Физическая постановка задачи для системы с присоединенной камерой подгона

Принцип системы с присоединенной камерой подгона (СПК) заключается в ускорении метаемого элемента (МЭ) за счет последовательного воздействия пороховых газов на поршень и МЭ. Пороховые газы, ускоряющие МЭ, образуются от сгорания отдельных частей заряда. Схемы метания, использующие данный принцип, будем называть схемой СПК.

Схема метания с невесомыми, убирающимися при определенных условиях разделительными перегородками, имеющими возможность движения со снарядом, рассмотрена в работе [7]. Из-за недостаточно эффективного перераспределения энергии эта схема пригодна для разгона снаряда в системах с каналами стволов ограниченной длины.

С целью повышения начальной скорости МЭ предлагается разгонять камеру подгона или контейнер и воспламенять его пороховой заряд с некоторой задержкой после воспламенения основного заряда [2, 8, 9]. На рис. 1.1. изображен продольный разрез установки с присоединенной камерой подгона [10]. Установка работает следующим образом. В начальный момент времени от капсюля-воспламенителя воспламеняется основной заряд. При достижении давления форсирования поршень, камера подгона и МЭ приходят в движение. Заряд в камере подгона воспламеняется горячими продуктами горения основного заряда через определенное время задержки зажигания. Для более равномерного и стабильного воспламенения заряда в камере подгона используется воспламенительное устройство, выполненное в виде перфорированной трубки, жестко прикрепленной к поршню и расположенной соосно с отверстием в поршне. Время задержки зажигания заряда в присоединенной камере подгона регулируется диаметром отверстия в поршне, количеством и диаметрами отверстий в перфорированной трубке.

До момента воспламенения заряда в камере подгона энергия порохового газа основного заряда преобразуется главным образом в кинетическую энергию контейнера, что, в конечном счете, увеличивает переносную скорость метающего газа. После воспламенения заряда в камере подгона и придания МЭ ускорения под действием силы давления порохового газа, большего, чем ускорение поршня, движущегося под действием разности давлений газов основного и заряда в камере подгона, МЭ отделяется от камеры подгона и начинает самостоятельное движение по каналу ствола. Поршень будет продолжать свое движение по каналу с замедлением, испытывая возрастающее сопротивление движению из-за увеличивающегося давления газов, образующихся при горении заряда в камере подгона.

Благодаря такой схеме зажигания повышается КПД основного заряда, так как им ускоряется большая масса. Кроме того, заряд в камере подгона и МЭ разогнаны к моменту зажигания до высокой скорости, и энергия заряда в камере подгона  после зажигания передается в основном МЭ, так как работа пороховых газов заряда в камере подгона, затрачиваемая на перемещение поршня, мала из-за большого сопротивления уже разогнанной массы газов, прилегающих к поршню со стороны основного заряда.

Из сравнения с классическим способом разгона можно ожидать повышения скорости МЭ за счет перераспределения энергии пороховых зарядов.