47

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Институт Высокоточных систем им. В.П. Грязева

Машиностроительный факультет

Кафедра «Стрелково-пушечное вооружение»

Тер-Данилов Р.А., к.т.н., доцент

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

по дисциплине

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРУЖИЯ

И СИСТЕМ ВООРУЖЕНИЯ

Направление подготовки: 151000 Технологические машины и оборудование

Программа магистерской подготовки: Проектирование технических и технологических комплексов специального назначения

Квалификация выпускника: 68 магистр

Форма обучения: очная

Тула 2012 г.

Сборник методических указаний к лабораторным работам составлен к.т.н., доцентом кафедры СПВ Тер-Даниловым Р.А. и обсужден на заседании кафедры Стрелково-пушечного вооружения Машиностроительного факультета,

Протокол № __5___ от « 17_» __января_______20_12_ г.

Зав. кафедрой СПВ ________________ В.К.Зеленко

АННОТАЦИЯ

При изучении специальных дисциплин кафедры «Стрелково-пушечное вооружение» для закрепления теоретических знаний и привития студентам навыков в работе по направлению подготовки предусмотрены различные виды практических занятий. Практические занятия связывают теорию с практикой и обеспечивают выработку умения и навыков в применении полученных студентами знаний в процессе будущей производственной деятельности.

Применительно к задачам подготовки специалистов по профилю кафедры лабораторные работы по специальным курсам являются одним из основных видов практических занятий студентов, направленных на получение навыков по проектированию образцов оружия.

Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Математическое моделирование оружия и систем вооружения». Они содержат описание четырех лабораторных работ.

Выполнение лабораторных работ опирается на материал практических занятий и рекомендованную литературу.

При выполнении лабораторных работ преследуется цель углубить и закрепить знания, полученные студентами при изучении соответствующих разделов теоретического курса. В тех случаях, когда лабораторные работы проводятся по расписанию, которое не полностью совпадает с расписанием практических занятий, необходимые теоретические положения также могут быть получены из соответствующего раздела каждой лабораторной работы.

Все предлагаемые работы проводятся студентами самостоятельно в присутствии преподавателя. В рамках методической разработки невозможно претендовать на полноту изложения, поэтому за более подробной информацией можно порекомендовать обратиться к книгам: Малимон А. А. Отечественные автоматы (записки испытателя-оружейника); Алферов В. В. Конструкция и расчет автоматического оружия; Ильюшин, А. А. Упругопластические деформации полых цилиндров; Ганичев А.Н. Современные вопросы функционирования гильз; Алексеев С.А. Определение минимальной массы свободного затвора из условия обеспечения поперечной прочности гильзы; Алексеев С. А. Особенности проектирования автоматики с полусвободным затвором; Коновалов А. А. Удары в оружии.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение………………………………………………………………………….6

Лабораторная работа № 1. Определение условий движения и заклинивания гильзы в патроннике…………………………………………………………….

Лабораторная работа № 2. Определение величины и импульса силы сопротивления гильзы и коэффициента фиктивности массы затвора………

Лабораторная работа № 3. Проектирование автоматики с отдачей свободного затвора…………………………………………………………………………..

Лабораторная работа № 4. Проектирование автоматики с полусвободным затвором………………………………………………………………………...

Введение

В настоящее время из комплекса вопросов проектирования автоматического оружия наиболее полно разработана теория расчета механизмов оружия при заданных значениях конструктивных параметров. Выбор же рациональных значений параметров либо осуществляется, полагаясь на опыт и интуицию конструктора, либо требует решения задачи параметрической оптимизации.

Подробный анализ физических процессов, происходящих в оружии, совместно со статистической обработкой опыта конструирования, реализованные в виде простых эмпирических зависимостей, позволяют значительно сузить интервал выбора конструктивных параметров для проектировщика. В данной работе рассматривается оружие с инерционным запиранием, к которому относятся системы со свободным и полусвободным затвором. Наибольшее распространение, благодаря своей простоте, получила схема со свободным затвором. Надежная работа автоматики при различном состоянии поверхностей патронника и гильзы обеспечивается применением короткого маломощного патрона. При возрастании мощности патрона значительно увеличивается скорость отката затвора и темп стрельбы. Для избежания этого, а также для сохранения поперечной прочности длинной гильзы приходится значительно увеличивать массу затвора. Такая схема используется в большинстве современных автоматических пистолетов, использующих патроны с импульсом не выше 3 нc. Почти все современные пистолеты-пулеметы имеют свободный затвор, и лишь отдельные образцы, например выпускаемые германской фирмой «Хеклер-Кох», имеют полусвободное запирание. Данная схема хорошо себя зарекомендовала и при создании автоматических противопехотных гранатометов калибра 30...40 мм. Схема со свободным затвором получила широкое распространение и при создании образцов самозарядного охотничьего и спортивного оружия под патроны кольцевого воспламенения калибра 5,6 мм. Известны образцы автоматического оружия со свободным затвором под автоматные патроны. В 1944 году среди первых автоматов под новый 7,62-миллиметровый патрон образца 1943 года был представлен на испытания образец со свободным затвором конструкции Г. С. Шпагина, при этом масса затвора составляла 1,2 кг. Автомат удовлетворял требованиям надежности при нормальных температурах, однако при повышенных температурах значительно возрастали скорости отката и темп стрельбы. Сильные удары затвора отрицательно влияли на живучесть и устойчивость системы при стрельбе очередями. Среди образцов оружия чеченских боевиков, изготовленных кустарным способом, есть и автомат со свободным затвором под патрон 7,62x39, который по своим габаритам и идеологии относится к пистолетам-пулеметам и имеет только непрерывный режим огня. При переходе на мощный патрон увеличение массы затвора обусловлено не столько обеспечением поперечной прочности гильзы (экспериментальные исследования показывают, что гильза 7,62 мм патрона образца 1943 года сохраняет свою прочность и при массе затвора 0,5 кг), сколько необходимостью снизить скорость отката затвора. Этим же обусловлено и применение для систем под патроны большой мощности принципа полусвободного запирания.

Применение полусвободного затвора позволяет получить простую конструкцию оружия для достаточно мощных патронов, при этом намного легче, чем при использовании принципа свободного затвора. Полусвободное запирание используется в стрелковом оружии как под пистолетные и автоматные патроны, так и под винтовочные патроны (германская винтовка G-3). В отечественной оружейной практике также были образцы с полусвободным запиранием. В 1952 году на испытания был представлен автомат конструкции тульского оружейника Г. А. Коробова. Применение принципа отдачи полусвободного затвора позволило повысить устойчивость данной системы при автоматической стрельбе за счет снижения усилия отдачи примерно в два раза по сравнению с автоматом АК-47. За счет упрощения системы повысилась ее технологичность и снизилась трудоемкость изготовления примерно в два раза по сравнению с АК-47, при этом масса автомата Коробова была меньше на 0,5 кг. Основным недостатком данной системы, отмеченным по результатам полигонных испытаний, была повышенная загрязняемость автоматики продуктами неполного сгорания пороха вследствие недостаточной герметизации между патронником и гильзой. Кроме того, не обеспечивалась достаточная стабильность по скоростям отката затвора.

Несмотря на отмеченные недостатки принципа инерционного запирания, несомненные его достоинства, и в первую очередь простота конструкции, привлекают конструкторов-оружейников и побуждают к изысканию новых путей усовершенствования схем оружия с инерционным запиранием.

Лабораторная работа № 1