4. Расчет характеристик движения основного

ЗВЕНА МЕХАНИЗМА АВТОМАТИКИ

4.1. Расчет характеристик движения основного звена

механизма автоматики на активном участке p(t )

Системы с откатом ствола

При исследовании движения ствола под действием силы давления порохового газа обычно достаточно определить характеристики движения в некоторые характерные моменты времени (к моменту вылета пули из канала ствола, к концу периода последействия). Для определения характеристик движения ствола (скорости и перемещения) к моменту вылета пули из канала ствола необязательно знать закон изменения давления порохового газа в канале ствола, так как эти характеристики могут быть определены из уравнения количества движения. Достаточно знать величину начальной скорости пули и массовые данные.

4.1.1. Свободный откат ствола

При отсутствии каких-либо других сил можно считать, что при движении пули в канале ствола количество движения пули, заряда и ствола остается неизменным:

,

где m_c – масса ствола с затвором, кг;

– скорость ствола к моменту вылета пули, м/с .

В приведенной зависимости принято, что одна половина массы порохового заряда имеет скорость пули, а другая – скорость ствола. Данное выражение может быть записано в виде

.

Учитывая, что масса порохового заряда мала по сравнению с массой ствола, можно записать

.

Если данное выражение применить для любого момента времени движения пули в канале ствола, то оно будет иметь вид

, (4.1)

но

и ,

где x_c – перемещение ствола, м.

Следовательно, выражение (4.1) можно записать в виде

или

,

откуда

.

Интегрируя это выражение

,

получим

, (4.2)

где x_cд – перемещение ствола к моменту вылета пули, м.

Время движения ствола к моменту вылета пули находится по результатам расчета внутренней баллистики.

Для определения приращения количества движения ствола в период последействия приравниваем приращения за этот период количества движения ствола и количества движения порохового газа, истекающего из ствола:

,

где – скорость ствола к концу периода последействия, м/с.

Скорость ствола к концу периода последействия определяется по зависимости

или с использованием формулы (3.5)

. (4.3)

Импульс силы давления порохового газа на ствол к текущему времени периода последействия

.

Из последнего соотношения можно получить зависимости и x_c(t) для движения ствола к любому моменту времени периода последействия:

Подставляя в последнее выражение соответствующую зависимость для I_б(t), получим формулы для расчета характеристик движения ствола в периоде последействия:

.

С учетом того, что

,

будем иметь

Перемещение ствола к концу периода последействия, т.е. при t = t₃ ,

. (4.4)

4.1.2. Торможенный откат ствола

В вышеприведенном исследовании полагалось, что движение ствола и связанных с ним звеньев происходит свободно, без каких-либо сопротивлений, и ствол не имеет дульных устройств (пламегасителей, дульных тормозов и т.д.).

В автоматическом оружии стволы обычно снабжаются дульными устройствами и движение ствола происходит при сопротивлении пружин. Для учета сил сопротивления можно вводить в полученные характеристики движения ствола поправки в виде

,

где R – средняя сила сопротивления на рассматриваемом участке движения ствола, н;

t – время движения ствола на рассматриваемом участке.

При этом с учетом сил сопротивления формулы для определения скорости и перемещения ствола будут

, ,

где – скорость и перемещение ствола с учетом сил сопротивления.

Учитывать влияние дульных устройств в первом приближении можно путем введения некоторого коэффициента  в величину импульса силы давления порохового газа на дно канала ствола или в величину силы давления порохового газа на дно канала ствола в периоде последействия, т.е.

.

Коэффициент  можно определить, пользуясь опытными данными. Его величина для дульных тормозов  < 1 и для усилителей отдачи ствола  > 1.

С учетом сказанного скорость и перемещение ствола к концу периода последействия определяется по зависимостям