Simulation Model of the Information Technology for the Technical Diagnosis of the Impulse Heat Machine.

Abstract

A simulation model of the information technology for the technical diagnosis of the impulse heat machine has been developed and studied. The model incorporates such mathematical models as barrel energy; ballistic wave parameters; pressure of powder gases blasting from the barrel face behind the shell and the shot blast and determination of its attenuation rate. The information model enables to obtain parameters of the ballistic wave that accompanies an shot. A simplified mathematical model allows of determining the oblique shock inclination angle to the stream speed depending on Mach number which is represented by the two-dimensional flow wedge. The model of powder gas pressure blasting from the barrel face behind the shell is based on the energy conservation law for the compresses powder gases and makes it possible to avoid solution of the complicated modified Lagrange problem. While the shot blast propagates, at the initial stage it is possible that this blast reaches the record point earlier than the ballistic wave. Such phenomenon can be avoided by selecting a proper angle. The adopted mathematical model determines the shot blast propagation law and allows of evaluating the shot blast speed attenuation. The barrel energy model was based on the solution of the inverse problem of pyrostatics by determining a composition of the combustion gas of the shot. The applied approach provided for use of the model that describes combustion of the fuel and oxidizer mixture. The peculiarity is a necessity to know composition of all components of the arbitrary mixture. The limitation is a necessity that all components are gaseous. The considered case needs to develop a combustion model of a single-component solid substance (nitrocellulose powder) that provides for a possibility to vary the composition of its active part because of its degradation with time.

Розроблено та досліджено імітаційна модель для інформаційної технології технічного діагностування каналів імпульсних теплових машин. Модель складається з математичних моделей: дульної енергії; параметрів балістичної хвилі; тиску порохових газів, що стікають з дульного зрізу ствола за снарядом і дульної хвилі і визначення швидкості її загасання. Інформаційна модель дозволяє отримати параметри балістичної хвилі, яка супроводжує постріл. Спрощена математична модель дозволяє визначити значення кута нахилу косого стрибка до напрямку потоку, що набігає в залежності від числа Маха, яка представлена плоским обтіканням клину. Модель тиску порохових газів, які стікають з дульного зрізу ствола за снарядом заснована на застосуванні закону збереження енергії для стислих порохових газів, та дозволяє уникнути розв'язання складної модифікованої задачі Лагранжа. У процесі поширення дульної хвилі на початковому етапі можлива ситуація, при якій ця хвиля потрапить в точку реєстрації раніше балістичної хвилі. При відповідному підборі кута цього явища можна уникнути. Прийнята математична модель визначає закон поширення дульної хвилі і дозволяє оцінити швидкість її загасання. Модель дульної енергії полягала в рішенні оберненої задачі піростатики шляхом визначення складу газу продуктів згоряння пострілу. В основу покладено підхід побудови моделі процесу горіння сумішей пального і окислювача. Особливістю є необхідність знання складу всіх компонентів суміші компонентів довільного складу. Обмеженням була необхідність знаходження їх в газоподібному стані. Особливістю даного випадку є розробка моделі горіння однокомпонентної твердої речовини (нітроцелюлози пороху) при можливості зміни складу її активної частини внаслідок геронтологічної деградації.