КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-10054
НазваниеЭкспериментально-теоретическое исследование горения высокоплотных топлив в условиях установок высокого давления
Руководитель Рогаев Константин Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" , Томская обл
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-105 - Газо- и гидродинамика технических и природных систем
Ключевые слова горение топлив, высокоплотные топлива, манометрическая бомба, сопловая бомба, ствольные системы, газодинамика, внутренняя баллистика, присоединений заряд, комбинированный заряд
Код ГРНТИ30.17.33
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Заявленный проект направлен на решение актуальной проблемы, а именно: на создание научных основ проектирования высокоскоростных комплексов кинетического действия, на основе перспективных схем заряжания с использованием высокоплотных топлив. Актуальность решения данной проблемы обусловлена необходимостью фундаментальных исследований сложных процессов, сопровождающих выстрел с использованием высокоплотных топлив и их горения в условиях манометрической бомбы, сопловой бомбы и баллистической установки. Данные процессы необходимо учитывать для оптимального проектирования новых ствольных систем повешенной эффективности.
В ходе проекта будут проведены внутрибаллистические исследования высокоплотных топлив в условиях манометрической бомбы, сопловой бомбы и баллистической установки, в условиях баллистической установки будет выполнено высокоскоростное метание с использованием высокоплотных топлив, входящих в состав комбинированного выстрела и выстрела с присоединенным зарядом.
В проекте запланированы экспериментально-теоретические исследования, в результате которых будут получены новые фундаментальные знания о диспергировании и горении высокоплотных топлив в условиях манометрической бомбы, сопловой бомбы и ствольной системы. Для достижения этого потребуется:
- модернизация лабораторных баллистических стендов с манометрической бомбой, сопловой бомбой и ствольной системой для проведения исследований направленных на изучение горения высокоплотных топлив в условиях установок высокого давления.
- разработка и усовершенствование программного комплекса для решения основной задачи внутренней баллистики и описания газодинамических процессов в установках высокого давления, где в качестве заряда используется высокоплотное топливо.
- разработка и усовершенствование методик экспериментального исследования горения перспективных топлив. Основой экспериментальной базы для выполнения проекта является лабораторные баллистические стенды НИИ ПММ ТГУ, оснащенный комплексом установок высокого давления и современной измерительной аппаратурой.
Только теоретическими или экспериментальными методами решить весь комплекс задач не представляется возможным. Для решения обозначенной проблемы требуется выработка комплексного экспериментально-теоретического подхода. Требуется разработка как новых подходов к математическому моделированию газодинамических процессов в установках высокого давления, так и к созданию новых технических решений для проведения экспериментального исследования. Творческий коллектив, заявляющий проект, входит в состав Томского государственного университета и представляет собой кооперацию физиков-механиков, занимающихся комплексными исследованиями в области внутренней и конечной баллистики. Члены авторского коллектива принимали участи в проектировании и реализации «Баллистического ударного стенда» [Патент на полезную модель №180958] и «Экспериментального баллистического комплекса» [Патент на изобретение № 2591132]. Данный экспериментальный баллистический комплекс, оснащенный установками высокого давления, современной регистрирующей и измерительной аппаратурой, будет использован при выполнении проекта для изучения горения высокоплотных топлив в условиях постоянного и переменного объема.
К имеющемуся научно-техническому заделу также относится ранее разработанные методики исследования и результаты:
1 Опыт проектирования новых артиллерийских метательных зарядов с использованием перспективных схем заряжания за счет включения высокоэнергетических топлив, позволяющих существенно повысить кинетическую энергию метаемых элементов.
2 В рамках проекта РНФ № 19-79-00028 «Исследование горения высокоплотных топлив в условиях высоких динамических давлений» проведены предварительные экспериментально-теоретические исследования по модернизации выстрела для модельной баллистической установки.
3 Разработана математическая модель и численная методика для расчета основной задачи внутренней баллистики для классической и нетрадиционных схем заряжания основанная на допущениях механики многофазных сред и предусматривающая наличие в метательном заряде произвольного количества фракций частиц, а также наличие в составе заряда моноблочных элементов, которые горят по своим законам и диспергируют на отдельные частицы дополнительной фракции.
4 С использованием разработанной экспериментально-теоретической методики и «Экспериментального баллистического комплекса» за счет перспективных высокоплотных топлив получен необходимый диапазон скоростей метания до 2.8 км/с тел массой до 50 г при исследовании повышенной бронепробиваемости ударников из новых сплавов на основе вольфрама.
Авторский коллектив проекта имеет большой опыт выполнения НИР по смежной тематике. За последние 5 лет коллектив выполнил 16 НИР по смежной с заявленным проектом тематике по заказам ведущих организаций ОПК РФ. Синергетический подход решения заявленной в проекте проблемы обеспечит получение значимых фундаментальных знаний и новых результатов на высоком научно-техническом уровне, соответствующем мировому уровню, а по некоторым позициям превышающем мировой уровень.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ