Resumen

El sangrado de la base, en el que los gases se descargan en la base del proyectil, se ha confirmado como una técnica eficaz de reducción de la resistencia. Se cree que el diseño de la salida de la base puede influir en el patrón de sangrado de los gases y, por tanto, en el nivel de reducción de la resistencia. El presente estudio tiene por objeto abordar esta dependencia que no se aclaró en estudios anteriores, examinando la reducción de la resistencia que actúa sobre un proyectil con dos configuraciones diferentes de salida de la base de sangrado. La primera configuración incluye un orificio circular central mientras que la otra se modifica para incluir un orificio circular central más pequeño y cuatro ranuras anulares con un área total equivalente. Se han realizado simulaciones numéricas en un dominio computacional tridimensional para estimar la resistencia y explorar el campo de flujo base para cada configuración. Los resultados computacionales a diferentes números de Mach se han comparado con la resistencia media basada en el alcance de tiro para proyectiles con ambas configuraciones de base. Además, se han realizado diferentes simulaciones para predecir el patrón real de sangrado a través de la configuración modificada basándose en la comparación con los datos de disparo a diferentes números de Mach.

1. INTRODUCCIÓN

La ampliación del alcance de las municiones de artillería ha sido (y sigue siendo) el principal objetivo de los balísticos. En la actualidad, la ampliación del alcance puede lograrse de muchas maneras, entre ellas, aumentando la velocidad de salida, utilizando un cohete auxiliar, empleando un proyectil subcalibre o reduciendo la resistencia aerodinámica. Este último método se consigue mediante la reducción de la resistencia de la presión del cuerpo delantero o la reducción de la resistencia de la base, que a su vez se consigue mediante el boattailing o el aumento de la presión de la base [1]. Básicamente, la capa de cizalladura libre en la esquina de la base del proyectil envuelve una región de flujo recirculante de baja presión conocida como región de recirculación primaria (PRR). Por consiguiente, se reduce la presión en la base. Existen dos métodos para aumentar la presión en la base del proyectil: los dispositivos pasivos y los activos. Se ha comprobado que los dispositivos pasivos, como las cavidades ventiladas en la base y las configuraciones de base de varios pasos, reducen la resistencia aerodinámica en la base en un 10-20 % y un 25-50 %, respectivamente [2-5]. La cavidad con ranuras en el chorro es otro dispositivo pasivo [6] que redujo la resistencia, aunque de forma insignificante debido a las pérdidas viscosas sufridas. Los dispositivos activos en la reducción de la resistencia aerodinámica de la base incluyen el quemado externo [7-10] y el sangrado de la base. No obstante, el uso de la cola de barco junto con la unidad de purga de la base es el método más común para aumentar la presión de la base [11, 12].

• Materias:Resistencia de materiales Proyectil Dinámica de fluidos Aerodinámica
• Subjects:Strength of materials Projectile Fluid dynamics Aerodynamics
• Palabras claves:Aerodinámica; Base bleed; CFD (Dinámica de Fluidos Computacional); Reducción de la resistencia; Fuego real; Extensión de alcance
• Keywords:Aerodynamics; Base bleed; CFD (Computational Fluid Dynamics); Drag reduction; Live firing; Range extension