Определение и характеристики основных

технических данных нарезной части канала ствола

Вращательное движение снаряд получает одновременно с его разгоном в направляющей части ствола. Для этого на поверхности этой части канала ствола имеются винтовые пазы-нарезы, а в средней части снаряда утолщение – ведущий поясок. При движении снаряда вдоль канала ствола ведущий поясок врезается в нарезы и, взаимодействуя с ним, приводит во вращение снаряд.

Вращение снаряда необходимо для обеспечения его устойчивости. Центр давления снаряда находится впереди его центра масс. В результате при полете снаряда с углом атаки полная аэродинамическая сила создает опрокидывающий момент. Вращение снаряда обеспечивает нейтрализацию действия этого момента. Вращающийся снаряд, как гироскоп, под действием момента не опрокидывается, а совершает сложное прицессионно-нутационное движение, причем при высокой скорости вращения снаряд не только не опрокидывается, но и его угол атаки практически не увеличивается, вращается лишь плоскость, в которой находится угол атаки. При недостаточно высокой скорости вращения угол атаки может существенно возрасти и снизить бронепробиваемость снаряда. Кроме того, в этом случае ухудшится баллистика снаряда, увеличится время его полета и, как следствие, возрастет вероятность его промаха.

Нарезы (нарезка) – это пазы, идущие по винтовой линии на внутренней поверхности нарезной части канала ствола и предназначенные для придания снаряду вращательного движения. Поперечное сечение канала ствола на этом участке (рисунок 2.3) называют профилем нарезов. Профиль нарезов может быть прямоугольным, трапециевидным и сегментным.

Прямоугольные нарезы вполне обеспечивают надежное движение снаряда по каналу ствола. Однако отсутствие плавного перехода от дна нареза к гране нареза затрудняет заполнение материалом ведущего пояска всего нареза, особенно его углов. Вследствие этого в углах нарезов могут возникать каналы, по которым прорываются пороховые газы. Большая скорость течения газов в этих местах в совокупности с высокой температурой являются причиной ускоренного разгара ствола с прямоугольной нарезкой.

Увеличению интенсивности разгара ствола способствует также концентрация напряжений в углах нарезов при выстреле.

К указанным недостаткам следует отнести еще трудность удаления нагара из углов нарезов при чистке оружия после стрельбы. Оставшийся нагар вызывает усиленную коррозию ствола, что сокращает срок эксплуатации ствола.

В настоящее время, в авиационном оружии применяются прямоугольные нарезы со скругленными углами. Такой профиль нарезов в значительной степени устраняет недостатки, присущие прямоугольным нарезам.

На поверхности НЧКС различают поле нареза, дно нареза и боковые грани нареза. Ширина поле нареза (а) обычно равна ширине дна нареза (в). Номинальный диаметр канала ствола по полям нарезов (d) называется калибром оружия.

Вращение снаряда вызывается тем, что в момент выстрела ведущий поясок снаряда врезается в нарезы и затем взаимодействует с одной из боковых граней нарезов. Та грань нареза, реакция которой сообщает снаряду вращательное движение, называется боевой, противоположная – холостой гранью.

Основными техническими характеристиками НЧКС являются:

1. Ширина поля (а) и дна (в) нареза. Обычно принимается следующее соотношения между ними а =(1,2.... 2,0) в.

2. Глубина нареза – постоянна по длине ствола и составляет (0,014…0,020) .

3. Число нарезов n₁ – зависит от калибра оружия: для калибра 7,62 мм число нарезов равно 4, 12,7 мм – 8, 23 мм – 10, 30 мм – 16 нарезов.

4. Угол наклона нарезов (угол нарезки) a_Н – это угол наклона нарезов к образующей цилиндра канала ствола.

5. Длина хода нарезов (шаг нарезки) h_Н – это длина образующей цилиндра, на которой нарез делает один оборот.

6. Крутизна нарезки “ h ” – это шаг нарезки измеренный в калибрах.

Теоретическое значение крутизны нарезки в районе дульного среза канала ствола определяется из условия устойчивости снаряда по формуле Забудского-Вентцеля

,

где I_Х, I_Z – осевой и продольный моменты инерции снаряда, соответственно;

h₁ – плечо опрокидывающего момента, т.е. расстояние между центром давления и центром масс снаряда (рассчитывается по формуле Габора);

r(у) – плотность воздуха на высоте у;

K_m – аэродинамический коэффициент опрокидывающего момента, являющийся функцией числа М=V/а;

V₁, V_О – скорость ЛА и начальная скорость снаряда соответственно;

j – угол между векторами V₁ и V_O.

Нарезка может быть правой (рисунок.2.4) и левой. В ААО используется правая нарезка, и, следовательно, снаряд вращается после выхода из канала ствола по часовой стрелке.

Кроме того, нарезы могут быть постоянной либо переменной крутизны. Обычно крутизна нарезов канала ствола выбирается постоянной, так как она более простая в изготовлении. Однако постоянная крутизна нарезов приводит к неравномерному давлению ведущего пояска на боевую грань. Поэтому наибольшее напряжение смятия ведущего пояска определяется наибольшим давлением в канале ствола.

Нарезы переменной крутизны (прогрессивная нарезка) обеспечивают более легкий режим работы ствола, но они достаточно сложны в технологии изготовления. Нарезы переменной крутизны используются в целях увеличения живучести стволов, так как на начальном участке движения снаряда в канале ствола угол наклона делается примерно равным нулю, а в дальнейшем он плавно изменяется и к дульному срезу крутизна нарезки должна равняться .

В таблице 2.1 приводятся технические характеристики нарезной части каналов стволов для пушек калибра 23 и 30 мм.

Таблица 2.1. Значение технических характеристик НЧКС

№ п/п	Характеристика	Обозначение	Единица измерения	Калибр, мм
	Ширина поля	а	мм	2,3	2,4
	Ширина дна	в	мм	3,6	4,8
	Глубина нареза	tн	мм	0,45	0,35
	Число нарезов	-	шт
	Угол нарезки	aН	град	7,5	7,2
	Шаг нарезки	hH	мм	715,5
	Крутизна нарезки	hH	клб	23,83

Во время выстрела в стенке ствола возникают напряжения, вызываемые действием сил давления пороховых газов, давлением ведущего пояска снаряда на боевые грани нарезов, а также температурные напряжения вследствие нагревания внутренних слоев ствола.

Нагружения ствола носят динамический характер, так как давление газов во время выстрела действует в течение очень короткого промежутка времени.

Дата добавления: 2014-12-27