Многранники в военной технике

Многогранники в Военной Технике
Автор: Ежов Дмитрий Михайлович, 11 класс
Куратор: Сафонова Алифтина Ивановна
МОУ СОШ «Эврика-Развитие» г. Томск 2011
Содержание
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Что такое многогранник?
«Математика брони»
«Из Куба в Призму»
Почему?! Или немного расчётов: 1-2
Примеры удачных танковых многогранников
«Амфотерная прелесть» (объект 279)
Современная бронетехника: 1-2
Не танковая зона многогранников!
Автомобилестроение
Аэродинамика
Военно-морской флот
Вывод
Отзыв учителя о работе ученика
Использованная информация
Стр.:
1
2
3
4-5
6
7
8-9
10
11
12
13
14
15
16
Что такое многогранник?
• Многогранник — поверхность, составленная из
многоугольников и ограничивающих некоторое
геометрическое тело.
• Многоуго́льник — это геометрическая фигура,
определяется как замкнутая ломаная.
Танк Многогранник!
«Математика брони»
1
«Si vis pacem, para bellum»
«Хочешь мира – готовься к войне»
• Что есть броня?
Броня́ — защитный слой
материала, обладающий
достаточно большой
прочностью => весом….
Танк эпохи Возрождения, считающийся
основным прототипом современных
танков – отсутствуют острые углы в
броне, передвигается на колесах.
Не реализован из-за большого веса
Манипуляции с геометрией!
30о наклон - +100 к «длине» брони
При том же весе!
( форма танка в боковой проекции - трапеция)
2
«Из
Куба
в
Призму»
«Potius sero quam nun quam»
«Лучше поздно, чем никогда»
Даешь Рикошет!
Танковый снаряд
3
Рассмотрим боевые действия времён
2-ой мировой войны
Очевидно, что при
попадании в бок –
снаряд с большой
вероятностью
просто
«проскользит» по
броне.
Сверх того, острые углы
наклона брони
относительно вертикали,
позволяют сохранить
живучесть танка если
рикошета не произошло.
Ведь очевидно то, что
Длинна по касательной =
Длине брони * cosa, где a
– 90 – угол наклона
брони к земле.
L(кас)=
100мм*cos60=200мм
«Кубический» танк переходит в
Танк в виде усечённой
пирамиды,
Тот, в свою очередь,
В подобие усечённого конуса.
Как у Леонардо Да Винчи
4
Немного цифр
Pzkpfw Ausf B VI, выпущенный на последнем этапе
войны, Пробить в «лоб» не могло ни одно орудие.
Разве что покалечить экипаж. Почему? Характеристики 122-мм Д-25Т самой мощной пушки СССР времён 2-ой мировой.
Дальность, м
При угле встречи 60°,
мм
При угле встречи 90°,
мм
500
125
155
1000
120
145
1500
110
135
2000
100
125
3000
85
105
Лоб корпуса (верх), мм/град. 150 / 50°
Лоб корпуса (низ), мм/град. 120 / 50°
Лоб башни, мм/град. 180/10° (башня Хеншеля)
Данный танк 1 на 1 смог бы уничтожить любой танк противника,
при этом не потеряв экипаж.
Все дело – в радикальных углах наклона и литой конструкции элементов.
5
Примеры удачных танковых
многогранников
Немецкая пантера –
удачная копия
технической базы т-34
(в плане геометрии брони)
• Боковая схема т-34.
Схема бронирования
Королевского Тигра –
лучшего истребителя
танков 2-ой Мировой
Войны.
Обратим внимание на:
Угол Бронелистов
и их толщину в разных
проекциях
6
«Амфотерная прелесть»
Оригинальные конструктивные
решения позволили получить
наименьший заброневой объём (11,47
м3) среди всех тяжелых танков.
Его корпус имел литую криволинейную
форму с тонколистовыми
противокумулятивными экранами,
дополняя его обводы до вытянутого
эллипсоида.
Корпус танка был сварен из четырёх
крупных литых броневых элементов
криволинейной формы.
Толщина лобовой брони корпуса более
чем в два раза превышала
аналогичный показатель корпуса танка
Т-10М и составляла 269 мм.
Верхняя лобовая деталь с
максимальной толщиной 192 мм была
наклонена под углом 60° от вертикали, а
бортовые детали толщиной 182 мм —
под углом 45°.
Максимальная толщина литой башни
сферической формы по всему её
периметру составляла 305 мм при угле
наклона 30° от вертикали
«Væ victis!»
«Горе побежденным!»
Объект 279
Максимальная броня – 305*2=610мм по касательной!!!
7
Современная бронетехника
Задачи Брони:
Обеспечение защиты от
кумулятивной струи
Обеспечение защиты от
бронебойного снаряда
Поражающие Факторы:
Огромное давление и
скорость струи: броня
начинает «течь» вместе
с зарядом, обжигая все
вокруг.
Способы защиты:
Комбинированная броня – состоящая из
нескольких слоёв разной плотности таким
образом рассеивающая струю
Огромная Дульная Энергия
снаряда, способная при
попадании под углом в 90
градусов просто сломать
броню и все то, что под ней.
Начальная энергия
~2,3*10^7 Дж
Многослойная литая броня – защищающая
от деформации путём рассевания
кинетической энергии снаряда по большой
площади.
Вывод: Перед ВПК стоит задача по производству такой брони, которая будет как
рассеивать кинетическую энергию (большими углами к нормали), так и состоять из
нескольких слоёв, некоторые из которых должны будут остановить кумулятивную струю. 8
Современная бронетехника
На новые средства
атаки
- придумывают новые
средства обороны.
Да! Многогранники
есть и в динамической
защите, на каждом
современном танк!
Направленный взрыв сначала разбивает
струю воздуха, а затем вовсе гасит его
взрываясь перпендикулярно потоку.
9
Не танковая зона геометрии!
•
•
•
•
Что ещё:
-ВМФ
-Авиастроение
-Автомобилестроение
…И каркас машины
«рассчитывается» с помощью
геометрии!
-Только знания о качестве
сплавов и об их форме спасут
пилоту жизнь на поле боя, на
скоростном треке!
10
Автомобилестроение
У военной машины есть 3 цели которые должны быть
осуществлены с помощью геометрии:
Сохранение
жизнедеятельности
экипажа
Быстрый разгон (наилучшее
бронирование при
минимальной массе).
Понижение уровня
заметности
Способ реализации
Рациональные углы
наклона бронелистов
Двойное V-образное дно
для рассеивания энергии
взрыва мины.
Лёгкая композитная броня с
рациональными углами
наклона.
Равномерное распределение
массы на колеса (центр масс).
Низкий профиль
транспортного средства.
Строение брони и
материал, позволяющие
гасить эм-волны
КАМАЗ-43269
11
Fпод.
До сих пор в ЦАГИ,
Fтрен.
В Подмосковном Жуковском,
разрабатывают и испытывают
Fтяж.
новые формы, позволяющие
Истребитель Су-47 с крылом обратной
самолетам быть менее
стреловидности.
Такое решение позволяет достичь
заметными, более быстрыми!
небывалой подъёмной силы на виражах.
12
От камней к ракетам
/ от каземат к орудийным башням
Военно-морской флот
Вооружение
Каземат
Оборона
Башня
Деление по отсекам нужного объёма –
сохранение «плавучести» - все это –
геометрия и физика!
Применить закон Архимеда, вычислив
максимально «полезный объём
отделения»
13
Вывод:
Без многогранников не обходится военная техника.
Наша армия не сможет быть сильной, если наш ВПК
не будет соответствовать требованиям
современности.
«Тебе нравится математика?
Ты интересуешься военной техникой?
Помоги своей армии и себе!
Поступай в престижный ВУЗ
на механико-математический факультет!» ©
Научно-производственный центр
«Специальное машиностроение» МГТУ им. Н. Э. Баумана –
ждёт тебя!!!
14
Отзыв учителя о работе ученика
В данной работе Ежов Дмитрий установил связь между тремя
предметными областями: математикой, физикой и основами
безопасности жизнедеятельности.
Он систематизировал, расширил свои знания о многогранниках.
В области Физики, Дмитрий доказал, что форма снаряда влияет
на давление, оказываемое снарядом на тело. А также, он разобрался
в принципах действия современного стрелкового и артиллерийского
вооружения.
Дмитрий показал, что знание законов математики и физики
позволяет использовать определенные соотношения между
размерами и формами отдельных частей создаваемых объектов для
оптимизации их работы.
Работа над темой потребовала использования различных
информационных ресурсов и знания возможностей современного
программного обеспечения.
15
Использованная информация:
Сайты:
http://ru.wikipedia.org/
http://wiki.worldoftanks.ru
http://www.tsagi.ru/rus/res/aerodynamics/
http://btvt.narod.ru/4/armor_penetration.htm
http://pda.teron.ru/index.php?showtopic=302593
http://www.waronline.org/analysis/merkava.htm
Книги:
«Советская Военная Энциклопедия в 8 томах»
Журнал «Оружие»
16
Спасибо за просмотр!
«Non est culpa vini, sed culpa bibentis»
«Виновато не вино, а пьющий»
«Ну, вы заходите, если что…»
• Автор: Ежов Дмитрий Михайлович
mailto:[email protected] [email protected]
• Куратор: Сафонова Алифтина Ивановна
• МОУ СОШ «Эврика-Развитие» г. Томск 2011