3. Дія пострілу на гармату з відкотом по осі.

У сучасних гарматах з відкотом по осі лафет має пружний зв'язок зі стволом за допомогою противідкотних пристроїв, розташованих в частині, що коливається. Частина з цапфами і механізмами наведення (МВН, МГН), що коливається, сполучена з лафетом.

У гармат з пружним лафетом при пострілі частини відкотів на початку відкочуються уздовж осі каналу ствола назад, а потім накочуються в початкове положення.

Рис. 30. Схема дії пострілу на пружний станок

У таких гармат при відкоті на лафет діє не сила Р_дн, а сила, що дорівнює і протилежна по напряму силі, з якою гальмується ствол, тобто сила опору відкоту К, або її ще називають сила віддачі .

Ця сила К складається з:

• гальмуючих сил гальма відкоту і накочування;

• сил тертя в рухомих з'єднаннях;

• складової сили маси частин відкотів уздовж осі каналу ствола.

Оскільки час відкату – час дії сили віддачі - значно більше часу пострілу (часу дії сили Р_дн) то для рівноваги системи сила віддачі повинна бути значно менше сили Р_дн. і при цьому, чим більша довжина відкату, тим менша сила віддачі.

Таким чином, противідкотні пристрої дозволяють значно зменшити сили, діючі на лафет. У сучасних гарматах максимальна сила віддачі - в 30-40 разів менше Рдн _max

На частини відкотів при пострілі діють наступні зовнішні сили:

Р_дн – рівнодіюча сил, що діє в каналі ствола в напрямі його осі;

Q₀ – сила тяжіння частин відкотів, прикладених до центру їх тяжіння.

Решта зовнішніх сил залишилася такою ж, як і при дії з жорстким станком (R₁, R₂, R_б, Q_б).

Така система внаслідок переміщення частин відкоту при пострілі, з погляду механіки являє собою змінну систему, в якій окрім зовнішніх сил (R₁, R₂, R_б, Q_б) діятимуть і внутрішні сили.

Тому для вживання умов статичної рівноваги до такої системи на підставі принципу д'Аламбера необхідно до зовнішніх діючих сил додати силу інерції частин відкотів , прикладену до центру тяжіння їх і направлену в зворотний бік їх руху, що буде дорівнювати:

,

де - прискорення відкоту;

- сила інерції.

Приклавши силу інерції рухомих частин до центру тяжіння частин відкоту, приводимо цю рухому систему до системи рівноваги і вирішуємо задачу як статичну.

Прийнявши це допущення за основу, виведемо умову нерухомості і стійкості артсистеми на пружному лафеті.

Для подальшого міркування припустимо, що центр тяжіння частин відкоту розташований на деякій відстані, що нижче за вісь каналу ствола l.

Умова рівноваги системи:

Зазначивши проекції сил на осі х і у, і моменти цих сил, що проходять через точку С, одержимо:

доставляючи значення =Р_дн – К в перше рівняння системи, одержимо: R_б=К cos φ – це умова нерухомості артсистеми.

Підставивши це ж значення у друге рівняння системи, одержимо: - умова стійкості.

Якщо гармата залишається стійкою, то тоді реакція  0, а значить цю умову стійкості можна записати в наступному вигляді: , нехтуючи L (діаметром основи гармати) або ж .

Проаналізувавши вирази R_б=К cos φ і , зробимо висновок, що дія пострілу на пружний станок зводиться до виникнення однієї сили: K=Rб- Q₀ sin φ, прикладеної до центру тяжіння частин відкотів і напрямів у бік відкоту з моментом .

Коли центр тяжіння частин відкоту лежить на осі каналу ствола, тобто l = 0, дія пострілу в площині стрільби зводиться тільки до сили К – сили віддачі, діючої на станину.

Момент називається моментом динамічної пари, а

l - плечем динамічної пари.

Розглядаючи вираз R_б = К cos φ, робимо висновок, що для зменшення R_б необхідно зменшувати значення К – сили віддачі.

Аналізуючи вираз приходимо до висновку, що для підвищення стійкості артустановки вигідно збільшувати (силу ваги артсистеми) і L (діаметр основи гармати), а зменшувати і момент Рдн l .