ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

З метою зручності побудови піродинамічних кривих доцільно знайдені значення тиску, швидкості й часу записувати до спеціальних допоміжних таблиць.

Знаючи величини vтабл і tтабл, вираховують реальні значення швидкості й часу за формулами (6.67) і (6.68).

Потім в обраному масштабі будують графіки: p = f( ); v = f( ); t = f( ).

На осі абсцис можна вказувати відповідні величини реального шляху, пройденого снарядом у каналі ствола:

l = lo .

Приклад. Нехай дана 85 мм гармата Д - 85, у якої: d = 0,85 дм;

Wo = 7,987 дм3; lд = 49,00 дм;

pm = 3100 кГс/см2; q = 9,3 кг;

= 5,36 кг.

Визначити величину дульної швидкості снаряда; побудувати криві тиску, швидкості і часу.

Розв'язання:

І. Обчислення дульної швидкості

1.Знаходимо густину заряджання (перший вхідний параметр ТВБ):

5,36

Wo 7,987 0,67 .

2.Знаходимо величину параметра В (другий вхідний параметр до ТВБ).

За ТВБ Частина І “Тиск” (с. 267) – для = 0,67 і рm = 3100 у найнижчому рядку сторінки (рm) знаходимо два числа, близькі до заданого значення рm: 3244 і 3066, і відповідні до них значення В.

Складаємо таблицю.

621

Інтерполяцією визначаємо шукане значення В:

3244 - 3066 = 178

3244 - 3100 = 144

178 / 0,1

B = 1,7 + 0,08 = 1,78.

3. Знаходимо третій вхідний параметр до таблиць – . З цією метою

4. Знаходимо табличне значення дульної швидкості. За вхідними параметрами: = 0,67; В = 1,78; = 3,614

знаходимо (с. 251 ТВБ Частина ІІ “Швидкість”) і виписуємо значення табличних швидкостей.

За допомогою інтерполяції спочатку за параметрами В1 =1,7; В2 =1,8 знаходимо табличні дульні швидкості сна-

622

ряда для д = 3,614 (числа підкреслені), а потім, повторюючи інтерполяцію, знаходимо для В = 1,78 остаточне значення vд табл (число жирним шрифтом).

5. Знаходимо реальну дульну швидкість снаряда. Спочатку за формулою Слухоцького визначаємо ко-

ефіцієнт фіктивності маси:

ІІ. Побудова кривої тисків

1. Зі с. 267 Частини І "Тиск" за вхідними даними = 0,67, В1 = 1,7; В2 = 1,8 для відносних шляхів снаряда від 0 до 4,00 виписуємо значення тисків до першого та третього рядків табл. 1.

623

За допомогою інтерполяції знаходимо величини тисків для В=1,78 і записуємо до рядка 2 табл. 1.

2. Будуємо криву тисків (рис. 6.12).

ІІІ. Побудова кривої швидкостей снаряда

Зі с. 251 Частини ІІ "Швидкість" виписуємо табличні значення швидкостей (рядки 1 і 4 табл. 2); інтерполюючи, знаходимо табличні величини швидкостей снаряда для

В = 1,78 (рядок 2).

За формулою

вираховуємо реальні значення швидкості снаряда і записуємо її до рядка 3 табл. 2.

Значення v використовуємо для побудови кривої швидкості снаряда (рис. 6.12).

ІV. Побудова кривої часу руху снаряда

Зі с. 254 Частини III “Час” записуємо табличні значення часу до табл. 3 (рядки 1; 4).

За допомогою інтерполяції знаходимо їх значення для

В = 1,78 (рядок 2).

Обчислення реального часу здійснюємо за формулою

625

Зазначенням (рядок 3 табл. 3) будуємо криву часу руху снаряда.

Р,V,τ

Р

τ

V

3,614 λ

0

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Рисунок 6.12 - Одержані піродинамічні криві

6.5.Питання для повторення

1.Що визначає внутрішня балістика?

2.Назвіть стадії явища пострілу і дайте їм характеристику.

3.Назвіть фізико-хімічні характеристики порохів.

4.Назвіть фази процесу горіння порохів і дайте їм характеристику.

5.Від яких чинників залежить швидкість горіння пороху?

6.Які процеси охоплює явище пострілу?

7.На які види робіт витрачається хімічна енергія пороху?

626

Розділ 7. Теоретичні основи конструкції гармат

7.1.Стволи та затвори гармат: елементи теорії

7.1.1.Характеристика сил, що діють на ствол під час

пострілу

Ствол гармати призначений для надання снаряду поступального руху з певною початковою швидкістю в певному напрямку, а також для надання снаряду обертального руху з метою його стабілізації у польоті.

Під час пострілу на ствол діє ряд сил, які можуть зруйнувати останній разом зі з’єднаними з ним елементами конструкції гармати та спричиняють переміщення ствола, тобто здійснюють відкот. Знання цих сил необхідне для визначення їх дії на гармату в цілому, для розрахунку ствола на міцність, а також для визначення величини і швидкості відкоту.

Сили, що діють на ствол під час пострілу, можна поділити на дві групи: внутрішні та зовнішні сили.

Рисунок 7.1 - Сили, що діють на ствол гармати під час пострілу

До внутрішніх сил належать: сили тиску порохових газів; сили взаємодії снаряда зі стволом.

627

До зовнішніх сил належать: сили, що діють з боку люльки, противідкотних пристроїв (ПВП) і дульного гальма (ДГ); сили інерції, що виникають внаслідок прискореного відкотного руху ствола.

Названі сили подані на рис. 7.1, розглянемо їх сутність.

Сили тиску порохових газів

Сили тиску порохових газів виникають за рахунок балістичного тиску у заснарядному просторі під час пострілу. Відомо, що цей тиск змінюється у часі. Отже, у часі, природно, змінюються і названі сили, до яких належать такі:

1. Сила тиску порохових газів на дно камори, утворе-

не клином або поршнем затвора:

де рдн - тиск порохових газів на дно камори; Dк - діаметр дна камори.

Сила Рдн навантажує деталі затвора і казенника, створює відкот ствола при пострілі. Величина її – значна, і у сучасних гармат середнього калібру вона досягає кількох тисяч кілоньютонів.

2. Сила тиску порохових газів на конічні скати камо-

ри

де S - площа поперечного перерізу каналу ство-

ла.

Формула (7.2) подає цю силу як добуток тиску газів на площу проекції конічних стінок камори на площину,

628

перпендикулярну до осі каналу ствола. З урахуванням нарізів:

Snsd 2 ,

ітоді остаточно названа сила може бути виражена форму-

лою

Оскільки камора має конусність, спрямовану вперед від казенника, то сила Рск має такий самий напрямок, і тому вона протидіє силі Рдн у створенні відкоту.

3. Сила тиску порохових газів на стінки ствола Рст

(рис. 7.2).

Рст

Рисунок 7.2 - Сила тиску газів на стінки ствола

Вона ніяк не впливає на відкот, але навантажує стінки ствола і може їх деформувати. Сила Рст ураховується при розрахунках ствола на міцність. Оскільки тиск газів і сила Рст у процесі пострілу і переміщення снаряда по каналу ствола змінюються, то доцільно конструювати стінки ствола змінної довжини вздовж поздовжньої осі каналу: найбільшу товщину робити біля казенника і найменшу – біля дульного зрізу.

629

Сили взаємодії снаряда зі стволом

У процесі пострілу снаряд, рухаючись по каналу ствола, взаємодіє з останнім. Внаслідок цього виникають такі сили:

1.Сила тиску ведучого пояска на стінки ствола. Во-

на досягає найбільшого значення в момент врізання пояска

внарізи, після чого вона зменшується. Вона виникає внаслідок того, що діаметр ведучого пояска з міркувань обтюрації порохових газів стає дещо більшим, ніж діаметр каналу ствола по полях нарізів, і при зрушенні снаряда відбувається обтискування пояска, яке породжує силу тиску останнього на стінки ствола. Ця сила суттєво впливає на спрацювання каналу ствола.

2.Сила тиску ведучого пояска на бойову грань нарі-

зів. Вона зумовлена тим, що у процесі ведення снаряда вздовж каналу ствола по нарізах ведучий поясок тисне на бойову грань нарізі зі силою N. При цьому сумарна сила тиску пояска на грані нарізів буде дорівнювати nN, де n - число нарізів. Вона, в свою чергу, породжує силу тертя між пояском і нарізами. Розглянемо схематично нарізку ствола, причому умовно зведемо всі перелічені сили до однієї нарізі (рис. 7.3).

Рисунок 7.3 - Схема сил, що діють на снаряд у довільній точці нарізі

630