1.5.4. Разработка технической документации

Основная задача на этом этапе заключается в разработке конструктор­ских документов (рабочих чертежей, технических условий и т.д.), предназна­ченных для изготовления, приемки и испытания опытного образца (опытной партии). Порядок работы обычно следующий:

разработка конструкторских документов (рабочих чертежей, технических условий и т.д.) опытного образца;

изготовление и заводские испытания опытного образца. Заводские испы­тания преследуют цель проверки соответствия создаваемого образца оружия заданному тактико-техническому заданию или тактико-техническим требова­ниям;

корректировка конструкторских документов по результатам изготовления и заводских испытаний опытного образца с присвоением конструкторским до­кументам литеры ^п0" При необходимости проводится дополнительный анализ динамики механизмов автоматики, размерных цепей и т.д. При повторных из­готовлениях и испытаниях опытного образца и соответствующей корректиров­ке конструкторских документов им присваивают литеры"Of", "Ог" и т.д.,

изготовление и полигонные испытания опытного образца. Целью поли­гонных испытаний опытного образца оружия является получение необходимых исходных данных для установки соответствия испытуемого образца тактико- техническим требованиям, оценки конструктивных, прочностных и эксплуата­ционных данных, общей оценки образца с заключением о его рекомендации на войсковые испытания;

изготовление партии опытных образцов и войсковые испытания, целью которых является проверка надежности действия и эксплуатационных качеств оружия в войсках.

После принятия на вооружение созданного образца оружия следует раз­работка конструкторской документации на изготовление и испытания устано­вочной серии, а в последующем — на серийное или массовое производство.

10. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТВОЛОВ СПВ

Известно, что ствольный узел является основным узлом СПВ, обеспечи­вающим высокоскоростное стабилизированное движение пуль или снарядов (сн) к цели. Он является резервуаром, в котором сгорает пороховой заряд. Дав­ление образующихся при горении пороховых газов используется для сообще­ния пуле (сн) поступательного движения с определенной скоростью в опреде­ленном направлении. Ствол выполняет также функцию сообщения пуле (сн) вращательного движения вокруг ее продольной оси, необходимого для обеспе­чения устойчивого полета за пределами ствола.

Высокое давление пороховых газов используется кроме того для автома­тизации процесса перезаряжания оружия и ствол, таким образом, является в ав­томатическом оружии основным элементом двигателя автоматики.

Как часть оружия ствол работает в особых условиях. Его внутренняя по­верхность подвергается непосредственному воздействию порохового газа, об­ладающего высоким давлением и высокой температурой, а также трения веду­щих элементов пуль (сн) при их движении в канале. Эти обстоятельства с неиз­бежностью приводят к интенсивному нагреву ствола при автоматической стрельбе.

Интенсивный нагрев конструктивных элементов ствольного узла сущест­венно снижает функциональную надежность как самого узла, так и всего ору­жия, вызывая падение дальности, кучности и меткости стрельбы, ухудшая ус­ловия работы автоматики, эксплуатации оружия.

Именно поэтому разработчикам современного СПВ приходится решать наряду с другими вопросами важнейшие проблемы обеспечения термостойко­сти, прочности и живучести ствольного узла.

10.1. Прочность стволов СПВ

Стволы СПВ при стрельбе находятся под действием системы сил, вызы­вающих сложное напряженно-деформированное состояние материалов их кон­структивных элементов.

При выстреле давление пороховых газов выталкивает снаряд из ствола. При этом давление в стволе сначала быстро возрастает, достигая величины р_т~(3500 ... 4000)-10⁵Па. По мере дальнейшего продвижения снаряда давление пороховых газов из-за увеличения объема заснарядного пространства падает до дульного значения р_д~500Т0⁵Па.

Вследствие такого характера изменения давления внутри ствола наруж­ные его очертания в большинстве случаев представляют собой либо кониче­скую, либо ступенчатую цилиндрическую поверхность с уменьшением диамет­ральных размеров к дульному срезу.

Очевидно, что стенки ствола должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они обеспечивали прочность ствола в первую очередь от действия дав­ления пороховых газов. Однако при этом необходимо учитывать, что давление пороховых газов приводит в движение снаряд и ствол, в результате чего возни­кает еще ряд сил, действующих на стенки ствола: силы взаимодействия снаряда со стволом, силы сопротивления откату ствола, инерционные силы и проч.

При обжатии и врезании ведущих элементов снаряда в нарезы ствола происходит пластическое деформирование материала ведущих элементов и ве­личина усилия взаимодействия со стволом очень быстро возрастает, достигая максимальных значений, зачастую превышающих давление пороховых газов. После врезания, сопровождающегося значительным тепловыделением, темпе­ратура поверхности ведущих элементов снаряда возрастает практически до температуры плавления их материала (меди) и при дальнейшем движении сна­ряда по стволу происходит интенсивный износ ведущих элементов.

Этот процесс приводит к быстрому уменьшению радиальных и осевых воздействий на ствол со стороны снаряда по мере продвижения его к дульному срезу.

При движении по каналу ствола снаряд приобретает определенный запас кинетической энергии, вращения, необходимых для его устойчивого полета на траектории. При этом в результате взаимодействия снаряда с боевыми гранями нарезов возникают силы, стремящиеся вызвать поворот ствола и его движение вперед. Величина этих сил меняется при движении снаряда по стволу в зависи­мости от напряженно-деформированного состояния ведущих элементов снаря­да.

Следует отметить также силовые воздействия снаряда на ствол, возни­кающие в результате колебательного движения снаряда в стволе и неизбежной кривизны оси ствола.

Отдача оружия при выстреле, характер его движения при стрельбе при­водят к возникновению инерционных нагрузок, оказывающих в ряде случаев (длинные стволы, вращающийся блок стволов и проч.) существенное влияние на напряженно-деформированное состояние и прочность элементов ствольного узла.

Суммируя изложенное, можно установить, что стволы СПВ при стрельбе находятся под действием системы сил, вызывающих сложное напряженное со­стояние материала их стенок. Очевидными поэтому становятся трудности ре­шения задачи о расчете ствола на прочность при точном учете всех перечис­ленных силовых факторов, а также особенностей нагружения ствола при авто­матической стрельбе.

Большое разнообразие конструктивного исполнения стволов и условий их эксплуатации предопределяет сравнительно широкий круг задач расчетов на прочность. Тем не менее, среди них можно выделить типичные или основные

задачи, т.е. те, которые определяют эффективность и надежность работы образ­ца СПВ.

Поскольку основным силовым фактором, действующим на ствол, являет­ся давление пороховых газов, первой типичной задачей прочностного расчета можно считать задачу оценки напряженно-деформированного состояния для случаев:

• конструктивного исполнения стволов с различной геометрией внешней поверхности;

• конструктивного исполнения стволов с различной геометрией канала ствола;

• наличия концентраторов напряжений;

• действия, помимо механических нагрузок, теплового фактора и т.п.

Другой типичной задачей прочностного расчета является оценка НДС на­резной части ствола при взаимодействии с ведущими элементами пуль (сн).

Учитывая сложность анализа процессов нагружения материалов стволь­ного узла, в данном разделе рассматриваются лишь некоторые из них.