Моделі взаємодії високошвидкісного ударника з захисними перешкодами

Заголовок (російською): 
Модели взаимодействия высокоскоростного ударника с защитными препятствиями
Заголовок (англійською): 
Models of engagement between a high-speed firing pin and protective obstacles
Автор(и): 
Ковтун А.В.
Табуненко В.О.
Нестеренко С.І.
Автор(и) (англ): 
Kovtun A.
Tabunenko V.
Nesterenko S.
Ключові слова (укр): 
модель, броньовий захист, високошвидкісний ударник, захисна перешкода, деформація, пустотілий циліндр
Ключові слова (рус): 
модель, броневая защита, высокоскоростной ударник, защитное препятствие, деформация, пустотелый цилиндр.
Ключові слова (англ): 
model, armor protection, high-speed firing pin, protective obstacle, deformation, empty cylinder.
Анотація (укр): 
Розглянуто процес взаємодії високошвидкісного ударника з захисними перешкодами традиційного та нового типів. Досліджено механізм пробивання захисних перешкод. Наведені формули для визначення глибини проникнення ударника в захисну перешкоду традиційного типу. Запропоновані моделі визначення глибини проникнення ударника в перешкоду у вигляді набору пустотілих циліндрів. Наведені результати розрахунків та порівняння їх з результатами експериментів. Подальші дослідження пов’язані з врахуванням порушення конструктивної цілісності кулі зі сталевим сердечником і свинцевої оболонки, можливість якої необхідно враховувати при проектуванні захисних конструкцій. Науковою основою досліджень процесу пробивання перешкод високошвидкісними ударниками є: теорії пружності, пластичності і міцності матеріалів, теоретичні основи забезпечення живучості особового складу підрозділів при веденні бойових дій, теорія надійності зразків озброєння, математичне моделювання, математичне планування експериментів. Метою статті було дослідити процес взаємодії високошвидкісного ударника із захисною перешкодою традиційного типу та перешкодою у вигляді набору пустотілих циліндрів. При написанні статті було використано теорія пружно-деформованого стану товстостінних оболонок, теорія міцності товстостінних оболонок, метод Гадоліна. Зроблено висновки: 1. Досліджено процес взаємодії високошвидкісного ударника (кулі) із захисними перешкодами традиційного типу та у вигляді набору пустотілих циліндрів (одиночного та скріпленого). 2. Запропонована модель визначення глибини проникання високошвидкісного ударника (кулі) в пустотілі циліндри (одиночний та скріплений). 3. Проведені розрахунки глибини проникання кулі зі сталевим сердечником із автомата Калашникова (АК-74) в сталеву пластину та в сталеві циліндри (одиночний та скріплений). Результати розрахунків перевірені за допомогою натурних експериментів. 4. Подальші дослідження пов’язані з врахуванням порушення конструктивної цілісності кулі зі сталевим сердечником і свинцевої оболонки, можливість якої необхідно враховувати при проектуванні захисних конструкцій.
Анотація (рус): 
В данной работе рассмотрен процесс взаимодействия высокоскоростного ударника с защитными препятствиями традиционного и нового типов. Исследован механизм пробивки защитных препятствий. Приведены формулы для определения глубины проникновения ударника в защитную преграду традиционного типа. Предложенные модели определения глубины проникновения ударника в препятствие в виде набора пустотелых цилиндров. Приведенные результаты расчетов и сравнения их с результатами экспериментов. При написании статьи были использованы теория напряженно-деформированного состояния толстостенных оболочек, теория прочности толстостенных оболочек, метод Гадолина.Дальнейшие исследования связаны с учетом нарушения конструктивной целостности пули со стальным сердечником и свинцовой оболочки, возможность которой необходимо учитывать при проектировании ограждающих конструкций.
Анотація (англ): 
The article is devoted to the process of engagement of a high-speed firing pin and protective obstacles of both – traditional and new types. It analyzes the mechanism of punching the protective obstacles. The article presents the formulas of determining the depth of penetration of a firing pin into a protective obstacle of the traditional type. It proposes the models of determining the depth of penetration of a firing pin into an obstacle in the form of a set of empty cylinders. The article highlights the results of calculations and their comparing with the results of experiments. The author determines the further researches to be related to the violation of the structural integrity of the bullet with a steel core and a lead shell, the possibility of which must be taken into account while designing protective structures. The scientific basis of the research of the process of breaking the obstacles by high-speed firing pins is based on the theory of elasticity, plasticity and strength of materials, the theoretical basis of ensuring the survivability of personnel in the process of carrying out combat operations, the theory of reliability of weapons, mathematical modeling, mathematical planning of experiments. The aim of the article is to investigate the process of engagement between a high-speed firing pin and a protective obstacle of the traditional type and an obstacle in the form of a set of empty cylinders. In the process of writing the article there was used the theory of the elastically deformed state of thick-walled membranes, the theory of the strength of thick-walled membranes and the method of Gadolin.The author has come to the following conclusions: 1. The article analyzed the process of engagement between high-speed firing pin (bullet) and protective obstacles of the traditional type and in the form of a set of empty cylinders (single and combined). 2. The article proposed the model for determining the depth of penetration of a high-speed firing pin (bullet) into empty cylinders (single and combined). 3. The article highlighted the results of calculations of the depth of penetration of a bullet with a steel core from a Kalashnikov (AK-74) gun-machine into a steel plate and steel cylinders (single and combined). The results of the calculations were verified using practical experiments. 4. The article set out that the further researches would be related to the violation of the structural integrity of the bullet with a steel core and a lead shell, the possibility of which would be taken into account in the process of designing protective structures.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2019, number 102
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
22-102.pdf
Дата публікації: 
19 Июнь 2019
Номер збірника: 
102
Університет автора: 
Національна академія Національної гвардії України, Харків, майдан Захисників України 3, м. Харків, 61001; Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»,Харків, вулиця Чкалова 17, м. Харків, 61070
Литература: 
1.     Попов Н.Н. Расчет конструкций на динамические и специальные нагрузки. / Н.Н. Попов, Б.С. Расторгуев, А.В.Забегаев – М.: Высшая школа, 1992. – 320 с.2.     Калашников В.В. Исследование влияния конструкции пули на процесс пробивания стальной преграды / В.В. Калашников, С.Е. Алексенцева // Машиностпроение. Вестник Самарского  Государственного Технического Университета. СЕР. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ -2009.–№2(24). – с.60–68.3.     Механика разрушения и прочность материалов. Справочное пособие. /Под общей ред. Панасюка В.В. – К.: Наукова думка, 1988. –435 с.4.     Аптуков В.Н. Проникание: механические аспекты и математическое моделирование / В.Н. Аптуков // Проблемы прочности. –1990. – N 2. – С.60–68.5.     Астанин В.В. Особенности деформирования и разрушения преград при взаимодействии по нормали со стальным ударником / Астанин В.В., Галиев Ш.У., Иващенко К.Б.// Проблемы прочности.–1988.–№12. –С.52–57.6.     Харченко В.В. Модели процессов высокоскоростного деформирования материалов с учетом вязкопластических эффектов / В.В. Харченко.– Киев:НАНУ, ИПП, 1999.–280 с.7.     Патент № 20386. Украина, МКИ F 41H1/02 Противопульная защитная одежда: /В.Ф. Греков, А.В. Ковтун, С.И. Нестеренко, В.А. Неделько; заявитель и патентообладатель Ковтун А.В.-N 93101170/21; Заявлено 15.07.97; Опубл.27.02.98 Бюл. № 1. – 6 с.8.     Сопротивление материалов / Под ред. Г. С. Писаренко – Изд. 5-е. – Київ:Вищашк., 1986. – 775 с.9.     Тимошенко С.П. Сопротивление материалов: В 2 т. – Изд. 2-е. – М.:Наука, 1965. – Т: 1. Элементарная теория и задачи. – 364 с.10.  Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. – М.: Изд-во МГТУ,2000. – 591 с.11.  Практические расчеты на прочность конструктивных элементов. Ч. I. / А. Г. Дибир, О. В. Макаров, Н. И. Пекельный, Г. И. Юдин, М. Н. Гребенников. – Учеб. пособие. – Харьков: Нац. аэрокосм.ун-т «Харьковский авиац. институт», 2007. – 102 с.
References: 
1.     Popov N.N. Raschet konstruktsiy na dinamicheskiye I spetsial'nyye nagruzki (Calculation of structures for dynamic and special loads) / N.N. Popov, B.S. Rastorguyev, A.V. Zabegayev – M.: Vysshayashkola, 1992. – 320 s.2.     Kalashnikov V.V. Issledovaniye vliyaniya konstruktsii puli na protsess probivaniya stal'noy pregrady (Study of the influence of the bullet design on the process of punching steel barriers) / V.V. Kalashnikov, S.Ye. Aleksentseva // Mashinostproyeniye. Vestnik Samarskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. SER. TEKHNICHESKIYe NAUKI -2009. - №2(24). – s.60–68.3.     Mekhanika razrusheniya i prochnost' materialov (Fracture mechanics and strength of materials). Spravochnoye posobiye. /Pod obshchey red. Panasyuka V.V. – K.: Naukova dumka, 1988. –435 s.4.     Aptukov V.N. Pronikaniye: mekhanicheskiye aspekty i matematicheskoye modelirovaniye (Penetration: mechanical aspects and mathematical modeling) / V.N. Aptukov // Problemy prochnosti. –1990.- N 2. – s.60–68.5.     Astanin V.V. Osobennosti deformirovaniya i razrusheniya pregrad pri vzaimodeystvii po normali so stal'nym udarnikom (Features of deformation and destruction of barriers in the interaction along the normal with a steel drummer) / Astanin V.V., GaliyevSH.U.,Ivashchenko K.B.// Problemyprochnosti. – 1988. – №12. – s.52–57.6.     Kharchenko V.V. Modeli protsessov vysokoskorostnogo deformirovaniya materialov s uchetom vyazkoplasticheskikh effektov (Models of processes of high-speed deformation of materials taking into account viscoplastic effects) / V.V. Kharchenko. – Kiyev: NANU, IPP, 1999. –280 s.7.     Patent № 20386. Ukraina, MKI F 41H1/02 Protivopul'naya zashchitnaya odezhda: (Bulletproof protective clothing:) /V.F. Grekov, A.V. Kovtun, S.I. Nesterenko, V.A. Nedel'ko; zayavitel' ipatentoobladatel' Kovtun A.V.-N 93101170/21; Zayavleno 15.07.97; Opubl.27.02.98  Byul. № 1.– 6 s.8.     Soprotivleniye materialov (Strength of Materials) / Pod red. G.S. Pisarenko – Izd. 5-ye. – Kiyv: Vishchashk., 1986. – 775 s.9.     Timoshenko S.P. Soprotivleniye materialov (Strength of Materials) V 2 t. – Izd. 2-ye. – M.: Nauka, 1965. – T: 1. Elementarnaya teoriya i zadachi. – 364 s.10.  Feodos'yev V.I. Soprotivleniye materialov (Strength of Materials) – M.: Izd-vo MGTU, 2000. – 591 s.11.  Prakticheskiye raschety na prochnost' konstruktivnykh elementov (Practical calculations of the strength of structural elements). CH. I. / A.G. Dibir, O.V. Makarov, N.I. Pekel'nyy, G.I. Yudin, M.N. Grebennikov. – Ucheb. posobiye. – Khar'kov: Nats. aerokosm.un-t «Khar'kovskiy aviats. institut», 2007. – 102 s.