Fragmentacija košuljice razornih projektila: Zakoni raspodele mase parčadi i fizički modeli fragmentacije

Abstract

Predmet istraživanja je modeliranje fragmentacija košuljice razornih projektila, kao fenomena od ključnog značaja za projektovanje i ocenu efikasnosti projektila parčadnog dejstva. Osnovni ciljevi istraživanja su: (i) formulisanje fizičkih zakonitosti koje definišu karakterističnu veličinu i masu formiranih parčadi, i (ii) određivanje zakona raspodele veličine i mase generisanih fragmenata. U prvom poglavlju date su definicije osnovnih pojmova, ukazano je na ključne osobenosti dinamičke fragmentacije i dat je sažet prikaz različitih pristupa modeliranju procesa fragmentacije. U drugom poglavlju razmatrani su empirijski zakoni raspodele veličine, odnosno mase parčadi koja predstavljaju rezultat dinamičke fragmentacije. Najpre je analizirana slučajna fragmentacija prostora zasnovana na primeni geometrijske statistike. Takođe su analizirani relevantni empirijski zakoni raspodele mase fragmenata – generalizovana Mott-ova raspodela, generalizovana Grady-Kipp raspodela, lognormalna raspodela, Weibull-ova i Held-ova raspodela. Formirani su kriterijumi za komparaciju različitih teorijskih pristupa, zasnovani na optimizaciji slobodnih parametara u navedenim raspodelama i međusobnom upoređivanju podešenog koeficijenta determinacije. Analiza ovih kriterijuma na dostupnoj bazi od 30 eksperimentalnih rezultata fragmentacije razornih projektila pokazala je da rezultate eksperimenata najbolje opisuje troparametarska generalizovana Grady-Kipp raspodela. Ovaj model se preporučuje za predikciju raspodele fragmenata razornih projektila. Fizički zasnovani modeli procesa fragmentacije predmet su analize u trećem poglavlju. Najpre je detaljno razmotren Mott-ov jednodimenzioni model fragmentacije prstena (cilindra). Potom je razmotren analitički pristup Mott-ovom modelu fragmentacije, kao i energetska ograničenja ovog modela. Takođe su formulisane generalizacije objedinjenog modela za slučajeve dvodimenzione i trodimenzione fragmentacije. Razmotren je i Gradyjev čisto energetski model fragmentacije, kao i važna modifikacija Glenn-Chudnovsky. Analizirani modeli omogućavaju predikciju karakteristične veličine, odnosno mase fragmenta.