Л„

ДА где —— - отношение, пропорциональное силе трения в сапьни-

А

ках, зависящей от давления воздуха в накатнике; к - показатель политропы. В проектировочных расчетах можно принять

1,25 < к <1,35; ^ - = 0,05.

А

Выражения для определения П(Х) и П(2) целесообразно за­ писать в виде

П(А) = Пд- Цотк,

ri(Z) = Ilz |i„aK,

где П^, П2 - номинальное текущее значение усилий накатника в режиме отката и наката, которые определяются выражениями:

Сомножитель в скобках, при Х= X, обозначают через т\

/\ к

( Но ] т= ------— ,

где т - степень сжатия воздуха в накатнике.

В артиллерийских накатниках степень сжатия воздуха ре­ комендуется отраслевым стандартом ОСТ ВЗ-2170-74. Она за­ дается различной для различных типов АО. В частности:

3 < т < 4 - для буксируемых АО,

5 < т < 6 - для самоходных АО.

Конструктивные характеристики гидропневматического накатника подразделяется на две группы:

а) задаваемые начальными условиями (X, т, к)\ б) определяемые в процессе проектирования.

Впроектировочных расчетах следует определить:

-необходимое минимальное усилие накатника - ГГ0;

-приведенную высоту столба воздуха в накатнике - # 0;

-диаметры поршня £>п> внешнего цилиндра DB, штока d\

идлину накатника LH;

-толщину стенки рабочего Zn и внешнего ZBцилиндров.

1.3.4. Проектировочные зависимости

Необходимое минимальное (начальное) усилие накатника и приведенная высота столба воздуха в накатнике определяются по известным зависимостям:

П0 = ^ H ( ^ O sin(Pm+i?/ ) »

где М0, фшмасса откатных частей и максимальный угол воз-

вышения ствола; Кц - коэффициент запаса по усилию.

Сила трения Ry определяется выражением

где f , улфп - коэффициенты Кулонова трения.

Номинальные (минимальное и максимальное) значения усилий накатника определяется соотношениями

В проектировочных расчетах для полевой артиллерии мож­ но принять

где Ро - начальное (минимальное) давление воздуха в накатни­ ке; [ар] - допустимое напряжение растяжения в материале штока; WQ - необходимый объем воздуха в накатнике при на­ чальном давлении; Пх - максимальное предельное усилие на­ катника. Значения величин WQ, Пх и Wh—определяются выра­ жениями

где Px - максимально возможное давление воздуха в накатнике; [<тсж], [ар] - допускаемые напряжения сжатия и растяжения в материале стенок цилиндров.

Впроектировочных расчетах рекомендуется принять:

«1,25/Qт, 4,5<[асж]и[стр]<6,5-104 н/см2

Врезультате проектирования накатника будут получены номинальные текущие значения его усилий в режиме отката

инаката, которые представляються в виде таблицы:

1.4.Торможенный откат ствола АО

1.4.1.Суммарная сила сопротивления откату

Торможенный откат происходит под воздействием силы давления пороховых газов на дно канала ствола и силы сопро­ тивления откату, являющейся суммой многих сил. Суммарная сила сопротивления откату (СССО) определяется из выражения

Я(х) = П*(*)+Фт,(* ,^ ) ,

где Фто(х,)Т) - усилие гидравлического тормоза отката;

П*(х) - избыточное усилие накатника в режиме отката, опреде­

ляемое выражением

П*(х)= П(х) + R f - gM0sin (p,

где П(х) - усилие накатника в режиме отката; Rf - суммарная сила трения, не зависящая от веса подвижных деталей и давле­ ния рабочей среды в противооткатных устройствах.

Rf = gM0( f cosy+ vnПф),

В качестве закона изменения СССО может быть принят любой целесообразный, в т.ч. и так называемый желательный.

1.4.2. Желательный закон изменения СССО

Желательный закон изменения суммарной силы сопротив­ ления откату —это закон, при котором максимально использу­ ются возможности лафета по торможению отката ствола. Этот закон четырехпериодный; значения СССО в угловых точках оп­

1ия СССО в начале и конце отката; R\, R2, R; X], х2, *з - значения СССО в угловых точках и координаты угло­ вых точек закона изменения СССО; X - длина отката; К - ко­ эффициент угла наклона верхней границы допустимых значений

СССО, определяемый соотношением

Л _ ём о

я,+дя, ’

где # ь A#i - высота линии огня (линии цапф) и заглубление центра давления сошника. Схема желательного закона измене­ ния СССО представлена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Схема желательного закона из­

менения СССО (R - граница допусти­ мых значений СССО)

К параметрам желательного закона изменения СССО отно­ сятся величины: RQ, R\, Rm, хь х2, х3, при этом входящие в них величины П*(х) определяются из условия стрельбы прямой на­ водкой, как наиболее сложного варианта с точки зрения устой­ чивости АО при выстреле. В этом случае избыточное усилие на­ катника определяется при условии (р = 0 из равенства

П*0) = ПО) + Rf .

Координаты угловых точек закона изменения СССО опре­ деляются из условий максимального использования возможно­ стей лафета, плавности работы противооткатных устройств и технологичности изготовления деталей, формирующих закон изменения гидравлической силы сопротивления откату. В каче­ стве координат угловых точек закона целесообразно принять

*i = 1Д; x2=L„; х3=0,95А,,

где 1Д, 1П - путь свободного отката ствола к моменту вылета снаряда из канала ствола и к концу периода последействия. На­ чальные и конечные значения СССО определяются равенствами

а промежуточные значения СССО - равенствами

=R2 =Rm; R = Rm- К ( х - х 2), при х2 < х < х 3,

где Rm - требуемое максимальное значение СССО.

Максимальное значение суммарной силы сопротивления откату для четырехпериодного закона определяется из условия равенства энергии свободного отката ствола необходимой рабо­ те СССО (Ео =Ац) и находится из равенства

где Ео - энергия свободного отката ствола (см. раздел 1.2.3).

В таблице через П* обозначено избыточное усилие накат­ ника при стрельбе прямой наводкой (ср0 = 0).

1.5.Накат ствола АО при выстреле

1.5.1.Равнодействующая сила наката

Накат - это возвращение ствола в первоначальное положе­ ние. Он происходит под воздействием равнодействующей силы наката (РСН), переменной по величине и знаку, которая опреде­ ляется из выражения

P (z )= n * (z )-0 TH(z,©),

где П* (z) - избыточное усилие накатника в режиме наката,

Фн н(г,со), Фо н(г,со) - усилие тормоза наката и тормоза отката при накате.

При стрельбе прямой наводкой (ср = 0) избыточное усилие накатника в режиме наката, находится по выражению

П’(г) = П(г)-Л/ .

1.5.2. Законы изменения равнодействующей силы наката

Равнодействующая сила наката (РСН) может изменяться в процессе наката по различным законам в зависимости от ха­ рактера закона изменения Ф(г) и взаимного расположения этого закона относительно закона Ф,П П*(х). Один из вариантов соче­ тания этих законов представлен на рис. 1.8.

Здесь усилие П*(г) разго­ няющее, а усилие Ф(г) тормо­ зящее. Наиболее целесообраз­ ным является случай, когда при сложении этих законов получа­ ется наиболее рациональный закон изменения равнодейст­ вующей силы Л » .

Для полевых артиллерий­ ских орудий (АО) наиболее ра­ циональным и целесообразным

является трехпериодный (классический) закон изменения РСН. Он в наибольшей степени использует возможности лафета, со­ ответствует естественному изменению составляющих сил и не создает технологических трудностей при изготовлении деталей, формирующих этот закон. Кроме того, трехпериодный закон наиболее прост при использовании в теоретических расчетах. При сложении усилий, представленных на рис. 1.8, получается именно трехпериодный закон. Схема трехпериодного (классиче­ ского) закона изменения РСН, получаемого при сложении этих усилий, представлена на рис. 1.9.

Значение РСН в угловых точках для этого закона определя­

где Р0, Р] - начальное и конечное значение РСН; z, zb z2 - путь наката (х = X - z) и координаты угловых точек закона измене­ ния РСН. Коэффициент угла наклона определяется из условия

*1

Рис. 1.9. Схема трехпериодного (классического) закона изменения РСН

Вторая угловая точка классического закона изменения РСН определяется физическими свойствами гидравлического тормо­ за отката-наката, а именно: соответствует моменту выбора ва­ куума в тормозе отката при накате.

1.5.3.Проектировочные зависимости

Впроектных разработках АО по процессу наката ствола необходимо определить следующие характеристики:

Р0, Р] - начальное и конечное значения равнодействующей силы наката;

z\, z2 - координаты угловых точек закона изменения РСН. Начальное значение равнодействующей силы наката нахо­

дится из условия

Р0 <П*(г = 0),

где П* (z = 0) - избыточная сила накатника в начальный момент наката. Конечное значение равнодействующей силы наката Р\

зависит от многих факторов, в частности, от типа АО и требуе­ мой максимальной скорости наката. В АО классического типа (без дополнительной опорной плиты перед лобовой коробкой лафета) величина силы Р\ определяется из условия статистиче­ ской устойчивости АО при накате ствола с использованием со­ отношения

P ^ g M , к

где Н\, LT- высота линии цапф и расстояние от линии опоры ко­ лес до линии центра масс орудия в боевой положении; А/6, г|(р- масса АО в боевом положении и коэффициент запаса по стати­ ческой устойчивости АО при накате (0,75 < т|ф< 1,25).

Вторая угловая точка закона изменения равнодействующей силы наката соответствует моменту выбора вакуума в гидравли­ ческом тормозе отката-наката и определяется выражением

Первая угловая точка классического закона изменения РСН должна удовлетворять условию

Z, =2 ( X- z 2)-±-<z2,