книги / Последействие газов на ствол. Расчет и моделирование дульных тормозов
.pdfРис. 2.6. Установка свободного отката
Масштаб моделирования ДТ принят равным 10, что допустимо с точки зрения достоверности результатов, зависящих от технологических погрешностей при изготовлении моделей.
На рис. 2.7 показана схема проведения экспериментальных исследований ДТ на стенде свободного отката.
Рис. 2.7. Схема проведения экспериментальных исследований
Величина конструктивной характеристики α оценивается по степениуменьшенияскоростисвободногооткатаустановкисДТ:
|
|
|
|
M ДТ V ДТ |
|
|
||||
|
1 |
|
|
0 |
|
от.д |
1 |
|
|
|
|
M0 |
|
|
|
||||||
|
|
|
q |
|
V0 |
, |
(2.21) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41 |
где Mд , М0ДТ , V0 , VотДТ.д – масса откатных частей и скорости
свободного отката установки без ДТ и с ДТ соответственно. Коэффициент действия газов определяется соотношением
|
M 0V0 qVд |
. |
(2.22) |
|
|||
|
Vд |
|
В процессе проведения эксперимента регистрировались следующие параметры:
дульная скорость снаряда Vд;
скоростьсвободногооткатавконцепериодапоследействия;
массовыехарактеристикиустановкииэлементовзаряжания;
изменение избыточного давления в заданной точке пространства P (t).
Для измерения дульной скорости использовались блокирующие устройства проводникового типа с выбранной базой блокирующего участка. На участке свободного отката временной интервал регистрировался частотомером ЧЗ-34. Величина блокируемого участка выбрана 0,05 м, а в качестве датчиков, работающих на замыкание измерительной цепи, использованы два микропереключателя МП2101.УЧ.
Для измерения избыточных давлений применен универсаль-
ный шумоизмерительный комплекс «Тишина» с диапазоном измеряемых давлений от 103 до 105 Па, разработанный в Ижевском механическом институте. В комплекс аппаратуры входят осциллограф С1-15 с фотоприставкой, частотомер ЧЗ-34 и формирователь импульсов «Тишина». В качестве воспринимающего элемента использован пьезоэлектрический датчик, работающий по принципу «акустическогостержня»счувствительнымэлементомЦТС-19.
Погрешность экспериментального определения зависит от точности регистрации исследуемых параметров и вычисляется по формуле
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
t |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
||
2 |
е |
|
е |
|
|
|
t |
|
m |
. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
е |
|
|
|
е |
V |
|
|
t |
|
|
|
t |
V |
|
m |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
42
где е , еV – погрешность измерения длин блокируемых участ-
ков для определения скорости свободного отката и дульной скорости соответственно;
t , tV – погрешность регистрации времени с помощью
частотометров;
m погрешность измерения массовых характеристик. При оценке на основании данных измерительной аппа-
ратуры эти величины принимались: е 5 10 4м; еV 3 10 3м;
t tV 10 5с; q 10 3кг; M 10 3кг.
При этом максимальная погрешность определения α на стенде с известными массовыми характеристиками составляет αmax=0,012. Точность регистрации величин избыточного давления при работе с шумоизмерительным комплексом составляет для единичноговыстрела±10%,длясерииизпятивыстрелов±5%.
Экспериментальные данные по определению характеристик моделей известных образцов ДТ, составляющих каталог типовых конструкций, были получены на стенде свободного отката с 23-миллиметровым баллистическим стволом при следующих параметрах заряжания:
Ω=0,036кг,q =0,197кг,штатныйпатронНР-23,Vд=680м/с.
Величины избыточного давления измеряли в трех точках пространства со следующими координатами: точка №1-R=1,41 м,
φ=162°; точка №2 – R=0,86 кг, φ=162°; точка №3-R=0,64 м,
φ= 115°.
Вприложении представлены расчетные и экспериментальные данные по моделям ДТ для существующих образцов артиллерийского вооружения. Расчеты конструктивных характеристик и избыточного давления приводятся по нескольким методикам. Даны чертежи и общие виды моделей ДТ.
43
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Проектирование ракетных и ствольных систем / под ред. Б.В.Орлова. – М.: Машиностроение, 1974. – 828 с.
2.Период последействия, расчет надульных и надствольных газовых узлов / под ред. Б.В.Орлова; ЦНТИ информации. –
М., 1975. – 168 с.
3.Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования РДТТ. – М.: Машинострое-
ние, 1968.
4.Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. – М.: Оборонгиз, 1962. – 703 с.
5.Чуев Ю.В., Хумаров Г.Г., Поспелов А.Д. Баллистика периода последействия и расчет дульных тормозов / НИИ-3ГАУ. –
М., 1959. – 312 с.
6.Газовые тормоза. Систематизация, основы расчета их характеристик и проектирования: учеб. пособие / под ред. В.А. Де- вяткина;Перм.политехн.ин-т.–Пермь,1988.
7.Зайцев А.С. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий: учебник. – Старый Оскол: ТНТ, 2017. – 388 с.
8.Захаренков В.Ф. Внутренняя баллистика и автоматизация проектирования артиллерийских орудий: учебник. – СПб.: Изд-во Балт. гос. техн. ун-та, 2010. – 276 с.
9.Проектирование спецмашин. Часть 1. Кн. 1 Артиллерийские стволы: учебник для вузов; под ред. академика РАРАН Г.И. Закаменных, профессора В.Г. Кучерова, доцента С.Е. Червонцева; ВолгГТУ. – Волгоград, 2017. – 396 с.
44
Приложение
Таблицы результатов теоретических и экспериментальных исследований ДТ
45
Изделие М-46 Тип ДТ: Цилиндрический с круглыми боковыми отверстиями
Таблица П1
Баллистические характеристики
d,10–3 м |
ω,кг |
q,кг |
Δ,кг/м310–3 |
Pm,МПа |
Рд,МПа |
Vд,м/с |
130 |
12,9 |
33,4 |
0,69 |
315,0 |
99,0 |
930 |
|
Таблица П2 |
|
|
Таблица П3 |
||||||
Геометрические характеристики |
Конструктивная характеристика |
|||||||||
|
Штатный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хар-ки |
|
Модель |
|
Метод |
Штатный |
|
Модель |
|||
ДТ |
|
ДТ |
|
|
определения |
|
ДТ |
|
ДТ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
LT/d |
3,538 |
|
3,538 |
|
|
Б.В.Орлова |
0,560 |
|
0,560 |
|
S0/F |
1,314 |
|
1,314 |
|
|
НИИ-3 |
0,348 |
|
0,348 |
|
FΣi/F |
2,899 |
|
2,899 |
|
В.Е.Слухоцкого |
|
– |
|
– |
|
,град |
86 |
|
86 |
|
|
Ю.В.Чуева |
|
– |
|
– |
Масса,кг |
– |
|
0,6 |
|
|
Эксперимент |
0,483 |
|
0,378 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П4 |
|||
|
Избыточное давление на модели Pm, 10–2 Н/м2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод |
|
|
|
|
Точкиизмерения |
|
|
|||
|
т.1 |
|
т.2 |
|
|
т.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Б.В.Орлова |
|
145 |
|
|
505 |
|
1350 |
|||
НИИ-3 |
|
179 |
|
|
789 |
|
1745 |
|||
Эксперимент |
|
102 |
|
|
206 |
|
|
443 |
Схемарасположения точекизбыточного давления
Рис. П1. Общий вид модели ДТ М-46
46
47
Рис.П2.ЭскизмоделидульноготормозаизделияМ-46
Изделие ЗИС-3 Тип ДТ: Двухкамерный
Таблица П5
Баллистические характеристики
d,10–3 м |
ω,кг |
q,кг |
Δ,кг/м310–3 |
Pm,Па |
Рд,МПа |
Vд,м/с |
76,2 |
1,08 |
6,2 |
0,174 |
232 |
55 |
680 |
|
Таблица П6 |
|
|
|
|
Таблица П7 |
||||
Геометрические характеристики |
|
Конструктивная характеристика |
||||||||
|
Штатный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хар-ки |
Модель |
|
Метод |
Штатный |
|
Модель |
||||
ДТ |
ДТ |
|
|
определения |
|
ДТ |
|
ДТ |
||
|
|
|
|
|
||||||
LT/d |
3,819 |
|
3,819 |
|
|
Б.В.Орлова |
0,052 |
|
0,052 |
|
S0/F |
1,215 |
|
1,215 |
|
|
НИИ-3 |
0,51 |
|
0,251 |
|
FΣi/F |
4,931 |
|
4,931 |
|
В.Е.Слухоцкого |
|
– |
|
– |
|
,град |
100 |
|
100 |
|
|
Ю.В.Чуева |
|
– |
|
– |
Масса,кг |
– |
0,8 |
|
|
Эксперимент |
0,019 |
|
0,279 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П8 |
||
|
Избыточное давление на модели Pm, 10–2 Н/м2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод |
|
|
|
|
Точкиизмерения |
|
|
|||
|
т.1 |
|
|
т.2 |
|
|
т.3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Б.В.Орлова |
|
185 |
|
|
647 |
|
1998 |
|||
НИИ-3 |
|
158 |
|
|
695 |
|
1688 |
|||
Эксперимент |
|
92 |
|
|
166 |
|
|
489 |
Схемарасположения точекизбыточного давления
Рис. П3. Общий вид модели ДТ ЗИС-3
48
49
Рис.П4.Эскизмоделидульного тормозаизделия ЗИС-3
Изделие C-60
Тип ДТ: Цилиндрический с круглыми боковыми отверстиями
Таблица П9
Баллистические характеристики
d,10–3 м |
ω,кг |
q,кг |
Δ,кг/м310–3 |
Pm,МПа |
Рд,МПа |
Vд,м/с |
57 |
1,2 |
2,8 |
0,51 |
310 |
72,4 |
1000 |
|
Таблица П10 |
|
|
|
|
Таблица П11 |
|||||
Геометрическиехарактеристики |
|
|
Конструктивнаяхарактеристика |
||||||||
|
Штатный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хар-ки |
Модель |
|
Метод |
|
Штатный |
|
Модель |
||||
ДТ |
ДТ |
|
|
определения |
|
|
ДТ |
|
ДТ |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
LT/d |
4,375 |
|
4,375 |
|
|
Б.В.Орлова |
|
0,431 |
|
0,431 |
|
S0/F |
1,656 |
|
1,656 |
|
|
НИИ-3 |
|
0,401 |
|
0,401 |
|
FΣi/F |
4,936 |
|
4,936 |
|
|
В.Е.Слухоцкого |
|
|
– |
|
– |
,град |
90 |
|
90 |
|
|
Ю.В.Чуева |
|
|
– |
|
– |
Масса,кг |
– |
1,4 |
|
|
Эксперимент |
|
0,420 |
|
0,352 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П12 |
|||
|
Избыточное давление на модели Pm, 10–2 Н/м2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод |
|
|
|
|
Точкиизмерения |
|
|
|
|
||
|
т.1 |
|
|
т.2 |
|
|
т.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Б.В.Орлова |
|
155 |
|
|
542 |
|
|
1708 |
|||
НИИ-3 |
|
216 |
|
|
953 |
|
|
2313 |
|||
Эксперимент |
|
105 |
|
|
202 |
|
|
429 |
Схемарасположения точекизбыточного давления
Рис. П5. Общий вид модели ДТ С-60
50