Теорія ідеальної броневої плити. Енергетичні закономірності удару високошвидкісного тіла по броневій плиті
Анотація
Це дослідження присвячено аналізу оптимальних енергетичних характеристик летючого тіла (ЛТ), що зіткнеться з броньовою пластиною (БП). Розглянуті енергетичні характеристики включають імпульс, кінетичну енергію та потужність обох тіл. Показано, що лише невелика частина імпульсу ЛТ передається БП, тоді як майже вся кінетична енергія ЛТ перетворюється на внутрішню енергію БП. Ця внутрішня енергія складається з енергії механічних коливань пластини та енергії, пов'язаної зі зміщенням матеріалу всередині неї. Оцінено енергію власних коливань ЛТ, змодельованого як прямокутний паралелепіпед з розмірами a, b, де a ⁓ b та товщиною c. Розраховано частоти згинальних коливань, перпендикулярних поверхні пластини та вздовж неї. Показано, що енергія згинальних коливань вздовж поверхні з найбільшою площею перевищує енергію згинальних коливань, перпендикулярних до поверхні, в a2/c2 разів. Вважається, що передача кінетичної енергії ЛТ відбувається в циліндричному каналі з площею основи S0. Показано, що максимальна потужність, що передається від ЛТ до БП, дорівнює 16/27≈0,5926 від початкової потужності ЛТ та супроводжується зменшенням швидкості ЛТ утричі. Характерна довжина проникнення, що відповідає максимальним втратам потужності, пропорційна довжині ЛТ h. Також розглянуто багатошарову конфігурацію БП. Показано, що в наступних шарах з меншою щільністю матеріалу зберігаються умови для максимальних втрат потужності. Товщина кожного шару визначається відстанню, на якій відбуваються максимальні втрати потужності. Результати показують, що правильно спроєктовані багатошарові БП можуть значно зменшити габаритні розміри та вагу, зберігаючи при цьому високу захисну ефективність. Слід зазначити, що цей аналіз є якісним і не має на меті забезпечити кількісну відповідність експериментальним даним, оскільки деякі вторинні ефекти не враховуються. Результати забезпечують фізичну основу для розуміння механізмів дисипації енергії та пропонують напрямки подальшої оптимізації за допомогою числових методів.
Завантаження
Посилання
I. A. Balaganskii, and L. A. Merzhievskii, The action of weapons and ammunition, (Izd-vo NGTU, Novosibirsk, 2004). (in Russian)
V. M. Fomin, A. I. Gulidov, G. A. Sapozhnikov, et al., High-speed interaction of bodies, (Izd-vo Sib. otd-niia Ros. akad. nauk, Novosibirsk, 1999). (in Russian)
S. A. Manzhura, D.S. Baulіn, S.A. Gorєlishev, et al., Multilayer armored structures to provide protection for personnel and military equipment, (NA NGU, Kharkіv, 2023). (in Ukrainian)
W. Lu, Y. Wu, M. Ma, Y. Yu, X. Zhou, and G. Gao, Theoretical and Applied Mechanics Letters, 14(5), 100550 (2024). https://doi.org/10.1016/j.taml.2024.100550
F. Min, K. Gao, W. Wei, X. Wu, S. Wen, H. Huang, Z. Nie, et al., Int. J. Impact Eng. 191, 104998 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2024.104998
Y. Wu, W. Lu, Y. Yu, M. Ma, X. Sun, and G. Gao, Solids, 60, 2695 (2025). https://doi.org/10.1134/S0025654425601624
L. D. Landau, and E. M. Lifshitz, Theory of elasticity, (Pergamon Press, Oxford, 1986).
S. E. Aleksentseva, Dr.S. dissertation, Samara, 2015. (in Russian)
A. Betts, UFN, 10(2), 26 (1930). (in Russian)
A. V. Darkov, and G. S. Shapiro, Strength of materials, (Vysshaia shkola, M., 1975). (in Russian)
Авторське право (c) 2026 М.П. Одейчук, І.В. Ткаченко, В.І. Ткаченко
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
