Ведущего пояска снаряда на боевую грань нареза ствола

Определение и анализ действия давления

Рассмотрим схему сил (рисунок 2.8), действующих на снаряд при его движении по НЧКС. При движении снаряда по НЧКС со стороны ВП на боевую грань нареза действует сила давления . Эту силу приложим к поверхности ведущего пояска снаряда, взаимодействующей с боевой гранью.

Сила направлена по нормали к указанной поверхности. Точку приложения этой силы обозначим буквой – М. Выразим силу давления на боевую грань через параметры движения снаряда и нарезки. Согласно третьему закону Ньютона реакция боевой грани нареза по абсолютному значению равна силе давления на боевую грань, т.е. . Сила вызывает появление силы трения F_ТР. Результирующую сил и F_ТР обозначим через U.

Сила U является так же результирующей силы сопротивления F поступательному движению снаряда по НЧКС и силы Q, образующей момент вращения снаряда вокруг своей продольной оси симметрии.

Согласно второму закону Ньютона уравнения поступательного и вращательного движения снаряда в инерциальной системе координат ОХУ имеют вид:

(2.1)

(2.2)

где v – абсолютная скорость движения точки М,

v = v_отн – V_СТ;

V_CT – скорость отката ствола;

v_отн – относительная скорость движения снаряда, т.е. относительно ствола;

p_сн – давление пороховых газов в канале ствола;

S – площадь поперечного сечения канала ствола;

I_Х – осевой момент инерции снаряда;

d – калибр оружия;

Ω – угловая скорость вращения снаряда,

(2.3)

Из рисунка 2.8 имеем:

(2.4)

(2.5)

где r = arctg f_тр – угол трения.

Продифференцируем выражение (2.3), в результате получим следующее уравнение:

.

Учитывая то, что V_СТ << v, получим

,

где x – абсолютный путь снаряда по каналу ствола.

Подставляя полученное выражение в (2.2) и исключая из (2.1), учитывая то, что , после преобразований получим выражение для силы N:

где – коэффициент распределения массы снаряда.

Обозначим через В выражение

Отметим, что для средних значений параметров a_н» r» 7⁰ с погрешностью порядка 1 % можно принять В» 1.

С учетом сказанного, сила давления ВП на боевую грань нареза ствола может быть рассчитана по формуле

(2.6)

Уравнение (2.6) дает возможность рассчитать значение силы N, а зная ее можно определить силу препятствующую движению снаряда по каналу ствола F (2.4), после врезания в нарезы и силу от момента вращения снаряда Q (2.5).

При , т.е. для нарезов постоянной крутизны () имеем формулу

.

С учетом полученного выражения (2.6) можно определить давление ВП снаряда на боевую грань нареза ствола

(2.7)

где n₁ – число нарезов;

t_Н – глубина нареза;

h₁ – длина следа ВП снаряда на боевой грани нареза (рисунок 2.9).

Длину следа h₁ можно выразить через ширину ВП l₁ снаряда и угол нареза a_Н

тогда окончательно выражение для давления ВП на боевую грань нареза ствола примет вид:

Давление ВП на боевые грани нарезов ствола должно быть меньше напряжения смятия ведущего пояска снаряда ().

Это уравнение используется для оценки соотношения кинетической энергии снаряда и работы пороховых газов по преодолению рассмотренных выше сил сопротивления движению снаряда по каналу ствола.

Дата добавления: 2014-12-27