Orta kalibre top namlusunda yanma olayının matematiksel modellenmesi

Namlu içerisindeki yanma odasında ateşleme esnasında toplar çok yüksek sıcaklıklara ve basınçlara milisaniyeler mertebesinde çıkmaktadırlar. Gerçekleşen yanma olayı namlunun içerisindeki basınç değerini ve çekirdek hızını direkt olarak etkilemektedir. Ayrıca, yanma olayının verimi mühimmat içerisindeki barutun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu durumu etkileyen önemli parametrelerden biri barut taneciklerinin şeklidir. Bir diğer durum da aynı baruta sahip farklı dolum oranında olan mühimmatların kullanılması sonucunda, aynı namlu ve çekirdekte farklı sıcaklık, basınç ve hız değerlerine de ulaşılmaktadır. Dolayısıyla, yanma verimi, barut dolum miktarı ve barut içeriği, namlu içerisinde gerçekleşen artan sıcaklık ve basınç değerlerini etkilemektedir. Bu durumlara bağlı olarak tez çalışması kapsamında orta kalibre bir top namlusunda meydana gelen yanma olayı analitik ve sayısal olarak incelenmiştir. Seçilen silah ve mühimmat tiplerine göre namluda oluşan zamana bağlı basınç, hız ve sıcaklık değerleri Mathcad programı yardımıyla yanma denklemleri çözülerek elde edilmiştir. Seçilen mühimmatın barut ağırlığına ve verilen ilk namlu çıkış hız değerine göre hesaplanan değerler istenilen farklı bir namlu çıkış hızına göre tekrar hesaplanmıştır. Namlu içindeki zamana ve çekirdek konumuna bağlı sıcaklıklar belirlendikten sonra ilk olarak ortalama sıcaklığa göre Reynolds, Prandtl ve Nusselt sayıları hesaplanmıştır. Daha sonrasında ısı taşınım katsayısı elde edilmiştir. Bir atış döngüsü için ısı taşınım katsayısı ile namluya geçen ısı miktarı hesaplanmıştır. Ayrıca namlu için kritik olan kendi kendine ateşleme zamanı Lawton denklemleri kullanarak analitik olarak belirlenmiştir. Bulunan değerlere bağlı olarak ANSYS programı yardımı ile namlu kesitinde sıcaklık dağılımı elde edilmiştir. Analitik hesaplamalar literatürdeki sonuçlarla doğrulanmıştır. Mathcad yazılımı ile oluşturulan program yardımıyla barut tipi ve miktarı değiştirilerek farklı namlu çıkış hızları elde edilebilecektir.