Active protection of armored land vehicles using water jet
[ X ]
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Harp alanlarında kullanılan zırhlı araç ve tanklar pek çok tehdit ile karşı karşıya kalmaktadır. Bu tehditler hızla ilerleyen silah ve mühimmat teknolojilerinin kullanımı nedeniyle her geçen gün daha ölümcül hale gelmektedir. Çözüm olarak öngörülen zırhın arttırılması, araç boyut/ağırlık ve manevra kabiliyeti üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Bu nedenle günümüzde aktif koruma sistemi olarak tanımlanmış sistemlerin zırhlı araçlara adapte edilmesi yöntemleri üzerinde çalışılmaktadır. Aktif koruma sistemleri, yüksek hızlı tanksavar mühimmatını tespit edip, yok ederek veya hedef şaşmasını sağlayarak tehdidi bertaraf etmektedir. Bu tezde; zırhlı araçlarda aktif koruma sistemi olarak kullanılabilecek yüksek basınçlı su jetinin farklı parametrelerinin tanksavar mühimmatı üzerine etkisi araştırılmıştır. Çalışmada; su jeti hızı, püskürtme nozul çapı ve püskürtme/çarpışma uzaklıkları parametrelerinin tanksavar mühimmatı üzerindeki etkileri irdelenmiştir. Akış dinamiğinin ve malzeme üzerindeki mekanik etiklerin sayıal olarak incelenmesi yapılmış ve ANSYS LS-Dyna Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği programı kullanılmıştır. Farklı püskürtme nozul çapı, su jet hızı ve çarpışma mesafesi kombinasyonu için momentum ve sonuçta ortaya çıkan impuls değerleri simüle edilmiştir. Nozul çapları için belirlenen değerler 2-4-6 ve 10 mm'dir; su jeti hızı 150 ve 500 m/s; çarpışma mesafesi 200-300-400-600 ve 1000 mm olarak seçilmiştir. Momentum için 0.017 ile 0.798 kgm/s; impuls için 0.0088 ile 11.3292 MPa.ms değer aralığı belirlenmiştir. Bu çalışma sonuçlarının gelecekte, savunma ve silah sanayi alanlarında yeni tip aktif koruma sistemlerin tasarımında ve üretiminde faydalı olacağı değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif koruma sistemi, Akışkan/katı yüzey etkileşimi, Yüksek basınçlı su jeti, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği
Armored vehicles and tanks used in battlefield are faced with many threats and these threats are becoming more lethal every day due to the use of rapidly advancing weapons and chemical technologies. As a solution, strengthening armor has a negative effect on vehicle size/weight and maneuverability. For this reason, the methods of adapting the systems defined as active protection sysems to armored vehicles are currently being studied. These active protection systems eliminate the threat by detecting and destroying or by providing a missed target. In this thesis, the effect of different parameters of high pressure water jet, which can be used as an active protection system in armored vehicles, on anti-tank ammunition was investigated. In the study the effects of water jet velocity, spray nozzle diameter and spray/collision distance parameters on anti-tank ammunition were examined. In the study, numerical analysis of flow dynamics and mechanical effects on the material was made and ANSYS LS-Dyna Computational Fluid Dynamics programme was used. For combinations of different nozzle diameters, water jet speed and collison distance resultant momentum and resultant impuls values are calculated. Determined values for nozzle diameters are 2-4-6 and 10 mm; water jet velocity 150 and 500 m/s; collision distance 200-300-400-600 and 1000 mm. A range between 0.017 and 0.798 kgm/s is observed for resultant momentum. Impuls range varied between 0.0088 and 11.3292 MPa.ms. It is thought that the results of this study will be useful in the development of new type of active protection systems in the fields of defense and weapons industry in the future. Keywords: Active protection system, fluid/solid surface interaction, high pressure water jet, Computational fluid dynamics
Armored vehicles and tanks used in battlefield are faced with many threats and these threats are becoming more lethal every day due to the use of rapidly advancing weapons and chemical technologies. As a solution, strengthening armor has a negative effect on vehicle size/weight and maneuverability. For this reason, the methods of adapting the systems defined as active protection sysems to armored vehicles are currently being studied. These active protection systems eliminate the threat by detecting and destroying or by providing a missed target. In this thesis, the effect of different parameters of high pressure water jet, which can be used as an active protection system in armored vehicles, on anti-tank ammunition was investigated. In the study the effects of water jet velocity, spray nozzle diameter and spray/collision distance parameters on anti-tank ammunition were examined. In the study, numerical analysis of flow dynamics and mechanical effects on the material was made and ANSYS LS-Dyna Computational Fluid Dynamics programme was used. For combinations of different nozzle diameters, water jet speed and collison distance resultant momentum and resultant impuls values are calculated. Determined values for nozzle diameters are 2-4-6 and 10 mm; water jet velocity 150 and 500 m/s; collision distance 200-300-400-600 and 1000 mm. A range between 0.017 and 0.798 kgm/s is observed for resultant momentum. Impuls range varied between 0.0088 and 11.3292 MPa.ms. It is thought that the results of this study will be useful in the development of new type of active protection systems in the fields of defense and weapons industry in the future. Keywords: Active protection system, fluid/solid surface interaction, high pressure water jet, Computational fluid dynamics
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
