Газодинамические методы ускорения тел. Легкогазовые пушки

Заключение 

Исходя из вышкизложенного можем выявить следующие результаты:

1. Для одноступенчатых  метательных установок с неподвижным  цилиндрическим каналом: проведена численная оптимизация скорости метания тела по распределению начальной плотности, имеющей двусторонние ограничения, при постоянном начальном давлении, а также в случае двухступенчатого кусочно-постоянного распределения начальной плотности по величинам её значений; численно решена задача о торможении и последующем разгоне поршня однородным слоем газа; проведено сравнение с решением аналогичной задачи в случае движения с однородной деформацией при подходящем распределении начального давления; численно решена задача об ускорении поршня сжатым газом при наличии в начальный момент вакуума между газом и поршнем (обнаружено увеличение скорости метания по сравнению со случаем примыкания поршня к газу); построена оптимизирующая последовательность начальных данных в задаче о наилучшем КПД метательной установки в классе решений с однородной деформацией при двусторонних ограничениях на величину начального давления газа; проведена оптимизация КПД при наличии подвижной задней стенки в классе движений с линейным распределением скорости при двусторонних ограничениях на начальную плотность.

2. Применение  точных решений уравнений газовой  динамики с однородной деформацией  для исследования работы одноступенчатой  метательной установки с подвижной границей, совершающей работу над толкающим газом. Указание в рамках класса решений с однородной деформацией новых интегралов, отвечающих вырожденным случаям движения.

Нахождение оптимизирующей последовательности начальных данных в задаче о наилучшем КПД при отсутствии ограничений на начальные термодинамические параметры. Оптимизация начальных данных в случаях двусторонних ограничений на начальные давление, температуру и плотность газа; численная оптимизация формы границы в случаях постоянных начальных распределений плотности или температуры, а также совместная оптимизация формы границы и начальных параметров газа.

При двусторонних ограничениях на начальную плотность газа. Оптимизация КПД установки за счёт вариации формы канала и распределения начальных параметров газа при двусторонних ограничениях на начальную плотность как в случае отсутствия поперечного движения газа, так и в случае поперечной фокусировки газа с постоянной скоростью.

3. Оптимизация  скорости метания для многоступенчатых  «разрежённых» метательных систем в случаях пренебрежимо малых, а также конечных масс промежуточных газовых слоёв; сопоставление полученных распределений масс с результатами численной оптимизации на основе газодинамического описания баллистических систем. Указание возможности значительного повышения скорости метания за счёт увеличения числа поршней.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы: 

1. А н и с и м о в С. П., Л ы с и к о в Ю. И. О расширении газового облака в вакуум // ПММ, 1970, Т. 34, Вып. 5, с. 926-929.

2. Атанов Г. А. Оптимизация выстрела импульсного водомёта с пороховым приводом //Изв. РАН, МЖГ, 1993, № 6, с. 156-159.

3. Атанов Г. А., Губе кий В. Г., Сем ко А. Н. Внутренняя баллистика гидропушки //Изв. РАН, МЖГ, 1997, № 6, с. 175-179.

4. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях. Под ред. Н.А.Златина и Г.И.Мишина. "Наука", М., 1974 г., с. 18-21

5. Баулин Н. Н., И о с е л е в и ч В.А.,Пилюгин Н. Н., Чернявский С. Ю. Влияние трения метаемого поршня на внутреннюю баллистику одноступенчатой установки //Изв. АН СССР, МЖГ, 1978, №3, с. 76-83.

6. Баулин Н. Н., Пилюгин Н. Н., Чернявский С. Ю. Теоретические и экспериментальные исследования внутренней баллистики двухступенчатой поршневой легкогазовой установки. Отчёт ИМ МГУ № 2184. М.: 1979.45 с.

7. Баутин С. П. Математическая теория безударного сильного сжатия идеального газа. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997.160 с.121

8. Бетехтин С. А., В и н и ц к и й А. М., Горохов М. С., Станюкович К. П., Федотов И. Д. Газодинамические основы внутренней баллистики. М.: Оборонгиз, 1957. 384 с.

9. Богоявленский О. И. Методы качественной теории динамических систем в астрофизике и газовой динамике. М.: Наука, 1980. 320 с.

10. Б о х а н А. С., К у л и к о в С. В., Л а п и ч е в Н. В. и др. Опыт отработки высокоскоростного метания сферических элементов из ЛГУ. В кн.: Воздействие мощных потоков энергии на вещество. / Подред В.Е. Фортова, Е.А. Кузьменкова. М.: 1992, с. 156-163.

11. Браун В.,Б о й д В.,К э н н о н Е.,П ар т р и д ж В. Легкогазовая пушка с высоким давлением и высокой температурой. В кн.: Техника гиперзвуковых исследований. / Под ред. Г.Ф. Бураго. М.: Мир, 1964, с. 83-93.

12. Броуд Г., Энстром Дж. Применение численного метода в расчётах внутренней баллистики. В кн.: Броуд Г. Расчёты взрывов на ЭВМ. Газодинамика взрывов. М.: Мир, 1976, с. 187-191,

13. Василик Н.Я.,Крупкин В. Г., М ар г о л и н А. Д.,Пин-чук В. В., Шмелев В. М. Оптимизация рабочих процессов в баллистическом плазмотроне с многостадийным нагревом // ТВТ, 1998, Т. 36, №3, с. 380-384.

14. Винтерберг Ф. Получение плотной термоядерной плазмы при помощи интенсивных релятивистских электронных пучков. В кн.: Физика высоких плотностей энергии / Под. ред. П. Кальдиролы и Г. Кнопфеля. М.: Мир, 1974, с. 421-453.

15. В о й т е н к о А. Е. Получение газовых струй большой скорости // Докл. АН СССР, 1964, Т. 158, № 6, с. 1278-1280.

16. Волконская Т. Г., Павлов Б. М., Попов Н. Н. Расчёт процесса сжатия в поршневых установках. В кн.: Численные методы в газовой динамике. Вып. 4, М.: Изд-во МГУ, 1965, с. 184-210.

17. Гендугов В. М., Моргунов Ю. А. Внутренняя баллистика взрывного плазменного компрессора // Вестн. МГУ, Сер. 1, Матем. Механ. 1987, № 1, с. 41-46.

18. Г е н д у г о в В. М., Моргунов Ю. А. Исследование динамики пластины и поршня в метательном устройстве типа взрывного компрессора // Вестн. МГУ, Сер. 1, Матем. Механ. 1987, № 3, с. 22-27.

19. Голубятников А. Н. Аффинная симметрия сплошных сред. М.: Изд-во ЦПИ при механико-математическом факультете МГУ, 2001.94 с.

20. Голубятников А. Н. К оптимальной постановке газодинамической задачи Лагранжа // Вестн. МГУ. Сер. 1, Матем. Механ. 1995, №6, с. 59-61.

21. Голубятников А. Н., Леонтьев Н. Е. К оптимизации решения задачи Лагранжа по начальным данным // Труды МИ РАН им. В.А. Стеклова, Т. 223,1998, с. 118-122.

22. Гущин И. С. Метод расчёта ускорения тела в канале в квазиодномерном магнитогидродинамическом приближении. В кн.: Прямые и обратные задачи математической физики. М.: Изд-во МГУ, 1991, с. 248—258.

23. Д ж о н с Р. М. МикроКЛА научного назначения, запускаемые с помощью электродинамических ускорителей массы // Аэрокосм, техн., 1990, Т. 8, № 11, с. 14-21.

24. Ерошин В.А.,Старова Е. Н. Одномерное неустановившееся течение реального газа. В кн.: Численные методы в газовой динамике. Вып. 4, М.: Изд-во МГУ, 1965, с. 221-231.125

25. Жаровцев В. В.,К о м а р о в с к и й Л. В.,П о г о р е л о в Е.И. Математическое моделирование и оптимальное проектирование баллистических установок. Томск: Изд-во ТГУ, 1989. 256 с.

26. Зайцев В. Ф., Полянин А. Д. Справочник по нелинейным дифференциальным уравнениям: Приложения в механике, точные решения. М.: Физматлит, 1993. 464 с.

27. Зельдович Я. Б., Лейпунский О. И., Либрович В. Б. Теория нестационарного горения пороха. М.: Наука, 1975. 132 с.

28. Златин Н. А., Кр ас и л ь щ и к о в А. П., Мишин Г. И., П о-------------п о в Н. Н. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях. М.: Наука, 1974. 344 с.

29. К а р м а н о в В. Г. Математическое программирование. М.: Наука, 1975. 272 с.

30. КейблА. Ускорители для метания со сверхвысокими скоростями. В кн.: Высокоскоростные ударные явления / Под ред. В.Н.Николаевского. М.: Мир, 1973, с. 13-28.