Вениамин Вассианович Алфёров
КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЁТ
АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ
*** 1977 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) В учебном пособии на основе исследования конструктивных схем современного автоматического оружия и его циклограмм дана теория динамического анализа, выведены уравнения движения механизмов автоматики и выбраны наиболее приемлемые методы расчета, в основном при помощи ЭВМ. Расчет движения подвижных частей автоматики и определение темпа стрельбы проведены с учетом амортизации корпуса оружия и упругости лафета, а в необходимых случаях и с учетом упругости самих деталей автоматики. Методика расчета дана таким образом, что сохраняется единая структура уравнений движения автоматики. В книге приведен анализ работы гильзы, и движение автоматики ргцх считано с учетом сопротивления гильзы при эстракции. Рассмотрены устойчивость работы автоматики и выбор характеристик амортизатора при стрельбе очередью. Методы расчета иллюстрированы примерами и блок-схемами. ПРЕДИСЛОВИЕ Важным этапом проектирования автоматического оружия является его расчет, основанный на инженерном анализе конструкции. Динамический анализ работы автоматики невозможен без современной теории. Теория автоматического оружия создавалась в основном трудами советских ученых, начиная с ранних трудов Н. М. Филатова и В. Г. Федорова. Основы теории автоматического оружия были заложены в работах А. А. Благонравова. Значительная роль в исследовании динамики автоматического оружия принадлежит Е. Л. Бравину, В. С. Пугачеву, Э. А. Горову, Б. В. Орлову и многим другим ученым. Этап проектирования, связанный с анализом выбранной схемы и определением характеристик будущего образца, имеет важное значение. В книге на основе анализа конструктивных схем автоматического оружия и его циклограмм (гл. 1) дается теория динамического анализа, выводятся уравнения движения автоматики и выбираются наиболее приемлемые методы расчета (гл. 2). Расчет движения автоматики позволяет исследовать динамику звеньев механизма, определить темп стрельбы и реакции, действующие на детали механизма. Движение механизма автоматики анализируется с учетом амортизации оружия и упругости лафета. Соударение звеньев и механизмов автоматики в гл. 3 рассмотрено на основе современных теорий с учетом упругости звеньев. Применение современных методов расчета и исследования невозможно без использования ЭВМ. Возможности ЭВМ помогли исследовать динамику механизмов с учетом упругости звеньев и зазоров в сочленениях между ними при подвижном основании. Методика анализа и ‘расчета построена таким образом, что во всех случаях сохраняется единая структура основных уравнений. В гл. 5 дан анализ работы гильзы и определяются зависимости, позволяющие анализировать работу автоматики, учитывая сопротивление гильзы при экстракции. Особенности расчета автоматики с различными структурными схемами показаны в гл. 6. Там же приведена методика, позволяющая осуществить расчет автоматики при стрельбе очередью. В гл. 7 проанализирована работа амортизаторов, и даны рекомендации по выбору их характеристик и проектированию. Применение ЭВМ во всех случаях позволяет проводить анализ конструкции достаточно быстро и делает эту операцию непосредственным этапом проектирования. В связи с тем, что при расчетах конструкций приходится пользоваться артиллерийскими справочниками и таблицами, в которых размерность параметров дана в системе МКГСС, в книге использована именно эта система и некоторые внесистемные единицы. Автор благодарит В. В. Сычеву, Н. П. Зинову, И. О. Толкачову, В. Г. Черного и Г. К. Каретникова за помощь, оказанную при оформлении книги и решении некоторых примеров, а также Е. Г. Спиридонова и Л. И. Колобаева, которые приняли непосредственное участие в работе над книгой и ее редактировании. Совместно с Л. И. Колобаевым написан разд. 4.2, а совместно с Е. Г. Спиридоновым — разд. 7.4 и 7. 5. Автор весьма признателен засл. деят. науки и техники РСФСР, д-ру техн. наук, проф. Б. В. Орлову, по инициативе которого была написана эта книга. Автор выражает также глубокую благодарность засл. деят. науки и техники РСФСР д-ру техн. наук проф. Ю. В. Чуеву и канд. техн. наук, доценту А. М. Богородицкому за ценные замечания и советы, сделанные ими при рецензировании. КОНСТРУКЦИЯ и СТРУКТУРА СОВРЕМЕННЫХ АВТОМАТОВ 1.1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ И КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ Современное автоматическое оружие в большинстве случаев должно обладать высоким темпом стрельбы. Эффективность поражения дели в первую очередь зависит от темпа стрельбы, калибра снаряда, начальной скорости снаряда, точности наведения и т. п. Конструктору при анализе и выборе этих характеристик приходится искать их оптимальное сочетание. При CqlA кгс/дм3 начальные скорости не превышают 1200 м/с. Увеличение калибра не всегда целесообразно, так как приводит к значительному увеличению массы системы и снижению темпа стрельбы. Поэтому наряду с возможным уменьшением полетного времени снаряда, повышение скорострельности авиационных и зенитных пушек — это главный и реальный путь увеличения эффективности поражения цели при оптимальном калибре. Конструктор при создании скорострельных автоматических систем должен путем анализа выбираемых схем автоматики стремиться к обеспечению минимального времени ее цикла. ... Эта таблица показывает, что при обычных схемах с поступательным движением откатывающихся частей наибольшее время в цикле автоматики отводится трем операциям: досыланию патрона в патронник, экстракции гильзы и подаче патрона к приемному окну. Конструктор для повышения темпа стрельбы при обычных схемах автоматики может использовать несколько путей: 1. Увеличение темпа стрельбы можно получить за счет сокращения хода подвижных частей, за счет уменьшения холостых ходов, времени на экстракцию й т. п. Резервы здесь весьма невелики. Уменьшение пути отката за счет применения более короткого патрона с большим уширением приводит к увеличению габаритов и массы оружия. Можно уменьшить ход подвижных частей автоматики взаимно противоположным движением ствола и подвижных частей или изменением направления движения затвора. 2. Увеличение темпа стрельбы возможно при увеличении скорости движения подвижных частей. Однако ее величина ограничена допустимой скоростью соударения деталей. Среднюю скорость можно увеличить соответствующим подбором возвратных и буферных пружин или применением газовых ускорителей. Увеличить скорость движения подвижных частей можно также при помощи ускорителей отката и наката. 3. Для увеличения темпа стрельбы можно пойти по пути уменьшения массы откатывающихся частей, однако этот путь чаще всего лимитируется прочностью деталей и надежностью работы механизма. 4. Чтобы увеличить скорость движения при безударной работе, были попытки использовать кривошипно-шатунные схемы для механизма автоматики. Можно предложить некоторые другие пути, но к настоящему времени возможности увеличить темп стрельбы для обычных одноствольных схем почти исчерпаны. Для уменьшения времени tn при создании конструкций автоматического оружия необходимо искать принципиально новые пути. Анализ работы автоматики показывает, что резко уменьшить время tn можно при совмещении операций, связанных с перезаряжанием оружия и производством очередного выстрела. Если операции подачи, досылания, экстракции и т. п. выполнять не последовательно, а параллельно, то время, которое затрачивается на их выполнение, можно резко сократить. Такое автоматическое оружие, построенное на принципе совмещения операций, было создано и в настоящее время получило распространение в авиационных и зенитных системах. К системам, работающим на принципе совмещения операций, относятся многоствольные и многокамерные системы. Прежде чем перейти к анализу различных схем автоматики, рассмотрим классификацию автоматического оружия по схемам перезаряжания. Известно, что для перезаряжания оружия необходимо открыть канал ствола, удалить стреляную гильзу, подать и дослать в патронник очередной патрон, закрыть канал ствола и произвести очередной выстрел. Перечисленные действия можно производить различным образом, и по принципу перезаряжания автоматическое оружие можно разделить на следующие группы: 1) одноствольное оружие; 2) многоствольное оружие; 3) одноствольное оружие с несколькими патронниками. Каждую из этих групп можно подразделить на соответствующие классы в зависимости от принципа использования Энергии пороховых газов. Переходя к рассмотрению особенностей различных групп, рассмотрим вначале одноствольное оружие. Каждый образец такого автоматического оружия имеет один ствол с патронником. Механизм перезаряжания в зависимости от конструкции можно разделить на три вида: с продольно-скользящими затворами, с качающимися затворами и поперечно-движущимися затворами. Несмотря на различный характер движения затвора в таких системах, основное звено, как правило, имеет возвратно-поступательное движение. Это возвратно-поступателыное движение основного звена автоматики используется для извлечения гильзы и досылания патрона, а также для приведения в движение запирающего механизма, патроноподающего механизма и т. п. В качестве основного звена могут быть использованы ствол, шток, затвор и т. п. Ход всех подвижных частей автоматики или некоторых деталей должен быть больше длины патрона, поэтому для обеспечения высокой скорострельности приходится подвижные части перемещать с высокой скоростью, что приводит к возникновению значительных ударных импульсов н инерционных нагрузок. Конструктивное оформление механизма перезаряжания зависит от выбранного типа автоматики. Тип автоматики, выбранный конструктором при проектировании, в значительной степени определяет конструктивное оформление образца и его компоновку. Остановимся на кратком рассмотрении основных принципов; использования энергии пороховых газов применительно к одноствольному оружию с продольно-скользящим движением основного звена, так как этот тип оружия в настоящее время является наиболее распространенным. Принципы, которые положены в основу рассматриваемой классификации, могут быть использованы для одноствольного оружия с качающимися и поперечно-движущими-ся затворами, а также для многоствольного и многокамерного оружия. Расчету автоматики должен обязательно предшествовать анализ конструкции, прн котором определяется последовательность срабатывания звеньев, характер их включения в работу (плавный или ударный), определяются действующие силы и т. п. При анализе работы автоматики различных типов большую помощь оказывают циклограммы работы автоматики. Цикловая диаграмма (циклограмма) показывает последовательность работы механизмов и деталей автоматики в зависимости от перемещения основного звена. На цикловой диаграмме можно проследить последовательность работы механизмов, особенно при независимой их работе. На рис. 1.1 приведена циклограмма системы с отводом пороховых газов (пулемет СГ-43), а на рис. 1.2 — циклограмма для системы с коротким ходом ствола (пулемет «Браунинг» М1919А). Циклограмма не только упрощает анализ работы системы, но и существенно облегчает расчет автоматики. В результате расчета можно построить для основного звена зависимости У=У(х), V=V(t), а также график x=x(t), называемый полной циклограммой автоматики, которая упрощает анализ работы системы и позволяет выявить резервы для уменьшения времени tn. На рис. 1.3 приведена полная циклограмма для системы с отводом пороховых газов, соответствующая циклограмме, изображенной на рис. 1.1. На рис. 1.3 точками с соответствующими номерами показаны перемещения штока, соответствующие положению на циклограмме.
|
