Büyük kalibre mühimmatta kullanılan barutların geometrik şekil değişiminin namlu iç basıncı ve namlu çıkış hızı üzerindeki etkisi
The effect of geometric changes of propellants which used in large caliber weapons on barrel pressure and muzzle velocity
Yazar: FUNDA YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MEHMET KABAK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı Matematiksel optimizasyon metodu kullanarak barut geometrisi tasarımı yapmak ve halen üretimi devam eden bir barutun performansını yalnızca geometrisini değiştirerek artırmaktır. Bu çalışma kapsamında aynı örgü kalınlığına sahip farklı barut tiplerinin ( küresel, silindirik, 1, 7, 19, 37 delikli silindirik barutlar) ve her bir barut tipi için örgü kalınlığı değişiminin etkileri incelenmiştir. Elde edilen namlu çıkış hızı ve basınç değerleri ?PRODAS? yazılımı kullanılarak belirlenmiştir. Bu namlu çıkış hızından ve basınç değerlerinden ?MATLAB Optimizasyon Sekmesi?nde lineer olmayan regrasyon methodu kullanılarak optimum örgü kalınlığı hesaplanmıştır. .Barut tane geometrisi tasarımında en etkin parametre örgü kalınlığıdır. Örgü kalınlığı, barutun tane çapına ve varsa delik çapına bağlıdır. Örgü kalınlığı azaldıkça basınç ve namlu çıkış hızı değerleri artar. Sevk barutunun boyutlarında herhangi bir değişiklik yapmadan, simetrik delikler açılarak örgü kalınlığı değeri değiştirilebilir. Sonuç olarak yanma süresi boyunca progresif bir yanma elde edilebilir. Böylece bir sevk barutunun barutun kimyasal bileşiğinde herhangi bir değişim yapmadan performansı yalnızca tane geometrisini değiştirerek artırılabilir. Bu çalışmada örnek olarak aynı silah ve mühimmatta 1 ve 7 delikli sevk barutu yerine 37 delikli bir sevk barutu kullanıldığında namlu çıkış hızının 472 m/s yerine 500 m/s olduğu görülmüştür. Optimum örgü kalınlığı 0.305 mm olarak bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to design of propellant geometry bu using optimization method and to improve the peroformance of any gun propellant which has been produced by changing only geometry of propellant. In this study the effects of some constant web thickness values for different propellant types (ball, cylindrical and, 1, 7, 19, 37 perforated cylindrical propellants) were investigated and the effects of variable web thickness values within each propellant type were investigated. Resulting muzzle velocity and pressure values were determined by using ?PRODAS? software. From these muzzle velocity and pressure values, optimum web thickness value was calculated with non-linear regression method by using ?MATLAB Optimization Tool?. In conclusion, web thickness was found as the most important parameter for propellant grain shape design. Web thickness depends on grain diameter and grain perforation diameter. When web thickness value decreases pressure and muzzle velocity increases. Without changing propellant size, web thickness value can be decreased by opening symmetric perforations. Consequently, progressive burn can be obtained during the burning process. Without changing chemical composition of propellants, the performance of propellant can be increased by changing only its geometry. In this study, when 37 perforated propellant was used as the specimen instead of 1 and 7 perforated propellants, muzzle velocity value was found instead of as 472 m/s as 500 m/s for same gun and same ammunition. For optimum web thickness value was found as 0.305 mm and perforation diameter value was found as 0.14 mm.