3. Термомеханічна фрагментація корпусних оболонко- вих конструкцій шляхом створення концентраторів напружень при литті за моделями, що газифікуються

3. Термомеханічна фрагментація корпусних оболонко- вих конструкцій шляхом створення концентраторів напружень при литті за моделями, що газифікуються

ISSN: 2617-5525

e-ISSN: 2617-5533

Автори: Дорошенко В. С., Слюсарев В. А.

Організація: НАН України, м. Київ, Україна

ORCID авторів:

Дорошенко В. С. ORCID

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2026, (1); 23-29

Мова: Українська

Анотація: Обґрунтовано й розроблено науково-технологічні засади керування характером деструкції легко- вагих корпусних конструкцій разового циклу застосування для технічних виробів, ракетної техніки та безекіпажних літальних апаратів. На основі аналізу умов експлуатації аерокосмічних об’єктів в умовах інтенсивних вібраційних і знакозмінних навантажень доведено ефективність інтеграції регу- лярних систем концентраторів напружень безпосередньо в процес точного лиття металу за моделя- ми, що газифікуються (ЛГМ-процес). Наукова новизна роботи полягає в обґрунтуванні узагальненого геометричного критерію фрагментації, який встановлює аналітичний зв’язок між густиною ливар- ного сплаву, товщиною стінки оболонки та площею ділянки, обмеженої внутрішніми розподільними канавками, стосовно умов високоенергетичного руйнування за схемою газового клину. На відміну від фіксованих параметрів руйнування запропоновано математичну залежність, яка масштабується під широкий спектр інженерно-технічних завдань завдяки використанню ливарних матеріалів із різ- ними фізико-механічними властивостями. Запропоновано застосування кремній-алюмінієвих сплавів (силумінів) низької густини для формування легких, але просторово об’ємних і жорстких фракцій масою 1–3 г, призначених для створення елементів безпечної спрямованої деструкції конструкцій аерокосмічних систем. Для класичного руйнування сталевих оболонок дотримувались параметрів одержання фрагментів масою 2–5 г із залізовуглецевих сплавів, а для систем підвищеної кінетич- ної міцності закладено алгоритм формування важкого сегмента масою 3–10 г. Інженерне рішення сприяє стабільному статичному та динамічному балансуванню літального апарата на траєкторії польоту за рахунок прецизійного симетричного виконання внутрішнього рифлення без застосування механічного оброблення виливків. Наведено результати експериментальної апробації способу під час виготовлення тонкостінних циліндричних оболонок із використанням склеєних полімерних моделей. Додатково розроблено енергоефективну безпіротехнічну безударну систему дистанційного розван- таження та відокремлення елементів на основі разових легкоплавких полімерних строп, які руйну- ються методом термічної деструкції («електроніж») за низьковольтним електричним сигналом, що виключає виникнення шкідливих ударних хвиль (pyroshock) для бортової апаратури.

Ключові слова: корпусні конструкції ракет, контрольована фрагментація, концентратори напружень, ефект газового клину, лиття за моделями, що газифікуються, безекіпажні літальні апарати, силуміни, залізовуглецеві сплави, безударне розвантаження, ливарні сплави

Список використаної літератури:

1. Зіновєєв І. В. Моделювання локальних воєнних протистоянь двох сторін на основі теорії клітинних автоматів. Вісник Запорізького національного університету. Фізико-математичні науки. 2015. № 3. С. 78–87.
2. Шинський О. Й., Остапенко О. Г., Чередниченко С. П., Калюжний П. Б., Шинський В. О. Спосіб виготовлення литого корпусу боєприпасів : пат. 133074 Україна : МПК В22D 25/00. № u201810411; заявл. 22.10.2018; опубл. 11.03.2019, Бюл. № 6.
3. Balanskij I. A., Merzhiievskij L. A. Dejstviie sredstv porazheniia i boiepripasov. 2012. 408 s.
4. Leonidov F. Podgotovit granaty. Oruzhyie. 1999. № 8. С. 60–65.
5. Pashchenko V. I., Sidorenko Yu. M. O vozmozhnosti ispolzovaniia kinematicheskikh parametrov oskolochnogo polia ruchnoj granaty F-1 dlia provedeniia sudebnoj vzryvotekhnicheskoj ekspertizy. Kryminalistychnyj visnyk. 2013. № 1(19). S. 155–169.
6. Boiepripasy: uchebnik: v 2 t. / pod obshch. red. V. V. Selivanova. 2016. T. 1. 506 s.
7. Boiepripasy: uchebnik: v 2 t. / pod obshch. red. V. V. Selivanova. 2016. Т. 2. 551 s.
8. Mott N. F. Fragmentation of shell cases. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. 1947. Vol. 189, Iss. 1018. P. 300–308. https://doi.org/10.1098/rspa.1947.0042
9. McNeill S. K. Determining Fragment and Debris Hazards. Photonsquared Engineering. 2018. URL: https://photonsquared.com/engineering/fragment-and-debris-hazards/
10. Дорошенко В. С., Шинський В. О. Спосіб лиття корпусів боєприпасів з високоміцного чавуну у ливарних формах з сипкого піску : пат. 139559 Україна : МПК В22D7/00, В22D 23/00. № u201906835; заявл. 18.06.2019; опубл. 10.01.2020, Бюл.№ 1.
11. Дорошенко В. С., Шинський В. О. Спосіб виготовлення виливків з бейнітного або аусферитного чавуну з кулястим графітом : пат. 123731 Україна : МПК В22D 7/00, В22D23/00, C21D 5/02, C21D 1/20, В22D 27/04. № u201708132; заявл. 04.08.2017; опуб. 12.03.2018, Бюл. № 5.
12. Grey Iron in ISO 185. Sand Casting, Investment Casting & CNC Machining in China. URL: https://castingquality.com/castingtechnology/casting-material/grey-cast-iron/grey-iron-in-iso-185.html (date of access: 07.08.2026).
13. Дорошенко В. С. Лиття оболонкових корпусів з контрольованою геометрією фрагментації. Металознавство та обробка металів. 2026. Т. 32, № 1(117). С. 46–54. https://doi.org/10.15407/mom2026.01.046.
14. Дорошенко В. С., Янченко О. Б. Спосіб доставки вантажу до заданого місця : пат. 160595 U Україна ; опубл. 2025, Бюл. № 38.

Повний текст (PDF) || Зміст 2026 (1)

Завантажень статті: 1

Переглядів анотації:

3

0 цитувань у базі джерел OpenAlex (станом на 03.11.2026 06:22)

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті