2. Будова гальма відкоту.

Ідея пристрою гідравлічного гальма полягає в наступному: всередині циліндра, наповненого рідиною поміщається поршень зі штоком. Циліндр закріплений нерухомо в люльці. В поршні є невеликі отвори. Шток поршня зв'язаний із казенником ствола.

Під час відкату ствола поршень зі штоком переміща-тиметься всередині циліндра, а рідина через отвори в поршні пробризкується з об'єму за поршнем в зростаючий об'єм.

На подолання опору рідини, що пробризкується через ці отвори і витрачатиметься, головним чином, енергія руху частин відкоту. Інша частина енергії відкоту поглинається роботою сили накочувача і силою тертя, що виникає на спрямовуючих люльки і в сальникових ущільненнях гальма накочувача.

В сучасних гарматах для гальмування відкоту і накату застосовуються гідравлічні гальма, в яких гальмування здійсню-ється за рахунок гідравлічного тертя, що виникає при перетіканні рідини через отвори певного перетину, при цьому енергія відкату (до 75%) переходить у теплову енергію рідини.

Як робоче тіло використовується:

• стеол-М у складі: гліцерин 43,6 %, етиловий спирт 20%, вода 32%, хромово-кислий калій 1,6 % і їдкий натрій 0,1 %;

• гліцерин.

Найпоширеніші гальма відкоту – гальма веретенного типу.

Рис. 31. Схема дії гальма відкоту веретенного типу з модератором гальма накоту:

А – робоча порожнина; Б – неробоча порожнина;

1 – ущільнення; 2 – клапан – модератор; 3 – циліндр; 4 – шток з поршнем; 5 – веретино; 6 – компенсатор; 7 – трубка;

а – поржнина штока; б – отвір; в – канавка; г – отвір;

д – калібрований переріз; е - діафрагма

У конструкції гальма веретенного типу при відкаті потік рідини, що поступає з робочої порожнини в поршень, розділяється на два:

• потік, що йде в неробочу порожнину через кільцевий зазор між веретеном і регулюючим кільцем – основний;

• потік, що йде в порожнину штока через канавки модератора – додатковий.

При розрахунках гальма веретенного типу приймаються наступні допущення:

• гальмо відкоту повністю заповнено реальною рідиною, стисливістю якої нехтують;

• тиск всередині поршня дорівнює тиску Р₁ в робочій порожнині;

• тиск Р₂ в неробочій порожнині дорівнює 0, внаслідок виникнення в неробочій порожнині вакууму.

А також вводяться наступні позначення і визначення:

1. Робоча площа поршня .

2. Робоча площа гальма відкоту .

3. Площа отвору регулюючого кільця .

4. Змінна площа веретена .

5. Змінна площа кільцевого зазору між веретеном і регулюючим кільцем .

6. Мінімальна площа для проходу рідини в замодераторний простір =Атн-Ар.

Сила гальма відкоту буде дорівнювати сумі проекцій сил, діючих на шток з поршнем уздовж його осі:

Ф = Р₁Ат + Р₁(Атн-ар) – РзАтн.

Після численних перетворень даний вираз прийме наступний вигляд:

,

де к = 1,2 – 1,4 : К₃ = 3 – 4, і всі величини (окрім ) змінні і відомі.

визначається з виразу: .

Важливою позитивною якістю гальма веретенного типу є те, що у нього гальмо накоту (модератор) діє по всій довжині накоту. Це здійснюватиметься, якщо під час накоту вакуум буде зосереджуватися тільки в неробочій порожнині циліндра, а порожнина штока повністю заповнюватиметься рідиною.

Умова заповнення порожнини штока рідиною визначається з виразу: .

При недотриманні даної умови необхідно змінювати розміри гальма з урахуванням характеру цієї залежності.

Сила гідравлічного опору гальма при накоті складається з Фн = Фон + Фтн,

де Фон – сила гальма відкоту при накаті;

Фтн – сила гальма накоту.

Ця сила розраховується з виразу:

.

Коефіцієнти опору струменя вимірюються в межах: К =К=1,2 – 1,4 : К =1,5 – 1,7, а також розраховується площа канавок штока: а_тн = nbh,

де n – число канавок 2-4 і розташовуються вони в порожнині штока; b – ширина канавки 5-10 мм.

Тепловий режим гальма відкоту при стрільбі

Енергія, поглинена гальмом відкоту при пострілі, перетворюється на тепло, це приводить до нагріву рідини. Підвищення температури рідини викликає збільшення її об'єму і зменшення в'язкості.

Збільшення об'єму рідини без вживання спеціальних заходів (вживання компенсаторів, недоливу рідини) може привести до недокоту ствола.

Зменшення в'язкості рідини викликає зменшення сили гідравлічного опору гальма (зменшення коефіцієнтів опору К , К ,К ), а це приводить до збільшення відкоту і різкості накоту.

Нагрівання рідини вище 90С може привести до різкого зниження її в'язкості, втрати пружних властивостей гумових комірів ущільнень, виплавки чи просочення сальникових ущільнень.

Через складність процесів теплообміну дослідження теплового режиму гальма відкоту є вельми складною задачею. Її розвязання дозволяє встановити для даної гармати режими вогню, виходячи з наведеної температури нагріву рідини, розрахувати компенсатор рідини і т.д. Однією з технічних причин, обмежуючих режим вогню, є нагрів рідини в гальмі відкоту до гранично допустимої температури. При розрахунку приймають:

Тгр = 90С для стеол-М;

Тгр = 110С для веретенного масла.

Пристрій, призначений для підтримки постійного об'єму рідини в гальмі відкоту при стрільбі, називається компенсатором. Конструктивно він може бути:

• пружинним;

• пневматичним.

При нагріванні і розширенні внаслідок інтенсивної стрільби або значного підвищення температури навколишнього середовища надлишок рідини поступає в компенсатор з циліндра через отвір, стискаючи пружину або повітряну подушку компенсатора. Після охолоджування під тиском пружини або повітря рідина повертається в циліндр гальма відкоту.

При кожному пострілі внаслідок зміни тиску в неробочій порожнині циліндра відбувається перетікання рідині з компенсатора в циліндр і – назад. Для зменшення впливу пульсації рідини на роботу гальма відкоту площа отвору робиться невеликою або ставиться клапан.

Величина гранично допустимого тиску газу в компенсаторі Р_пр визначається з виразу:

,

ця величина служить підставою для роботи пружини у разі вживання компенсатора пружинного типу.

У гальмі відкоту за відсутності компенсатора передба-чається недолив рідини, що становить 2-3% повного її об'єму.

В існуючих гармат найбільша швидкість відкоту V_max = 10 – 12 м/c; то максимальна швидкість відкоту V_max  1,8 – 2,5 м/с.

Час відкоту Т_отк = 0,1 – 0,2 с, час накоту Т_н = 1 – 1,5 с.