автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Идентификация характеристик пневмобаллистических систем на примере пневматического оружия

рге од

2 О НОН Щ

На правах рукописи

Кузьменко Олег Леонидович

УДК 621.54:623.44

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПНЕВМОБАЛЛИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Специальности:

05.13.16 - Применение вычислительной техники,

математического моделирования и математических методов в научных исследованиях 05.02.19 Экспериментальная механика машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск - 2000

Работа выполнена в Ижевском государственном технически

университете (ИжГТУ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки Удмуртской Республики С.Н.Храмов

Официальные оппоненты1, чл.-корр. РАН,

доктор физико-математических наук, профессор Б.Н. Четверушкин (Институт математического моделирования РАН, г. Москва);

Заслуженный деятель науки Удмуртской Республики,

доктор технических наук, профессор Н.А.Корякин (ИжГТУ)

Ведущее предприятие:

Институт прикладной механики УрО РАН, г. Ижевск.

Защита состоится _2000 г. в /О часов на заседании

диссертационного совета Д 064.35.01 в Ижевском государственном техническом университете по адресу:

426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, прошу выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ.

Автореферат разослан " О Г 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

В.И.Гольдфарб

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования — пневмобаллистические системы, основанные на преобразовании внутренней энергии сжатого газа в кинетическую энергию движущегося твердого тела, в том числе пневматическое оружие.

Предмет исследования — математические модели элементов пневмобаллистических систем, включающих в себя механические, газодинамические и тепловые структурные элементы.

Актуальность темы. Для пневматических метательных устройств характерна относительно небольшая, по сравнению с огнестрельным оружием, энергетика рабочей газовой среды (комплекс ЯТ) и, вследствие этого, более низкая скорость вылета пули (75-360 м/с) и дульная кинетическая энергия выстрела в целом (порядка 2-3 Дж для оружия с пейнтбольной и "мягкой" пневматикой, до 30 Дж для охотничьего оружия). В результате этого внутренние процессы в элементах пневмомеханических систем - в пневмотрактах, цилиндрах, клапанах и т.п. оказывают значительное влияние на технические и баллистические характеристики оружия.

Несмотря на достаточное распространение пневмобаллистических и пневмогазовых систем, ряд практических проблем, связанных с расчетом параметров их узлов и элементов, остается малоисследованным. Это связано с многообразием конструктивных схем пневмогазовых систем, сложностью газодинамических и тепловых процессов в трактах и цилиндрах оружия, усложняющей построение математической модели изменения параметров при выстреле, малочисленностью математических моделей рабочих процессов, пригодных для инженерных расчетов.

Для газобаллонного оружия требуют дополнительного изучения вопросы определения количественных параметров физических процессов, в которых совершаются фазовые переходы углекислого газа (СОг), поскольку эта информация разбросана по различным источникам и весьма противоречива. Для оружия других схем имеется информация о влиянии параметров окружающей среды на характеристики внешней баллистики, но практически отсутствует — об их влиянии на внутрибаллистические характеристики системы, что достаточно важно, поскольку атмосферный воздух является рабочим телом.

Оптимизация проектирования пневмобаллистических систем возможна только при наличии достоверной информации о влиянии значимых факторов на количественные характеристики рабочих процессов. Наиболее эффективный способ получения такой информации -численное моделирование процессов в пневматическом оружии.

Таким образом, является актуальным создание подробного математического описания механических, газодинамических и тепловых процессов в пневмобаллистических системах, позволяющего решать

проектные и конструкторские задачи, и математической модели, адекватно описывающей конструкцию и работу изделия, и удовлетворяющую проектанта по уровню достоверности и точности при приемлемых затратах времени на расчет.

Работы проводились в ИжГТУ по техническим заданиям Ижевского механического завода (г. Ижевск) в рамках хоздоговорных тем № 160/0960, № 29/590.

Целью работы является научное обоснование имитационных математических моделей пневмобаллистических систем, их реализация в пакете прикладных программ и идентификация результатами эксперимента. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

— определение параметров и характеристик пневмобаллистических систем, обеспечивающих достоверность математического моделирования исследуемых процессов;

— создание физической схемы использования сжиженного СО2 в пневматическом оружии и математической модели газотермодинамики углекислотного оружия, позволяющей проводить численные исследования устройств, где используется или может быть использован сжиженный углекислый газ;

— численная реализация математической модели с учетом возможностей и ограничений персональных компьютеров;

— математическое моделирование процесса в рабочем цилиндре пневмодвигателя с учетом сопротивления движению газа, трения, тепло- и массообмена в цилиндре и пневмотрактах, негерметичности уплотнений, фазовых превращений во влажном воздухе, влияния динамики движения поршня и т.д.;

— разработка методик экспериментальной идентификации характеристик газодинамических трактов и газовых приводов пневматического оружия, и идентификация результатов математического моделирования для получения совокупности значений входных параметров, типичных для данного типа пневмобаллистической системы.

Методы исследования. Теоретические исследования базируются на использовании классических методов математического описания систем с сосредоточенными параметрами и методов вычислительной математики, положений газо- и гидродинамики по разделам: физико-механические свойства газов, кинематика и динамика жидкой среды, течение в каналах и гидравлический расчет трубопроводов, а также положений классической и экспериментальной механики. Реализация математических моделей проводится средствами компьютерного моделирования на 1ВМ-совместимых персональных компьютерах.

Для идентификации характеристик пневмотрактов используются экспериментальные методы исследования газовых течений, определения

газодинамических параметров потока и характеристик механических систем. При подготовке, проведении экспериментов и обработке их результатов применяются методы теории планирования эксперимента и статистической обработки результатов.

Достоверность и обоснованность результатов математического моделирования, идентификации характеристик пневмодвигателей и газодинамических трактов оценивается путем сравнения с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями на метрологически аттестованных приборах; выводами классических теоретических исследований; статистической обработкой результатов измерений.

На защиту выносятся:

— математическая модель, описывающая основные газотермодинамические процессы СОг как рабочего тела в процессе его расходования из предварительно заполненного баллона ограниченного объема;

— математические модели процессов в рабочем цилиндре пневмодвигателя компрессионного и пружинного типов, учитывающие отличие рабочих процессов в приводе пневмобаплистического устройства от теоретического рабочего процесса (цилиндра компрессора);

— программная реализация математических моделей и результаты численного исследования динамики протекающих процессов;

— разработанные методики экспериментального определения параметров оружия я установки для их реализации, в том числе эффективной площади предствольного газодинамического тракта, тепловых и механических потерь в пневмоцилиндре, влияния теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра, динамики срабатывания отсечного клапана для оружия, работающего на воздухе и углекислом газе.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными численными и экспериментальными исследованиями приводов и газодинамических трактов пневмобаллистических систем, в ходе которых:

— разработана математическая модель, описывающая газотермодинамические процессы углекислого газа при переходе из жидкой фазы в газообразную и соответствующая рекомендованным в отрасли сочетаниям параметров С Ог на линии насыщения, получены аппроксимационные зависимости для определения теплоемкости газовой фазы СОг на линии насыщения;

— создана математическая модель процесса всасывания для рабочего цилиндра пневмодвигателя, учитывающие наличие мертвого пространства, содержащего порцию газа, испытавшего воздействие предыдущих рабочих циклов и изменившего свои параметры (температура, давление, влажность);

— проведены численные исследования динамики рабочего цикла пневмоцилиндра газового оружия, получены графические и аналитические зависимости начальной скорости пули от исследованных параметров с оценкой значимости каждого фактора;

— предложены новые методы экспериментального определения параметров пневмобаллисшческих систем: способ интегральной оценки потерь в пневмоцилиндре по величине амплитуд и декременту затухания колебаний давления в замкнутом объеме ("выстрел вглухую"); способ изменения характеристик теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра. путем установки теплопроводных или теплоизолирующих.шайб;

Совокупность полученных результатов является научным обоснованием технических (технологических) разработок, обеспечивающих решение важных прикладных задач — обеспечение достоверности прогнозирования технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия на этапе технического предложения.

Практическая ценность работы. Разработанные математические модели и их программные реализации позволяют осуществить параметрическое исследование и научно обоснованное прогнозирование технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия на этапе технического предложения, определять наиболее эффективные конструкции элементов трактов и пневмодвигателей с точки зрения повышения начальной скорости пули и стабильности характеристик отдельных выстрелов и их серий.

Результаты работы были использованы при проведении исследований по созданию и паспортизации пневматического спортивного оружия, при проведении стендовой отработки элементов пневмодвигателей и газодинамических трактов, переданы заказчику в виде научно-технических отчетов, техсправок о проведенных исследованиях и пакетов прикладных программ для ЭВМ.

Техническая новизна конструктивных решений подтверждена полученными патентами Российской Федерации N 2021579, 2045740, 2069486, 2069487, 2082947, 2089831, 2096725, свидетельствами на полезную модель N 2025,2300, 2869.

За разработку системы гражданского оружия автор удостоен Премии правительства Российской Федерации.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались на НТС КБ пневматического оружия Ижевского механического завода (1990-1996), Международной научно-технической конференции "Информационные технологии в инновационных проектах" (Ижевск, 2000), а также на научно-технических конференциях ИжГТУ (1994, 1996,1998,2000).

В полном объеме работа докладывалась на совместном заседании кафедр "Аппаратостроение" и ТДУ ИжГТУ (2000).

Публикации. По тематике диссертационной работы автором опубликованы 9 печатных научных работ (в том числе 5 депонированных статей, 2 статьи в трудах Международных конференций, 2 статьи в Всероссийских сборниках), получены 7 патентов Российской Федерации, 3 свидетельства на полезную модель, выпущены 4 научно-технических отчета по хоздоговорным НИР.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 144 страницы машинописного текста, в том числе 11 страниц литературы, 34 рисунка (18 — на отдельных листах), 12 таблиц (7 — на отдельных листах), и состоит из введения, четырех глав, заключения с выводами и библиографического списка из 113 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения сформулированы объект и предмет исследования, обоснована актуальность темы и определены цели исследования.

В первой главе рассмотрены особенности пневмобаллистических систем различного назначения, основанных на преобразования внутренней энергии сжатого газа в кинетическую энергию движущегося твердого тела.

Приводится классификация данных систем (рис.1) по принципу действия, типу источника энергии, способу преобразования энергии, наличию промежуточных газовых сред, конструктивно-функциональным признакам и пр. Приведены сравнительные таблицы характеристик пневматического оружия отечественных и зарубежных фирм.

Возможности газодинамических приводов пневмобаллистических систем рассматриваются на примере приводов пневматического оружия (пружинное оружие; компрессионное оружие в вариантах с одноразовой, многоразовой, предварительной накачкой и накачкой патрона; углекислотное газобаллонное оружие), исходя из требований к спортивно-охотничьему пневмогазовому оружию.

На основе анализа схем и чертежей существующих образцов оружия исследуются особенности геометрических и расходных характеристик предствольных газодинамических трактов и дозирующих устройств пневматического оружия. В частности, отмечается импульсный характер процессов в них, изменение конфигурации упругих элементов тракта при эксплуатации и случайный характер изменения проходного сечения в процессе изготовления, наличие фазовых переходов для углекислотных систем, необходимость учета динамических характеристик, теплообмена в элементах оружия и др., усложняющие построение математической модели изменения параметров в предствольных объемах при выстреле.

Рассматриваются возможные пути повышения эффективности пневмобаллистических систем, основным требованием к которым является высокая начальная скорость метаемого тела: увеличение скорости звука в метающем газе, увеличение переносной скорости газа, уменьшение потерь в трактах, использование пиропневматики,

КЛАССИФИКАЦИЯ ПКЕЕНСЕДЛЛИСТИЧЕСЕИХ СИСТЕМ

Во

назначении

Пкевмоорзжие Нетательние стенш Баллистические зстааовки Строительно-мштажпие пист. Паркеры Специальные

Па источника энергии

а ж И 5 и и з а и

Па кмстрзктнвно-фэпкционалышм признакам

Числа стшснем скатия

Одностэпеичатие Дюхстэпепчатце

Вид раСачего газа

Одиосредиие Дамхсредаше

Вид сжатии

Порыневне Диафрагнен. Дроссельное КомБимиров.

[[ КЛПС1

классификация пневпатическю орзхия

□

Па

назначении

Спортивное Охотничье Боевое Гарлзиное Развлекательн, а) пемнтБол Б) имитаторы стр.орз*»« а)"Жесткая

пневматика Специальное

ЧПо каистрзктюно-Фшшцдоналышм признакам

±

На смимеином газе

Згаекислотное На скимекном Фреоне На других газах

т

Конпрессмоннае

Врукшшо-поръюевое

С одиораз. накачкой Нзльтиком-прессиоиное С предоарит. накачкой С накачкой патрона

Комбинированное

Пиролневма-тнческде Яегкогазо-вое

Бинтосш Пистолет»

Рис. 1. Классификационные схемы пневмобалпистическихустановок и пневматического оружия

совершенствование боеприпасов. Оцениваются практическая осуществимость этих способов для пневмогазового оружия.

Сформированы основные научные задачи, которые должны быть решены для обеспечения достоверности и точности математического моделирования исследуемых процессов в пневмобаллистических системах.

Во второй главе исследуется газотермодинамика углекислого газа на линии насыщения и в газовой фазе. Предложена физическая схема использования сжиженного С02 в пневматическом оружии (рис.2), описан переход СО2 из жидкой фазы в газообразную по р-у-диаграмме.

Поскольку информация о характеристиках и количественных параметрах физических процессов, в которых совершаются переходы ССЬ из одного агрегатного состояния в другое, разбросаны по различным источникам и весьма противоречивы, одной из задач главы является анализ опубликованных в различных источниках уравнений,

ч

описывающих основные газотермодинамические процессы СОг как рабочего тела. Проведен

анализ различных методов аналитического определения параметров С02 в двухфазной области, в частности, рассма-

Рис. 2. Схема газодинамического тракта пневматического оружия

триваются четыре метода определения удельного объема (плотности) жидкой фазы, девять методов определения давления паров над поверхностью химически чистого сжиженного СОг, десять уравнений состояния для газообразного СО2. В результате выбираются уравнения, наиболее соответствующие рекомендованным в отрасли сочетаниям параметров С02 на линии насыщения: для удельного объема жидкой фазы С02 — уравнение Чью и Праусница при значении фактора ацентричности ш=0,225; для давления паров над поверхностью жидкой фазы СО2 — уравнение Гарлахера; уравнение состояния для газовой фазы — уравнение Редлиха-Квонга в модификации Вильсона.

Рассмотрены также четыре уравнения, определяющие теплоемкость жидкой фазы С02 на линии насыщения (выбрано уравнение Яна-Стила с заменой табличных значений аппроксимационными зависимостями) и получены аппроксимационные зависимости для определения теплоемкости газовой фазы СО? на линии насыщения:

АС

0,17208 +

АС

ЩрГ)--

0,01687 9,71-10

Р?

-7

Р*г

1,3838-15,194-Рг + 34,852-

ЛС^(РГ)= 1 0,01936+

0,001077 6,96-10" п2 " п 4

АС )=1,255 6+ 5,0112 • Рг +16,652 ■ р}

й,0\<Рг< 0,5; 0,5<РГ2 1;

0,01 < Рг 5 0,5; 0,5< Рг < 1.

Приведены также данные по теплопроводности и вязкости жидкой и газовой фаз С02, по величине поверхностного натяжения жидкой фазы С02.

На основе этих уравнений сформирована математическая модель, описывающая основные газотермодинамические характеристики СОг в процессе его расходования из предварительно заполненного баллона ограниченного объема.

1. Удельный объем У^ жидкой фазы СО? на линии насыщения

У1=(Р1+Г2) Ю-4 [М3/кг].

Здесь ^ = 6,679185 - 7,674915 Тг +12,175872-Тгг -4,062046-7^ ; = 0,442 Гг -1,645471 • Ц1 - 7>); ТГ=Т ТС .

2. Давление паров РуР над поверхностью жидкой фазы С02

52,703 - 3146,64 Т -5,572 • 1пТ ± 0,705• Р Т2 - 1пР = О

3. Удельный объем газовой фазы СО2

Р

^-в

4. Соотношение объемов фаз в абсолютно жестком баллоне У=У,+УЬ-

М =м!+м1 = Ув 5. Изменение параметров над поверхностью жидкой фазы

[ма- та);

Анализ математической модели, описывающей поведение С02, в том числе при фазовом переходе, позволит проводить численные исследования различных устройств, где используется или может быть использован сжиженный углекислый газ.

В третьей главе исследуется отличие рабочих процессов в пневматическом приводе пневмобаллистического устройства от теоретического рабочего процесса, рассматриваемого как обычный компрессор: наличие сопротивления движению газа и трения, теплообмена со стенками проточной части, массообмена в цилиндре с соседними полостями вследствие негерметичности уплотнений, фазовых превращений во влажном воздухе, мертвого пространства, заполненного газом, испытавшим воздействие предыдущих рабочих циклов и изменившим свои параметры, влияние динамики движения поршня.

На основе выявленных отличий строятся математические модели процессов в рабочем цилиндре пневмодвигателя.

Основу математической модели процесса всасывания (рис.3) составляют уравнения: состояния газа; энергии, термодинамики рабочего тела переменной массы; расхода; теплообмена с поверхностями поршня, дна и стенок цилиндра; динамики поршня. Процесс считается квазистационарным.

Математическая модель рабочего процесса в пневмодвигателе (рис. 4) представлена нелинейными дифференциальными уравнениями, описывающими осредненные по объему рабочей части цилиндра

{

Рк

ООО'

V*

"¡мл я а

р-У =т-К-Т

йр _к-\( аб к сИ . ¿И . Лт^

с1т

1Г (к

г,

г »-1 л

2 к Г, 1-

к-1 /г )

= а-ДГ-5

Рис.3. Уравнения математической модели всасывания

параметры газа, алгебраическими зависимости параметров устройства

ф А-1

/, • С -/,, - &'

(С, -Ф

Л Щ)

с1р _ 1

л ~ к(г)

ш

ж

йУ ■ й1 Ж ~ 4

— = я • • Л

т =Р(о/[р(о-я].

п

Л = Л -ехр^^ '^(и)

0.4

Л с/К с/О

-р---1—

к-1 ¿г ¿а

и =

к,

с/ = 0.622

Р~ Рп

1 = СраТ+ с!„ (г„ + Ср„ Г) +с1ж Срж + + (гт + СртТ)

Рис. 4. Уравнения математической модели рабочего процесса

уравнениями, выражающими от его характерных размеров, и набора констант, отражающих теплофизические свойства

рабочего тела и окружающей среды, и включает уравнения: — изменения давления в цилиндре; — изменения плотности рабочего тела в цилиндре; — теплового потока от стенок к рабочему телу; — изменения объема полости цилиндра; — изменения поверхности контакта стенок с газом.

Температура рабочего тела при допущении его

термодинамической идеальности определяется через значение текущих давления и плотности газа в цилиндре. Влажный воздух рассматривается как смесь сухого воздуха и водяного пара, подчиняющаяся закону

Дальтона.

Описанная математическая модель реализована в среде МаШСАС, некоторые результаты численных исследований динамики рабочего цикла пневмо-цилиндра газового оружия представлены на графиках рис. 5.

Скорость влажного воздуха в заборном устройстве

5

< . ' — N

N

\

\\

Изменение параметров в цилиндре при движении поршня на сжатие

Приход влажного воздуха в цилиндр

■ ч.

ч\ * \

\\

\

Изменение параметров в цилиндре после завершения сжатия

Рис. 5. Пример параметрического анализа рабочего процесса

В четвертой главе рассматриваются вопросы экспериментального исследования внутренних процессов в элементах пневмомеханических систем (пневмотрактах, цилиндрах, клапанах и т.п.) применительно к газодинамическим трактам спортивного и охотничьего пневмогазового оружия, поскольку важным условием использования созданной математической модели является проведение идентификации ее входных параметров по экспериментальным данным реально существующего образца пневмобаллистической системы. В результате получается совокупность значений входных параметров, типичных для систем данного класса, что позволяет оценить оптимальность проектных параметров новых изделий.

На основании сформулированных математических моделей рабочих процессов предлагаются методы, установки для их реализации (рис.6-7) и результаты идентификации параметров газодинамических трактов оружия, в частности:

— методики определения эффективной площади тракта в целом при опорожнении сосуда с сжатым рабочим газом через исследуемый тракт при сверхкритическом режиме истечения (рис.6 а) и проведения качественной оценки характеристик трактов методами гидрогазоаналогии (рис. 6 в) и с использованием тест-моделей трактов (рис. 6 б);

— способ оценки тепловых и механических потерь в пневмоцилиндре по величине амплитуд и декременту затухания колебаний давления в замкнутом объеме при выстреле и замене ствола датчиком давления ("выстрел вглухую", рис. 7 а). Способ проверен стрельбой с замером начальной скорости пули из нескольких образцов пистолета Иж-40. Выявлено, что отношения начальных скоростей пули соответствует данным динамических испытаний, но выражены в меньшей степени. Рекомендуется использование метода "выстрела вглухую" для экспресс-оценки характеристик оружия при индивидуальном подборе по начальной скорости пули, стабильности характеристик выстрела и т.д.;

— способ изменения характеристик теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра путем изменения материала стенок установкой теплопроводных или теплоизолирующих шайб (рис. 7 в). Результаты измерений дульной скорости для пистолета с теплоотводными шайбами: стальная шайба Уф= 85,5 ±1,9 м/с, гетинакс Уср= 84,1 ±0,9 м/с, медная шайба Ус.= 80,1 + 1,5 м/с — у пистолета с медной шайбой скорость пули значимо меньше, кроме того, у него единственного при выстреле отсутствует воздушная подушка перед поршнем;

— результаты исследования влияния начального объема и динамики отсечного клапана на скорость пули для оружия, работающего на воздухе и СО? (рис. 6 б, г). Отмечено отсутствие влияния времени открытия клапана в данном диапазоне времен срабатывания на начальную скорость пули

Обнаружено явление значимого (оценено по Б-критерию) увеличения коэффициента расхода тракта после первых 2-6 выстрелов в серии (в среднем от 0,69±0,012 до 0,75+0,009). Это подтверждается стрельбовыми испытаниями оружия — в первых выстрелах начальная скорость пули может быть на 10-12% меньше, чем при последующих. Увеличение коэффициента расхода объяснено уменьшением упругих свойств резины уплотнения ствола (повышение стабильности геометрии тракта) под действием охлаждения при расширении газа.

Показано, что основной резерв уменьшения потерь в газодинамическом тракте — уменьшение числа поворотов потока, улучшение качества поверхности существенных выгод не дает. Наличие в канале турбулизаторов потока, например, в виде поперечных канавок и выступов повышает стабильность характеристик тракта при некотором уменьшении коэффициента расхода, которое можно компенсировать увеличением площади поперечного сечения канала в 1,05-1,1 раза.

Масса поршневой системы на начальную скорость пули практически не влияет.

РАСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОВ

а)

ТЕСТ-МОДЕЛИ ТРАКТОВ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАКТОВ МЕТОДОМ

ГИДРОГАЗОАНАЛОГИИ

1

V—

в)

б)

Рис. 6. Идентификация характеристик пневмотрактое при отработке оружия

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОВЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ

«ВЫСТРЕЛ ВГЛУХУЮ»

а)

ВЛИЯНИЕ ПРЕДСТВОЛЬНОГО ОБЪЕМА ИЗМЕНЕНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИК ГЕПЛООТВОДА

'Л-::

б) в)

Зависимость начальной скорости Зависимость начальной скорости

пули от начального давления

пули от начального объема

/го

но /лг

1

Г

¿XX

-—--¡_—

г)

Рис.7.Исследование характеристик пневмодвигателей пружинно-поршневого и компрессионного типа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе приведено научное обоснование технических (технологических) разработок, обеспечивающих решение важных прикладных задач — обеспечение достоверности прогнозирования технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия на этапе технического предложения.

Основные результаты работы:

— определены параметры и характеристики пневмобаллистических систем, обеспечивающие полноту и достоверность математического моделирования протекающих процессов;

— разработаны физическая схема использования сжиженного С02 в пневматическом оружии и математическая модель, описывающая газотермодинамические процессы углекислого газа при переходе из жидкой фазы в газообразную, получены аппроксимационные зависимости для определения теплоемкости газовой фазы СОг на линии насыщения;

— созданы математические модели процесса всасывания для рабочего цилиндра пневмодвигателя и процессов в рабочем цилиндре пневмодвигателя компрессионного и пружинного типов, учитывающие отличие их от идеальных — наличие сопротивления движению газа, трения, тепло- и массообмена в цилиндре и пневмотрактах, негерметичности уплотнений, фазовых превращений во влажном воздухе, влияние динамики движения поршня, наличие мертвого пространства, содержащего порцию газа, испытавшего воздействие предыдущих рабочих циклов и изменившего свои параметры и т.д.;

— проведены численные реализации предложенных математических моделей с использованием персональных компьютеров, получены графические и аналитические зависимости начальной скорости пули от исследованных параметров с оценкой значимости каждого фактора;

— обоснованы и проверены новые методы экспериментального определения параметров пневмобаллистических систем: способ интегральной оценки потерь в пневмоцилиндре по величине амплитуд и декременту затухания колебаний давления в замкнутом объеме ("выстрел вглухую"); способ изменения характеристик теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра установкой теплопроводных или теплоизолирующих шайб; методика определения эффективной площади предствольного газодинамического тракта как целого путем опорожнения рабочего газа при сверхкритическом перепаде давления через исследуемый тракт.

Разработанные математические модели и их программные реализации позволяют осуществить параметрическое исследование и

научно обоснованное прогнозирование технических и

эксплуатационных характеристик пневматического оружия (в том числе использующего сжиженный углекислый газ) на этапе технического предложения, определять наиболее эффективные конструкции элементов трактов и пневмодвигателей с точки зрения повышения начальной скорости пули и стабильности характеристик отдельных выстрелов и их серий.

Техническая новизна конструктивных решений подтверждена полученными патентами Российской Федерации и свидетельствами на полезную модель.

НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Кузьменко О. Л., Коренев П.И. Структурные схемы пневмобаллистических систем И Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. Межд. науч.-техн. конференции (Ижевск, 2000).

- Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - С. 76 - 79.

2. Коренев П.И., Кузьменко О. Л. Имитационное моделирование выстрела в пневмобаллистических системах // Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. Межд. науч.-техн. конференции (Ижевск, 2000).

- Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - С. 81 - 83.

3. Кузьменко О.Л, Исаков В.Г., Храмов С.Н. Идентификация расходных характеристик трактов пневматического оружия // Газоструйные импульсные :истемы. - Т. 1. - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - С. 246 - 253.

4. Кузьменко О.Л, Исаков В.Г. Оценка влияния тепловых и механических тотерь на характеристики пнеамодвигателя // Газоструйные импульсные -.истемы. - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - Т. 2. - С. 252 - 257.

5. Кузьменко О.Л. и др. Математическое моделирование шевмобаллистических систем / Кузьменко О.Л., Камашев А.Г., Исаков В.Г., Срамов С.Н.; Ижев. гос. тех. ун-т. - Ижевск, 2000. - 26 с. - Деп. в ВИНИТИ 12.05.2000, № 1451-В 00.

6. Кузьменко О.Л. Параметры и характеристики пневмобаллистических истем; Ижев. гос. тех. ун-т. - Ижевск, 2000. - 35 с. - Деп. в ВИНИТИ 2.05.2000, №1452-В00.

7. Кузьменко О.Л., Храмов С.Н. Математическая модель азотермодинамики С02 на линии насыщения и в газовой фазе; Ижев. гос. тех. н-т. - Ижевск, 2000. - 28 е.-Деп. в ВИНИТИ 22.05.2000, № 1449-В00.

8. Кузьменко О.Л. Математическое моделирование процесса в рабочем илиндре пневмодвигателя; Ижев. гос. тех. ун-т. - Ижевск, 2000. - 12 с. - Деп. ВИНИТИ 22.05.2000, № 1450-В00.

9. Кузьменко О.Л., Исаков В.Г. Идентификаци

характеристик пневмотрактов в процессе отработки пневматического оружи) Ижев. гос. тех. ун-т. - Ижевск, 2000. - 28 с. - Деп. в ВИНИТИ 22.05.2000, * 1453-В00.

Научно-технические отчеты:

1. Исследование возможности повышения энергетических характерист пневматических двигателей. Определение расходных характерист пневмотрактов: Отчет о НИР / С.Н. Храмов, О.Л.Кузьменко, В.Г.Исаков и д Ижевский механический институт (ИМИ); Рук. В.Н.Гринберг. № 160/07-6С Ижевск, 1990. - 19 с.

2. Исследование возможности повышения энергетических характерист пневматических двигателей. Разработка и исследование математическ модели газодинамики заполнения, баллонов С02: Отчет о НИР / С.Н.Храм О.Л.Кузьменко; Ижевский механический институт (ИМИ); Рук. С.Н.Храм № 160/09-60. - Ижевск, 1990. - 33 с.

3. Исследование возможности повышения энергетических характерист пневматических, двигателей: Отчет о НИР / С.Н.Храмов, О.Л.Кузьмен В.Г.Исаков и др.; Ижевский механический институт (ИМИ); Р В.Н.Гринберг. № 160/12-60. - Ижевск, 1991. - 168 с.

4. Создание методик определения силовых характеристик двигателей результатам стендовых испытаний. Разработка математической модели запус двигателя на стенде. / А.Г.Камашев, С.Н.Храмов, О.Л.Кузьменко; Ижевск государственный технический университет ИГТУ; Руководитель С.Н.Храм № ГР 01910038388; - Ижевск, 1993. - 14 с.

5. Моделирование механических систем с упругими и вязкими связя! Разработка и программная реализация математических моделей структурн элементов механической системы / А.Г.Камашев, О.Л.Кузьменко; М.С.Храмс Ижевский гос. техн. ун-т ИжГТУ; Рук. С.Н.Храмов; № ГР 019500020 Инв. №02950001658.-Ижевск, 1995.-37с.

6. Моделирование газомеханических систем. Моделирование переходи процессов в элементах газомеханических систем I Н.В.Митюк О.Л.Кузьменко; Ижевский гос. техн. ун-т ИжГТУ; Рук. С.Н.Храмов; № 01980002046; Инв. № 02980002118. - Ижевск, 1998. - 29 с.

Патенты Российской Федерации:

2021579 (1992), 2045740 (1993), 2069486 (1995), 2069487 (1995), 2082' (1994), 2089831 (1994), 2096725 (1995).

Свидетельства на полезную модель РФ:

2025 (1995), 2300 (1995), 2869 (1994).

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМОБАЛЛИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1. Классификация пневмобаллистических систем.

1.2. Источники энергии пневмобаллистических систем.

1.3. Особенности предствольных газодинамических трактов пневматического оружия.

1.4. Пути повышения эффективности пневмобаллистических систем.

1.5. Постановка задачи.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГАЗОТЕРМОДИНАМИКИ С02 НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ И В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ

2.1. Физическая схема использования сжиженного С в пневматическом оружии.

2.2. Уравнения основных газотермодинамических процессов С02 как рабочего тела.

2.3. Теплофизические характеристики С02на линии насыщения

2.4. Математическая модель газотермодинамики С на линии насыщения и в газовой фазе.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

В РАБОЧЕМ ЦИЛИНДРЕ ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ.

3.1. Теоретический и реальный процессы в пневмодвигателе.

3.2. Основные уравнения математической модели.

3.3. Учет параметров влажного воздуха как рабочего тела.

3.4. Параметрический анализ рабочего процесса в пневмодвигателе.

4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПНЕВМОТРАКТОВ В ПРОЦЕССЕ ОТРАБОТКИ ОРУЖИЯ.

4.1. Задачи экспериментального определения характеристик газодинамических трактов пневматического оружия.

4.2. Расходные характеристики трактов пневматического оружия.

4.3. Оценка влияния тепловых и механических потерь на характеристики пневмодвигателя.

4.4. Идентификация характеристик газовых приводов пневматического оружия.

Объектом исследования являются пневмобаллистические системы, основанные на преобразовании внутренней энергии сжатого газа в кинетическую энергию движущегося твердого тела, в том числе пневматическое оружие.

Предмет исследования — математические модели элементов пневмобаллистических систем, включающих в себя механические, газодинамические и тепловые структурные элементы.

Актуальность темы. Для пневматических метательных устройств характерна относительно небольшая, по сравнению с огнестрельным оружием, энергетика рабочей газовой среды (комплекс RT) и, вследствие этого, более низкая скорость вылета пули (75-360 м/с) и дульная кинетическая энергия выстрела в целом (порядка 2-3 Дж для оружия с пейнтбольной и "мягкой" пневматикой, до 30 Дж для охотничьего оружия). В результате этого внутренние процессы в элементах пневмомеханических систем — в пневмотрактах, цилиндрах, клапанах и т.п. оказывают значительное влияние на технические и баллистические характеристики оружия.

Несмотря на достаточное распространение пневмобаллистических и пневмогазовых систем, ряд практических проблем, связанных с расчетом параметров их узлов и элементов, остается малоисследованным. Это связано с многообразием конструктивных схем пневмогазовых систем, сложностью газодинамических и тепловых процессов в трактах и цилиндрах оружия, усложняющей построение математической модели изменения параметров при выстреле, малочисленностью математических моделей рабочих процессов, пригодных для инженерных расчетов.

Для газобаллонного оружия требуют дополнительного изучения вопросы определения количественных параметров физических процессов, 5 в которых совершаются фазовые переходы С02, поскольку эта информация разбросана по различным источникам и весьма противоречива. Для оружия других схем имеется информация о влиянии параметров окружающей среды на характеристики внешней баллистики, но практически отсутствует — об их влиянии на внутрибаллистические характеристики системы, что достаточно важно, поскольку атмосферный воздух является рабочим телом.

Оптимизация проектирования пневмобаллистических систем возможна только при наличии достоверной информации о влиянии значимых факторов на количественные характеристики рабочих процессов. Наиболее эффективный способ получения такой информации — численное моделирование процессов в пневматическом оружии.

Таким образом, является актуальным создание подробного математического описания механических, газодинамических и тепловых процессов в пневмобаллистических системах, позволяющего решать проектировочные задачи, и математической модели конструкции и работы изделия, удовлетворяющей проектанта по уровню достоверности и точности при приемлемых затратах времени на расчет.

Целью работы является научное обоснование имитационных математических моделей пневмобаллистических систем, их реализация в пакете прикладных программ и идентификация результатами эксперимента. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи: определение параметров и характеристик пневмобаллистических систем, обеспечивающих достоверность математического моделирования исследуемых процессов; создание физической схемы использования сжиженного СОг в пневматическом оружии и математической модели газотермодинамики углекислотного оружия, позволяющей проводить численные исследования 6 устройств, где используется или может быть использован сжиженный углекислый газ; численная реализация математической модели с учетом возможностей и ограничений персональных компьютеров; математическое моделирование процесса в рабочем цилиндре пневмодвигателя с учетом сопротивления движению газа, трения, тепло- и массообмена в цилиндре и пневмотрактах, негерметичности уплотнений, фазовых превращений во влажном воздухе, влияния динамики движения поршня и т.д.; разработка методик экспериментальной идентификации характеристик газодинамических трактов и газовых приводов пневматического оружия, и идентификация результатов математического моделирования для получения совокупности значений входных параметров, типичных для данного типа пневмобаллистической системы.

Методы исследования. Теоретические исследования базируются на использовании классических методов математического описания систем с сосредоточенными параметрами и методов вычислительной математики, положений газо- и гидродинамики по разделам: физико-механические свойства газов, кинематика и динамика жидкой среды, течение в каналах и гидравлический расчет трубопроводов, а также положений классической и экспериментальной механики. Реализация математических моделей проводится средствами компьютерного моделирования на IBM-совместимых персональных компьютерах.

Для идентификации характеристик пневмотрактов используются экспериментальные методы исследования газовых течений, определения газодинамических параметров потока и характеристик механических систем. При подготовке, проведении экспериментов и обработке их результатов применяются методы теории планирования эксперимента и статистической обработки результатов. 7

Достоверность и обоснованность результатов математического моделирования, идентификации характеристик пневмодвигателей и газодинамических трактов оценивается путем сравнения с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями на метрологически аттестованных приборах; выводами классических теоретических исследований; статистической обработкой результатов измерений.

На защиту выносятся: математическая модель, описывающая основные газотермодинамические процессы С02 как рабочего тела в процессе его расходования из предварительно заполненного баллона ограниченного объема; математические модели процессов в рабочем цилиндре пневмодвигателя компрессионного и пружинного типов, учитывающие отличие рабочих процессов в приводе пневмобаллистического устройства от теоретического рабочего процесса (цилиндра компрессора); программная реализация математических моделей и результаты численного исследования динамики протекающих процессов; разработанные методики экспериментального определения параметров оружия и установки для их реализации, в том числе эффективной площади предствольного газодинамического тракта, тепловых и механических потерь в пневмоцилиндре, влияния теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра, динамики срабатывания отсечного клапана для оружия, работающего на воздухе и углекислом газе.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными численными и экспериментальными исследованиями приводов и газодинамических трактов пневмобаллистических систем, в ходе которых:

-— разработана математическая1 модель, описывающая газотермодинамические процессы углекислого газа при переходе из жидкой фазы 8 в газообразную и соответствующая рекомендованным в отрасли сочетаниям параметров С02 на линии насыщения, получены аппроксимационные зависимости для определения теплоемкости газовой фазы С02 на линии насыщения; создана математическая модель процесса всасывания для рабочего цилиндра пневмодвигателя, учитывающие наличие мертвого пространства, содержащего порцию газа, испытавшего воздействие предыдущих рабочих циклов и изменившего свои параметры (температура, давление, влажность); проведены численные исследования динамики рабочего цикла пневмоцилиндра газового оружия, получены графические и аналитические зависимости начальной скорости пули от исследованных параметров с оценкой значимости каждого фактора; предложены новые методы экспериментального определения параметров пневмобаллистических систем: способ интегральной оценки потерь в пневмоцилиндре по величине амплитуд и декременту затухания колебаний давления в замкнутом объеме ("выстрел вглухую"); способ изменения характеристик теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра путем установки теплопроводных или теплоизолирующих шайб;

Совокупность полученных результатов является научным обоснованием технических (технологических) разработок, обеспечивающих решение важных прикладных задач — обеспечение достоверности прогнозирования технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия на этапе технического предложения.

Практическая ценность работы. Разработанные математические модели и их программные реализации позволяют осуществить параметрическое исследование и научно обоснованное прогнозирование технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия 9 на этапе технического предложения, определять наиболее эффективные конструкции элементов трактов и пневмодвигателей с точки зрения повышения начальной скорости пули и стабильности характеристик отдельных выстрелов и их серий.

Техническая новизна конструктивных решений подтверждена полученными патентами Российской Федерации NN 2021579, 2045740, 2069486, 2069487, 2082947, 2089831, 2096725, свидетельствами на полезную модель NN 2025, 2300, 2869.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались на НТС КБ пневматического оружия Ижевского механического завода (1990-1996), Международной научно-технической конференции "Информационные технологии в инновационных проектах" (Ижевск, 2000), а также на научно-технических конференциях ИжГТУ (1994, 1996,1998,2000).

Публикации. По тематике диссертационной работы автором опубликованы 9 печатных научных работ (в том числе 5 депонированных статей, 2 статьи в трудах Международных конференций, 2 статьи в Всероссийских сборниках), получены 7 патентов Российской Федерации, 3 свидетельства на полезную модель, выпущены 4 научно-технических отчета по хоздоговорным НИР.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 144 страницы машинописного текста, в том числе 11 страниц литературы, 34 рисунка (18 — на отдельных листах), 12 таблиц (7 —- на отдельных листах), и состоит из введения, четырех глав, заключения с выводами, списка использованной литературы из 113 наименований.

Основные результаты работы: определены параметры и характеристики пневмобаллистических систем, обеспечивающие полноту и достоверность математического моделирования протекающих процессов; разработаны физическая схема использования сжиженного С02 в пневматическом оружии и математическая модель, описывающая газотермодинамические процессы углекислого газа как рабочего тела при переходе из жидкой фазы в газообразную, получены аппроксимационные зависимости для определения теплоемкости газовой фазы С02 на линии насыщения; созданы математические модели процесса всасывания для рабочего цилиндра пневмодвигателя и процессов в рабочем цилиндре пневмодвигателя компрессионного и пружинного типов, учитывающие сопротивление движению газа, трение, тепло- и массообмен в цилиндре и пневмотрактах, негерметичность уплотнений, фазовые превращения во влажном воздухе, влияние динамики движения поршня, наличие мертвого пространства, содержащего порцию газа, испытавшего воздействие предыдущих рабочих циклов и изменившего свои параметры (температура, давление, влажность) и т.д.; проведены численные реализации предложенных математических моделей с использованием возможностей персональных компьютеров,

133 получены графические и аналитические зависимости начальной скорости пули от исследованных параметров с оценкой значимости каждого фактора; обоснованы и проверены новые методы экспериментального определения параметров пневмобаллистических систем: способ интегральной оценки тепловых и механических потерь в пневмоцилиндре по величине амплитуд и декременту затухания колебаний давления в замкнутом объеме ("выстрел вглухую"); способ изменения характеристик теплоотдачи от газа в стенки пневмоцилиндра путем установки теплопроводных или теплоизолирующих шайб; методика определения эффективной площади предствольного газодинамического тракта как целого путем опорожнения рабочего газа при сверхкритическом перепаде давления через исследуемый тракт.

Разработанные математические модели и их программные реализации позволяют осуществить параметрическое исследование и научно обоснованное прогнозирование технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия (в том числе использующего сжиженный углекислый газ) на этапе технического предложения, определять наиболее эффективные конструкции элементов трактов и пневмодвигателей с точки зрения повышения начальной скорости пули и стабильности характеристик отдельных выстрелов и их серий.

Техническая новизна конструктивных решений подтверждена патентами Российской Федерации N 2021579, 2045740, 2069486, 2069487, 2082947, 2089831, 2096725, свидетельствами на полезную модель N 2025, 2300, 2869.

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе приведено научное обоснование технических (технологических) разработок, обеспечивающих решение важных прикладных задач — обеспечение достоверности прогнозирования технических и эксплуатационных характеристик пневматического оружия на этапе технического предложения.

1. Алтунин В.В. Теплофизические свойства С02. — М.: Изд. стандартов, 1975. — 546 с.

2. Алферов В.В. Конструкция и расчет автоматического оружия. — М.: Машиностроение, 1977. — 245 с.

3. Альтшуль А.Д. Гидравлические потери на трение в трубопроводах.

4. М—Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 256 с.

5. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х томах. — М.: Мир, 1990.

6. А.с. 171298 СССР, МПК F07c. Клапанный механизм для спортивного пневмогазового оружия /А.А.Макин (СССР). — 797671/4023; Заявл.08.10.62; Опубл. 11.05.65. — Бюлл.Ы 12. —2'с.

7. А.с. 287545 СССР, МПК F41b 11/06. Ударно—спусковой механизм спортивного газобаллонного пневматического стрелкового оружия /П.А.Соловьев (СССР). — 1243321/40-23; Заявл.29.05.68; Опубл. 19.11.70.1. Бюлл. N35. — 2 с.

8. А.с. 276773 СССР, МПК F41b 11/06. Спортивный пневмогазовый пистолет /Т.И.Лашнев, А.А.Макин, А.А.Симарин, В.Н.Есипов, (СССР). — 1242908/40—23; Заявл.20.05.68; Опубл. 14.06.72. — Бюлл. N 19. — 3 с.

9. А.с. 356442 СССР, МПК F41b 11/06. Спортивный пневмогазовый пистолет для стрельбы пулями / А.А.Симарин, Т.И.Лашнев, В.А.Козлов (СССР). — 868316/40-23; 3аявл.02.12.63; Опубл. 23.10.72. — Бюлл. N 32.1. Зс.

10. А.с. 578767 СССР, МПК F41b 11/00. Механизм нагнетания воздуха для пневматического оружия /Г.Я.Протопопов, С.С.Буланов (СССР). — 2165027/40-23; Заявл.29.06.75; Опубл. 30.11.79. — Бюлл. N 44. — 2 с.135

11. Балакин В.А. Трение и износ при высоких скоростях скольжения.

12. М.: Машиностроение, 1980. —136 с.

13. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях /Под ред. Н.А.Зайтина и И.Г.Мишина. — М.: Наука, 1974.324 с.

14. Бежанов Б.Н. Пневматические механизмы. — М—Л.: Машгиз, 1952.—252 с.

15. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы нестационарной тепло— проводности. — М.: Высш. школа, 1978. — 328 с.

16. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности: Учеб. пособие для вузов. В 2-х ч. — М.: Высш. школа, 1982.

17. Беляев Н.М. Расчет пневмогидравлических систем ракет. — М.: Машиностроение, 1983. — 219 с.

18. Беляев Н.М. Термодинамика. — Киев: Вища школа, 1987. — 344 с.

19. Бивин Ю.К., Викторов В.В., Чургин А.С. Пневматическое устройство для скоростного метания тел //Прикладные проблемы прочности и пластичности. Горький: Изд-во Горьк. ун-та, 1978. - Вып. 9. -С.140—145.

20. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. — 13-е изд. — М.: Наука, 1986. — 544 с.

21. Виноградов Р.И., Жуковский М.И., Якубов И.Р. Газогидра— влическая аналогия и ее практическое приложение. — М.: Машиностроение, 1978. — 152 с.

22. Газовая динамика: Учеб. пособие для университетов. —- М.: Высшая школа, 1965. — 722 с.

23. Газовые редукторы./Ермилов В.А. и др. — Л,: Машиностроение, 1981.—176 с.

24. Газодинамические основы внутренней баллистики /Под общ. ред. К.П. Станюковича. — М.: Оборонгиз, 1957. — 219 с.

25. Галаган JI.A., Сабирзянов М.Ш., Лавриненко E.JI. Математическое моделирование динамики забивающего элемента монтажного пистолета пиротехнического действия // Моделирование технических систем: Сб. научн. трудов. — Ижевск: Йзд-во ИжГТУ, 1996. — С. 29—31.

26. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Расчет пневмоприводов: Справочное пособие.— М.: Машиностроение, 1975. — 272 с.

27. Герц Е.В. Динамика пневматических систем машин. — М.:: Машиностроение, 1985.—256 с.

28. Гликман Б.Ф. Математические модели пневмогидравлических систем. — М.: Наука, 1986. — 365 с.

29. Гогричиани Г.В., Шипилин А.В. Переходные процессы в пневматических системах. —М.: Машиностроение, 1986. —160 е., ил.

30. Голубев И.Ф. Вязкость газов и газовых смесей: Справочн. руков. — М.: Физматгиз, 1959.

31. Горлин С. К Экспериментальная аэромеханика — М.: Высшая школа, 1970. —423 с.

32. Грановский В.А. Динамические измерения. —Л.: Энергоатом— издат, 1984. —220 с.137

33. Гринберг В.Н., Безбородов А.Ю. Пиропневматическое стрелковое оружие //Тез. докл. научн. техн. конф. Ижевского гос. техн. университета (Ижевск, 11—15 апр. 1994 г.). — Ижевск: Изд. ИжГТУ, 1994. — С. 141.

34. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. 2— е изд. — JL: Машиностроение, 1981. — 368 с.

35. Динамитная пушка // Морской сборник. — 1886. — № 3. — С. 40—41.

36. Жуковский Н. Е. Аналогия между движением тяжелой жидкости в узком канале и движением газа в трубе с большой скоростью. — Полн. собр. соч., т. VII. — М.— Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1937. —С. 390-^04.

37. Ильяшенко К.В. Идентификация параметров имитационной модели пневмогидравлических трактов // Тез. докл. межд. научн.—-техн. молодежной конф. "XXV Гагаринские чтения" (Москва, 6—10 апреля 1999 г.). — М.: Изд-во "ЛАТМЭС", 1999. — Т.2. — С.872—873.

38. Исаченко В.П, Осипова В.А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. — 416с.

39. Исследование возможности повышения энергетических характеристик пневматических двигателей — Отчет о НИР (промеж.) /138

40. Ижевский механический институт (ИМИ); Рук. С.Н. Храмов, О.Л.Кузьменко — НТО НИЛ — Ижевск, 1990. — 19 с.

41. Исследование возможности повышения энергетических характеристик пневматических, двигателей: Отчет о НИР (итог.)/ Ижевский механический институт (ИМИ); Рук. С.Н. Храмов, О.Л.Кузьменко. — НТО НИЛ — Ижевск, 1991. — 168 с.

42. Кабза 3. Математическое моделирование расходомеров с сужающими устройствами. — Л.: Машиностроение, 1981. — 115 с.

43. Камашев А.Г. Математическое моделирование газомеханических систем с электромагнитным управлением //Тез. докладов научно— техн. конф. Ижевского гос. техн. ун-та. — Ижевск: ИжГТУ, 1994. — С. 133.

44. Камашев А.Г. Математическое моделирование и идентификация динамических характеристик импульсных газовых ракетных двигателей с электромагнитным управлением: Дисс.канд. техн. наук. — Ижевск, 1996.140 с.

45. Коновалов А.А. Методы интегрирования дифференциальных уравнений движения тела в воздухе. — Ижевск, 1966. — 55 с.

46. Коновалов А.А. Синтез технических систем: Препринт. — Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. — 62 с.

47. Коренев П.И., Кузьменко О.Л. Имитационное моделирование выстрела в пневмобаллистических системах // Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. Межд. научно—технической конференции (Ижевск, 2000). Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - С. 81 — 83.139

48. Костин А. Пушки, не оправдавшие надежд // Техника— молодежи. — 1976. —№ 10. — С. 62—63.

49. Кузнецов Д.Ф. К проблеме численного моделирования стохастических систем //Вестник молодых учёных. Прикладная математика и механика. 1999. - N 1. - С.20—32.

50. Кузьменко O.JL и др. Математическое моделирование пневмобаллистических систем / Кузьменко О.Л., Камашев А.Г., Исаков

51. B.Г., Храмов С.Н.; Ижев. гос. тех. ун-т. Ижевск, 2000. - 26 с. - Деп. В ВИНИТИ 22.05.2000, №

52. Кузьменко О. Л. Параметры и характеристики пневмобаллистических систем; Ижев. гос. тех. ун-т. — Ижевск, 2000. 26 с. - Деп. В ВИНИТИ 22.05.2000, №

53. Кузьменко О.Л., Храмов С.Н. Математическая модель газотермодинамики С02 на линии насыщения и в газовой фазе; Ижев. гос. тех. ун-т. Ижевск, 2000. - 28 с. - Деп. В ВИНИТИ 22.05.2000, № 2728.

54. Кузьменко О.Л. Математическое моделирование процесса в рабочем цилиндре пневмодвигателя; Ижев. гос. тех. ун-т. Ижевск, 2000. -12 с.- Деп. В ВИНИТИ 22.05.2000, №

55. Кузьменко О.Л., Исаков В.Г. Идентификация характеристик пневмотрактов в процессе отработки пневматического оружия; Ижев. гос. тех. ун-т. Ижевск, 2000. - 26 с. - Деп. В ВИНИТИ 22.05.2000, №

56. Кузьменко О.Л, Исаков В.Г., Храмов С.Н. Идентификация расходных характеристик трактов пневматического оружия // Газоструйные импульсные системы. Т. 1. - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. —1. C. 246-253.

57. Кузьменко О.Л, Исаков В.Г. Оценка влияния тепловых и механических потерь на характеристики пневмодвигателя // Газоструйные импульсные системы. Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. - Т. 2. - С. 252 - 257.140

58. Кузьменко О.Л., Коренев П.И. Структурные схемы пневмобаллистических систем // Информационные технологии в инновационных проектах: Труды Межд. научно-техн. конференции (Ижевск, 2000 г.). — Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2000. — С. 76—79.

59. Кулагин В.И., Игнатьев И.В. Исследование функционирования газоотводного двигателя автоматики в системах с подвижным стволом //Вестник Ижевского государственного технического университета. — Ижевск: Изд.-во ИжГТУ, 1998. N 1. - С.46—49.

60. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газо— жидкостных систем. — М.: Энергия, 1976. —296 с.

61. ЛевиИ.И. Моделирование гидродинамических явлений. —М.: Госэнергоиздат, 1960.

62. Леринман С.М, Перельцвайг М.И. Инженерный расчет пневматических цилиндров (стенограмма лекций). — Л.: Знание, серия Механ. обр—ка металлов, 1963 — 44 с.

63. Маликов В.Г. Не порохом единым // Техника — молодежи. — 1985. — № 7. — С. 48—49.

64. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. Изд. 2—е. — Л.:: Машиностроение, 1973. — 232 с.

65. Мамаев В.А., Одишерия Г.З. Гидродинамика газожидкостных смесей в трубах. — М.: Недра, 1969. — 207 с.

66. Митюков Н.В., Ильяшенко К.В. Имитационное моделирование пневматической пушки крейсера "Vezuvius" // 4-я Российская университетская академическая научно-практическая конференция. — Ижевск: Изд-во УДГУ, 1999. — 4.7. — С.118—119.

67. Митюков Н.В., Ильяшенко К.В. Имитационная модель пневматической пушки // Пути повышения эффективности применения ракетно-артиллерийских комплексов — Пенза: Изд-во ПВАТУ, 1999. — С.З .141

68. Митюков Н.В., МакШерри П.М. Применение имитационного моделирования для оценки эффективности пневматической пушки // Вестник ИжГТУ. — Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1999. — N 4. — С. 6—9.

69. Михеев М.А., Михеева И.М Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. — М.: Энергия, 1977.—344 с.

70. Мураховский В.И., Слуцкий Е.А. Оружие специального назначения. — М.: Арсенал-Пресс, 1995.

71. МэнлиР. Анализ и обработка записей колебаний. —М.: Машиностроение, 1972. —367 с.

72. Одинцов В. Танковое вооружение на пороге XXI века / Техника и вооружение. 1999. — № 10. - С. 22—27.74.0сновы теплопередачи в авиационной и ракетно—космической технике / Под ред. В.К.Кошкина.— М.: Машиностроение, 1975.-— 624 с.

73. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости.— М: Энергоатомиздат. —1984. —150 с.

74. Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник /Е.В.Герц, А.И.Кузнецов, О.В.Ложкин и др.; Под ред. Е.В.Герц. — М.: Машиностроение, 1981. — 408 с.

75. Погорелов Б.И. Газодинамические расчеты пневматических приводов.— Л.: Машиностроение, 1971. — 184 с

76. Полухин Д.А. и др. Отработка пневмогидросистем Двигательных установок ракет—носителей и космических аппаратов с ЖРД / Д.А.Полухин, В.М.Орещенко, В.А.Морозов. — М.: Машиностроение, 1987. —248 с.

77. Попов Д.Н. Нестационарные гидромеханические процессы. — М.: Машиностроение, 1982. — 239 с.

78. Поршневые компрессоры /Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И.Пластинин; Под общ. ред. Б.С.Фотина. — Л.: Машиностроение, Л.О., 1987. — 372 с.142

79. Решение задач тепловой динамики и моделирования трения и износа. М.: Наука, 1980. —152 с.

80. Ривкин C.JL, Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. - 424 с.

81. Ривкин C.JL, Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 80 с.

82. Рид Р., Праусниц Дж. , Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. под ред. Б. И. Соколова. —Л. : Химия, 1982. — 592 с.

83. РТМ 3—222—72. Оружие спортивное пневмогазовое. Пистолеты и винтовки: Методы основных расчетов. — 1972. — 114 с.

84. Рыжков К.В. Теплотехника и внутренняя баллистика. — Пенза: ПВАИУ, 1971. — 463 с.

85. Скороход А.В. Случайные процессы с независимыми приращениями. М.: Наука, 1964. - 280 с.

86. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей: Справочное издание /В.З.Бродский, Л.И.Бродский, Т.И.Голикова, Е. П. Никитина, Л. А. Панченко. — М.: Металлургия, 1982. — 752 с.

87. Теория и расчет автоматического оружия. — Пенза: ПВАИУ, 1973. —493 с.

88. Теория тепловых двигателей (Внутренняя баллистика): Учеб. пособие / М.А.Мамонтов, Н.П.Юрманова, А.Я.Шепетовскнй — 4.II.— Тула: ТЛИ, 1975. —235 с.

89. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Е.В.Аметистов, В.А.Григорьев, Б.Т.Емцев и др.; Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. — М.: Энергоиздат, 1982.— 512 с.

90. Теплопроводность жидкостей и газов: Справ, данные /Н.Б.Варгафтик и др. — М.: Изд-во стандартов, 1978. — 471 с.143

91. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. Справочник Под общ. ред. В.А. Григорьева и В. М. Зорина.— М.: Энергия, 1980.-528 с.

92. Термодинамические свойства воздуха / В.В.Сычев и др. — М.: Изд. стандартов, 1978. —276с.

93. Термодинамические свойства газов. — М.: Машгиз, 1953. 373 с.

94. Теория и техника теплофизического эксперимента /Под ред. В.К.Щукина.— М.: Энергоатомиздат, 19?5 .— 360 с.

95. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле: Пер. с англ.— 2— е изд. — М.: Наука, 1967. — 444 с.

96. Физическая газодинамика: экспериментальное моделирование и диагностика: Сборник научных трудов. —Минск: Изд-во ИТМО, 1985. — 164 с.

97. Физические измерения в газовой динамике и при горении. — М.: Иностр. литература, 1957. — 484 с.

98. Хог Э., Арора Я. Прикладное оптимальное проектирование: Механические системы и конструкции: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 478 с.

99. Хомяков И. Airgun Plinker — Вольный стрелок //Сайт в Интернете http://www.plinker.airgun.ru.— 1999—2000.

100. Хомяков И. Развлекательная стрельба, или кое—что о пневматике /РУЖЬЕ. Оружие и амуниция. — 1999. — N 4, 5.

101. Храмов С. Н. Методические указания к лабораторным работам по газодинамике. — Ижевск: Изд. ИМИ. 1989. — 34 с.

102. Храмов С.Н. Синтез имитационных моделей технических систем из разнородных структурных элементов //Тез. докл. научн. техн. конф.144

103. Ижевского гос. техн. университета (Ижевск, 11—15 апр. 1994 г.). — Ижевск: Изд. ИжГТУ, 1994. — С. 108.

104. Чжан Минь Ань Неустановившееся движение газа в закрытом сосуде с источником энергии //Вестник молодых ученых. Технические науки. 1999. - N 1. - С.62—67.

105. Шейнман JI.E. О критериях установившегося движения пневмопривода двустороннего действия //Вестник Ижевского государственного технического университета. — Ижевск: Изд.—во ИжГТУ, 1998.-N 2.-С. 18—21.

106. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука./Пер. с англ. Под ред. Е.К.Масловского. — М.: Мир, 1978. — 420 с.

107. Экспериментальная механика: В 2-х книгах. Пер. с англ./Под ред. А.Кобаяси. — М.: Мир, 1990.

108. Apelt C.J. Physical and numerical hydraulic modelling: past, present and future — an Australian perspective //Nat. Conf. Publ. / Inst. Eng. Austral. — 1994. —M 94/1. — P. 247—254.

109. Bramblett G., Knowles R., Sack L. Research of dinamics of rocket motor's J—2 supply system//AIAA 2nd Propulsion Joint Spec. Conf. June 13—17, 1966.— Washington, 1966, —Pap. № 66—559.

110. MacCormack R.W. A numerical method for solving the equations of compressible viscous flow. AIAA Paper 81—0110, New York, NY, AIAA, 1981.

111. Schroeder S. The U.S.S. Vesuvius, with special reference to her pneumatic battery // The proceedings of the United States Naval Institute. -1894. Vol. XX, Nol.-No.69. - 65 p.