Артиллерийского оружия. Анализ мощности, потребляемой механизмом подачи

Анализ мощности, потребляемой механизмом подачи

Механизм подачи (МП) ААО является мощным потребителем энергии. И при расчете мощности двигателя автоматики ААО необходимо знать, какую мощность будет потреблять МП.

Расчет мощности, потребляемой МП, проведем для ленточной системы питания ААО патронами.

Патронная лента состоит из патронов и звеньев. Звено обладает упругостью, т.е. способностью деформироваться под действием прикладываемой к нему определенного растягивающего усилия и принимать исходное состояние после прекращения действия усилия. Сжимающие усилия лентой практически не воспринимаются. Сжатие звена приведет к деформированию патрона. Кроме того, патронная лента (см. главу 5) обладает телескопичностью за счет наличия зазоров в зацеплениях звеньев. Эти два фактора определяют динамику движения патронной ленты.

Обычно МП подачи патронной ленты проектируются таким образом, чтобы усилия, возникающие в ленте при стрельбе, не превосходили предела упругости звена (s_Р) _{ЗВ .}.

В связи со сказанным патронная лента может быть представлена (рисунок 3.3) как последовательность патронов, соединенных между собой упругими связями, в каждой из которых имеется люфт . Расстояние между осями соседних патронов называют шагом ленты в (например, для пушек ГШ-301, ГШ-30 в =52 мм, для пушки ГШ-6-23 в =39 мм).

С началом работы механизма подачи, одноствольного и двуствольного оружия, практически без деформации звена начинает двигаться первый (условно) патрон. После того как будет выбран зазор между первым и вторым патроном в движение включается второй патрон. При этом, поскольку первый патрон уже имеет некоторую скорость, а второй неподвижен, включение второго патрона в движение происходит с ударом. После этого с ударом включается в движение третий, четвертый и последующие патроны.

Каждый из последовательно вступающих в движение патронов не сразу приобретает ту же скорость, что и первый патрон. Вследствие такого отставания скорости движения патронов друг от друга звенья патронной ленты деформируются. Деформация эта, как указывалось ранее, носит упругий характер.

Движение патронной ленты сопровождается трением и ударами о внутренние стенки рукавов питания. Удары вызваны несовпадением линии жесткости с линией центров масс. После перемещения первого патрона на один шаг, он останавливается, ударяясь об ограничители, фиксирующие его положение относительно приемного окна пушки. Все остальные патроны продолжают движение по инерции. Звено второго патрона ударяется об остановившийся первый патрон (образовался зазор ). Затем останавливаются поочередно третий, четвертый и последующие патроны. Идет как бы набегание задних патронов на передние, приводящее к снятию растягивающих усилий в звеньях ленты.

Таким образом, патронная лента перемещается при стрельбе толчками. Патроны включаются в движение один за другим последовательно с ударами, движение патронов сопровождается растяжением звеньев и возникновением в них сил упругости.

Из рассмотренной картины движение ленты следует, что математическое описание перемещения ленты является весьма сложным. Для упрощения математического описания движения патронной ленты принимают ряд допущений, которые практически не искажают закон движения ленты при стрельбе:

- потери энергии на трение между звеньями равны нулю;

- потери энергии на удары патронов о рукав питания, друг о друге равны нулю;

- зазорами пренебрегают.

В связи со сказанным патронная лента может быть условно схематизирована (рисунок 3.4) как упругая, гибкая, несжимаемая нить с равномерно распределенной по ее длине массой, равной массе всей ленты, и упругими свойствами, соответствующими упругими свойствам звеньев самой ленты.

Такая схематизация патронной ленты, т.е. учет только ее упругих свойств, дает хорошее совпадение с результатами, полученными в ходе экспериментов.

При такой схематизации динамическое усилие P_дин, возникающие в сечениях ленты при ее движении, определяется на основании волнового характера распространения упругих деформаций зависимостью:

,

где c – жесткость участка ленты длиной в;

m_пз – суммарная масса одного патрона и одного звена;

v – скорость рассматриваемого участка патронной ленты.

Динамическая сила P_дин сопротивления патронной ленты не зависит от количества патронов в ленте, ее положения в рукаве, а определяется только упругими свойствами ленты и скоростью ее движения. Этот факт говорит об исключительно волновом характере распространения деформаций в ленте.

Кроме динамической составляющей есть еще статическая составляющая Q (рисунок 3.5) также определяющая силу сопротивления патронной ленты. Эта составляющая определяется весом свисающей части ленты, а при наклонном рукаве и силой трения ленты.

Из рисунка 3.5 следует, что статическая составляющая определяется выражением

Q = m_пз gN (sin q + ¦ cos q),

где N – количество патронов в наклонном рукаве;

q – угол наклона патронного рукава;

f – коэффициент трения.

Таким образом, полное усилие, возникающее в патронной ленте и определяющее силу ее сопротивления движению, определится как сумма динамической и статической составляющих:

.

Эта формула используется при расчетах механизмов подачи ленты в оружие, а также при определении мощности двигателей подтяга патронной ленты в артиллерийских установках.

Мощность, расходуемая на движение ленты, с учетом к.п.э. при работе механизма подачи (h_П) определяется по формуле:

, (3.25)

где h_П – коэффициент передачи энергии механизма подачи.

Выразим скорость подачи ленты через темп стрельбы (Т) и шаг ленты (в) с учетом ее растяжения

,

где .

Следовательно

.

Подставляя это выражение в формулу (3.25), получим

. (3.26)

Таким образом, мощность, потребляемая механизмом подачи патронной ленты, зависит от шага ленты (в), упруго-инерционных характеристик ленты (c, m_пз), дополнительных сопротивлений (Q) и времени между выстрелами (60/Т). Величину (h_П) определяют с учетом увеличения шага ленты вследствие растяжения.

Следует иметь в виду, что учет растяжения ленты приводит к увеличению расчетного значения мощности на 20…50%, и поэтому деформация ленты должна учитываться при расчетах и проектировании оружия.

Дата добавления: 2014-12-27