Source Energy for Arming

7/28/2019 Source Energy for Arming

1/4

So many forces of different kinds and different magnitudes act upon a munition, from manufacture to

target impact, that fuzes must be designed with special care so as to discriminate among the forces. The

fuze must be capable of response to the desired forces and incapable of response to the rest. For

example, the action of the arming mechanism may be controlled solely or in combination by any of the

following forces: setback due to initial acceleration, centrifugal due to spin, creep due to deceleration,

wind due to airflow past the munition, or pressure due to ambient conditions.

1. SetbackSetback is the relative rearward movement of component parts in a munition undergoing

forward acceleration during launching. The force necessary to accelerate the part together, with

the munition is balanced by a reaction force. This is called the setback force. It may be

calculated by determining the acceleration a of the projectile and multiplying it by the mass m of

the part affected. Dimensions must be kept consistent.

If the acceleration a is given in gs, one multiplies it by the weight w of the part affected

2. CreepCreep is the tendency for compact parts of a munition to move forward as the munition slows

down. This is similar to setback but is much smaller and acts in the opposite direction. The

inertial force is calculated by multiplying the weight of the part by the deceleration of the

munition , see fig 5-7. By use of eq. 5-3, the creep force on a fuze part is given by

3. Centrifugal forceThe mos commonly used means of arming a fuze is centrifugal force. Wherever frictional force

are increased during setback centrifugal arming forces may not prevail until the rotational

velocity increases sufficiently or setback ceases to exist. Centrifugal forces are calculated from

the equation.

4. Tangential forceTangential forces may be used in some fuzes. For example, spring-loaded weights move

tangentially under the application of angular acceleration. The tangential force is given by

Where dw/dt is the angular acceleration. It can be obtained by taking the derivative of eq. 5-4

with respect to time or. Since pressure-time curves are generally more available than velocity

time curves.

5. Coriolis forceThe coriolis force is seldom used to operate an arming device, but in certain fuzes its effects may

be balanced out to improve fuze operation. It is illustrated in fig 5-9 as a force on a ball in a

radial slot that rotates at the angular velocity . if the ball is not moving relative to te slot there is

no coriolis force. When the ball moves in the slot, there must be a coriolis force. A simple

explanation is afforded by citing the coriolis force as that necessary to change the tangential

velocity of the ball as its distance from the center of rotation changes. The force is calculated by

Where v is the radial velocity, ft/sec, of the part of mass m, slug, and w is the angular velocity,

rad/sec. the coriolis force as shown in fig. 5-9, is directed perpendicular to the radial motion of

the part and in the plane swept out by the radius.


2/4

6. TorqueTorque is the product of a force and its lever arm. Usually a torque causes an angular

acceleration of a part, and the acceleration is proportional to the torque above that necessary to

overcome friction. For fuze parts, torque is associated with three main types of angular

acceleration: (1) that experienced by all parts as the munition increases or decreases its spin, (2)

that caused by centrifugal effects and (3) those gyroscopic precessional accelerations present in

all spinning bodies.

Consider the firs type. The torque is equal to the product of the moment of inertia and the

angular acceleration. If an accelerating torque is transmitted throuht a small shaft, the effects of

inertia are useful for arming device because the frictional countertorque is small.

The second type is more commonly used. The driving torque is derived from an inertial force

acting at the center of mass of the moving part but not acting through its pivot point. The pivot

axis may be perpendicular to the spin axis, as in the simple centrifugal plunger shown in fig. 5-10

or parallel to it as in the rotor shutter of fig 5-10b

The third type is characteristic of all spinning bodies. If the part experiences a torque about any

axis other than its spin axis, it will precess, i.e., it will turn about still another axis. The rate and

direction of turning may be obtained from the equations concerning the dynamics of rotating

bodies. It is readily shown that the part will turn about an axis that is perpendicular to both the

spin axis of the munition and the torque direction. If the torque is G, the moment of inertia is l,

and the spin is w, then the precessional angular velocity, both w and n in rad/sec is

7. Forces of the air streamAir forces are used to turn propellers in bombs and rockets. The torque created depends upon

the air flow past the propeller blades. The power developed is a function of area, angle of

attack, and mean radius of the blades as well as density and velocity of the air stream. Usually

an empirical solution is developed from tests in a wind tunnel. Past work has indicated that the

power output H may be expressed as

Where C is the coefficient of power derived, p is the air density, w is the rotational velocity, and

do and di are the outer and inner diameters of the blade area, respectively.

8. Ambient pressureAmbient pressure is often used in sea mines and depth charges. It may be used in bombs

dropped from aircraft, but the available pressure differences are not as large in air as in the sea.

The hydrostatic pressure Pv is given by


3/4

Begitu banyak pasukan dari berbagai jenis dan besaran yang berbeda bertindak atas mesiu, dari

pembuatan target dampak, yang fuzes harus dirancang dengan perawatan khusus sehingga

dapat membedakan antara pasukan. Murang harus mampu menanggapi kekuatan yang

diinginkan dan tidak mampu menanggapi sisanya. Misalnya, aksi mekanisme mempersenjatai

dapat dikendalikan secara sendiri maupun kombinasi dengan salah satu kekuatan berikut:

kemunduran karena akselerasi awal, sentrifugal karena berputar, merayap karena perlambatan,

angin karena aliran udara melewati mesiu, atau tekanan akibat dengan kondisi sekitar.

1. Kemunduran

Kemunduran adalah gerakan ke belakang relatif komponen dalam sebuah munisi mengalami

percepatan ke depan selama peluncuran. Gaya yang diperlukan untuk mempercepat bagian

bersama-sama, dengan mesiu yang seimbang oleh gaya reaksi. Ini disebut gaya kemunduran. Ini

dapat dihitung dengan menentukan percepatan a proyektil dan mengalikannya dengan massa m

dari bagian yang terkena. Dimensi harus tetap konsisten.

Jika percepatan yang diberikan dalam g, salah satu mengalikan dengan berat w bagian yang

terkena

2. Merayap

Creep adalah kecenderungan untuk bagian kompak dari amunisi untuk maju sebagai mesiu

melambat. Hal ini mirip dengan kemunduran tetapi jauh lebih kecil dan bertindak dalam arah

yang berlawanan. Kekuatan inersia dihitung dengan mengalikan berat bagian oleh perlambatan

mesiu, lihat gambar 5-7. Dengan menggunakan eq. 5-3, gaya merayap pada bagian murang

diberikan oleh

3. Gaya sentrifugal

Mos umum digunakan sarana mempersenjatai murang adalah gaya sentrifugal. Dimanapun gaya

gesekan yang meningkat selama kemunduran mempersenjatai pasukan sentrifugal mungkin

tidak berlaku sampai kecepatan rotasi cukup meningkat atau kemunduran berhenti ada.

Kekuatan sentrifugal yang dihitung dari persamaan.

4. Gaya tangensial

Pasukan tangensial dapat digunakan dalam beberapa fuzes. Sebagai contoh, beban pegas

bergerak tangensial bawah penerapan percepatan sudut. Kekuatan tangensial diberikan oleh

Dimana dw / dt adalah percepatan sudut. Hal ini dapat diperoleh dengan mengambil turunan

dari eq. 5-4 terhadap waktu atau. Karena kurva tekanan-waktu umumnya lebih tersedia

daripada kurva kecepatan-waktu.

5. Coriolis

Kekuatan coriolis jarang digunakan untuk mengoperasikan perangkat mempersenjatai, tetapi

dalam fuzes tertentu efeknya dapat diimbangi untuk meningkatkan operasi murang. Hal ini

digambarkan dalam gambar 5-9 sebagai kekuatan pada bola dalam slot radial yang berputar

pada kecepatan sudut. jika bola tidak bergerak relatif terhadap Slot te tidak ada kekuatan

coriolis. Ketika bola bergerak dalam slot, harus ada kekuatan coriolis. Penjelasan sederhana

diberikan dengan mengutip kekuatan coriolis seperti itu diperlukan untuk mengubah kecepatan

tangensial bola jarak dari pusat perubahan rotasi. Pasukan dihitung dengan


4/4

Dimana v adalah kecepatan radial, ft / detik, bagian dari massa m, siput, dan w adalah

kecepatan sudut, rad / sec. kekuatan coriolis seperti yang ditunjukkan pada gambar. 5-9,

diarahkan tegak lurus terhadap gerak radial bagian dan di pesawat tersapu oleh jari-jari.

6. Momen

Torsi adalah produk dari kekuatan dan lengan tuas nya. Biasanya torsi menyebabkan percepatan

sudut bagian, dan percepatan sebanding dengan torsi di atas bahwa yang diperlukan untuk

mengatasi gesekan. Untuk bagian murang, torsi dikaitkan dengan tiga jenis utama percepatan

sudut: (1) yang dialami oleh semua bagian sebagai mesiu meningkat atau menurun spin, (2)

yang disebabkan oleh efek sentrifugal dan (3) orang-percepatan presesi gyroscopic hadir dalam

semua badan berputar.

Mempertimbangkan jenis cemara. Torsi sama dengan produk dari momen inersia dan

percepatan sudut. Jika torsi percepatan ditransmisikan throuht poros kecil, efek inersia berguna

untuk perangkat mempersenjatai karena countertorque gesekan kecil.

Tipe kedua lebih sering digunakan. Torsi mengemudi berasal dari gaya inersia yang bekerja pada

pusat massa bagian yang bergerak tapi tidak bertindak melalui pivot point nya. Poros sumbu

mungkin tegak lurus terhadap sumbu putar, seperti dalam plunger sentrifugal sederhana yang

ditunjukkan pada gambar. 5-10 atau paralel untuk itu seperti dalam rana rotor ara 5-10b

Jenis ketiga adalah karakteristik dari semua badan berputar. Jika bagian mengalami torsi

mengenai sumbu selain sumbu spinnya, maka akan presesi, yaitu, ia akan berbalik masih sumbu

lain. Tingkat dan arah balik dapat diperoleh dari persamaan mengenai dinamika tubuh berputar.

Hal ini mudah menunjukkan bahwa bagian akan berubah terhadap suatu sumbu yang tegak

lurus terhadap kedua sumbu spin mesiu dan arah torsi. Jika torsi adalah G, momen inersia

adalah l, dan spin adalah w, maka kecepatan sudut presesi, baik w dan n di rad / sec adalah

7. Pasukan aliran udara

Angkatan udara yang digunakan untuk memutar baling-baling di bom dan roket. Torsi diciptakan

tergantung pada aliran udara melewati baling-baling. Kekuatan dikembangkan adalah fungsi

kawasan, sudut serang, dan rata-rata radius pisau serta densitas dan kecepatan aliran udara.

Biasanya solusi empiris dikembangkan dari tes di terowongan angin. Kerja masa lalu telah

menunjukkan bahwa output daya H dapat dinyatakan sebagai

Dimana C adalah koefisien kekuasaan berasal, p adalah densitas udara, w adalah kecepatan

rotasi, dan melakukan dan di adalah diameter luar dan dalam daerah blade, masing-masing.

8. Tekanan ambien

Tekanan ambien sering digunakan di tambang laut dan biaya kedalaman. Ini dapat digunakan

dalam bom yang dijatuhkan dari pesawat, tetapi perbedaan tekanan yang tersedia tidak besar di

udara seperti di laut. The hidrostatik Pv tekanan yang diberikan oleh

Documents

Source Energy for Arming