin yarattığı direnç kuvveti de göz önüne alınmaktadır. Hesaplamalar sonucunda, namluda ısı transferi ve barutun kendi kendine tutuşması gibi problemlerin çözümü için gerekli termodinamik ve ısı transferi parametreleri de elde edilmektedir. Namluların ömür probleminin çözümü için atış sırasında namlu iç yüzeyinde meydana gelen aşınmanın da hesabı gerekmektedir. Oluşturulan modelde namlu aşınması hesaplanabilmektedir. Namlunun tasarımının yapılabilmesi için iç balistik problemin çözülmesi yeterli olmamakta, mermi namluyu terk ettikten sonra oluşan geçiş balistiği problemininde çözümü gerekmektedir. Universal silah tasarım problemlerinin çözümü için “AKÇAY İç Balistik” bilgisayar kodu geliştirilmiştir. Elde edilen teorik sonuçlar, MKE Atış Poligonunda 7.62x51 mm M80 fişekleri ile yapılan test sonuçları ve literatürde mevcut test sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Teorik ve deneysel sonuçlar arasındaki uyum gayet tatminkârdır
Keywords
INTERNAL AND TRANSITIONAL BALLISTIC SOLUTION FOR SPHERICAL AND
PERFORATED PROPELLANTS AND VERIFICATION WITH EXPERIMENTAL RESULTS
Abstract
The solutions of internal ballistics in addition with the transitional ballistic equations are very important for gun design. During the design phase of a gun, some of the main parameters decided on are the selection of the propellant chemical structure and the grain geometry which may be spherical, tubular or multi perforated tubular. In this study, the Résal equation, which is one of the basic internal ballistic equations, is solved by means of Runge Kutta method for spherical and perforated propellants. The propellant chemical structure, propellant geometry, projectile mass properties and barrel geometry are the main inputs for a typical gun design. The pressure distribution and the linear and tangential velocity of the projectile in the barrel are predicted depending on time along the barrel length. The friction force between barrel and projectile, resistance force created by the rifling against the motion of projectile are taken into consideration. Thermodynamic and heat transfer parameters required in order to solve heat transfer problems of barrel such as cook-off problem are also obtained. The calculation of erosion at the inner surface of barrel is another problem solved for the life prediction of the barrel. To design a gun, solving internal ballistics is not enough, transitional ballistic of the barrel after the shot ejection has to be also solved. The computer code of “Internal Ballistic AKÇAY” is generated for the solution of universal gun design problems. Experiments are carried out with test barrel of 7.62x51 mm M80 ammunition at MKE ballistic test facilities. The theoretical results are compared with the experimental results. The agreements between them are quite satisfactory
Keywords
