Многогранники в Военной Технике Автор Ежов Дмитрий Михайлович

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. • Многоуго льник — это геометрическая фигура, определяется как замкнутая ломаная. Танк - Многогранник! «Математика брони» 1

«Математика брони» «Si vis pacem, para bellum» «Хочешь мира – готовься к войне» Танк эпохи Возрождения, считающийся основным прототипом современных танков – отсутствуют острые углы в броне, передвигается на колесах. • Что есть броня? Броня — защитный слой материала, обладающий достаточно большой прочностью => весом…. Не реализован из-за большого веса 2

«Из Куба в Призму» «Potius sero quam nun quam» «Лучше поздно, чем никогда» Даешь Рикошет! Танковый снаряд Создать танк такой формы, при которой шанс рикошета был бы максимальным! Рикошет – свойство предмета ударившегося о поверхность либо преграду под небольшим углом двигаться отражённо. 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)= 100 мм*cos 60=200 мм «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-25 Т 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 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) Схема бронирования Королевского Тигра – лучшего истребителя танков 2 -ой Мировой Войны. Обратим внимание на: Угол Бронелистов и их толщину в разных проекциях • Боковая схема т-34. 6

«Амфотерная прелесть» Оригинальные конструктивные решения позволили получить наименьший заброневой объём (11, 47 м 3) 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-10 М 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=610 мм 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 Понижение уровня Быстрый разгон (наилучшее заметности бронирование при минимальной массе). Способ реализации Рациональные углы наклона бронелистов Двойное V-образное дно для рассеивания энергии взрыва мины. КАМАЗ-43269 Лёгкая композитная броня с рациональными углами наклона. Равномерное распределение массы на колеса (центр масс). Низкий профиль транспортного средства. Строение брони и материал, позволяющие гасить эмволны 11

Fпод. АЭРОДИНАМИКА 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: ir 1 oner@gmail. com Ir 1 oner@vk. com • Куратор: Сафонова Алифтина Ивановна • МОУ СОШ «Эврика-Развитие» г. Томск 2011