ВЛИЯНИЕ  ИЗМЕНЕНИЯ  ТЕМПЕРАТУРЫ  СЖАТОГО  ВОЗДУХА  ВНУТРИ  ПНЕВМАТИЧЕСКОГО  НАКАТНИКА  НА  ИЗМЕНЕНИЕ  УСИЛИЙ  И  СОВЕРШАЕМОЙ  РАБОТЫ  НАКАТА  И  ОТКАТА  АРТИЛЛЕРИЙСКОГО  ОРУДИЯ  ВО  ВРЕМЯ  СТРЕЛЬБЫ

Блинов  Дмитрий  Викторович

студент  Волгоградского  Государственного  технического  Университета,  г.  Волгоград

E-mail:  zemel777@mail.ru

Кучеров  Виктор  Григорьевич

канд.  техн.  наук,  профессор  Волгоградского  Государственного  технического  Университета,  г.  Волгоград

EFFECT  OF  TEMPERATURE  CHANGE  IN  AIR  PNEUMATIC  RECUPERATOR  EFFORTS  TO  CHANGE,  DOES  WORK  FOLLOW  AND  ROLLED  ARTILLERY  GUNS  DURING  THE  SHOOTING

Dmitry  Blinov

student  Volgograd  State  Technical  University,  Volgograd

Victor  Kucherov

Candidate.  tehn.,  Professor  Volgograd  State  Technical  University,  Volgograd

АННОТАЦИЯ

Целью  данной  работы  являлось  определение  влияния  изменения  температуры  сжатого  воздуха  внутри  пневматического  накатника  на  изменение  усилий  и  совершаемой  работы  наката  и  отката  артиллерийского  орудия  при  выстреле.  Исследование  проводилось  с  помощью  формул  расчета  пневматического  накатника  на  примере  100  мм  зенитной  пушки.  В  результате  исследования  зафиксировано  значительное  изменение  силовых  параметров  накатника  от  варьирования  температуры  эксплуатации,  что  говорит  о  возможности  управления  параметрами  силовых  характеристик  отката  и  наката  артиллерийского  орудия.

ABSTRACT

The  aim  of  this  work  was  to  determine  the  effect  of  changes  in  temperature  of  the  compressed  air  within  the  air  recuperator  to  change  efforts  and  the  work  done  by  the  rolling  and  rolling  back  when  fired  artillery  shells.  The  study  was  conducted  with  the  aid  of  a  pneumatic  recuperator  based  on  the  example  of  100  mm  anti-aircraft  gun.  The  study  showed  a  significant  effect  of  the  change  of  power  parameters  recuperator  of  varying  the  temperature  of  operation,  suggesting  the  possibility  of  controlling  the  parameters  of  the  force  characteristics  of  rollback  and  roll  forward  artillery,  in  order  to  avoid  unnecessary  work.

Ключевые  слова:  пневматический  накатник;  эффективность  стрельбы.

Keywords:  air  recuperator;  the  effectiveness  of  the  shooting.

Какие  бы  новые  системы  оружия,  основанные  на  использовании  электроники,  ни  появлялись  в  настоящее  время,  артиллерия  занимает  главенствующее  положение  на  поле  боя  [2,  с.  7]. 

Перспективы  развития  военной  техники  тесно  связаны  с  возможностями  защиты  рубежей  нашей  страны.  На  сегодняшний  день  одно  из  наиболее  важных  мест  в  вооруженных  силах  занимают  самоходные  артиллерийские  установки  различных  типов  и  возможной  дальности  стрельбы,  способные  на  больших  расстояниях  поражать  наземные  и  воздушные  силы  противника.  Важным  параметром  таких  машин  является  скорострельность,  на  которую  главным  образом  влияет  выбор  применяемого  устройства  накатника.  Основным  назначением  накатника  является  возвращение  ствола  после  выстрела  в  исходное  положение  и  удержание  его  в  этом  положении  при  всех  углах  возвышения  не  только  в  неподвижном  орудии,  но  и  при  движении  его  [1,  с.  239].  Существует  множество  типов  накатников  различающихся  по  типу  устройства.  На  сегодняшний  день  большое  распространение  получили  накатники  пневматического  типа,  способные  обеспечивать  интенсивную  стрельбу,  в  то  же  время  обладающие  простотой  конструкции  и  компактностью  (рис.  1).  Важным  параметром  таких  накатников  является  давление  воздуха  внутри  цилиндра.  Накатники  пневмо-гидравлического  и  гидравлического  типов  имеют  более  сложную  и  громоздкую  конструкцию,  требуют  дополнительного  оборудования,  что  увеличивает  массу  орудия  и  усложняет  его  обслуживание.  В  свою  очередь,  пневматические  накатники  имеют  значительный  недостаток  —  сложность  обеспечения  герметичности  цилиндра  накатника,  что  затрудняет  контроль  теплофизических  параметров  сжатого  воздуха  как  рабочего  тела.

Определение  давления  воздуха  в  накатнике  является  основным  фактором  по  подготовке  самоходно-артиллерийского  орудия  к  стрельбе.  От  нормирования  давления  воздуха  в  накатнике  зависит  важнейшее  свойство  самоходно-артиллерийского  орудия  —  огневая  эффективность.  Падение  давления  воздуха  в  накатнике  снижает  эффективность  стрельбы  в  несколько  раз  или  вообще  приводит  к  отказу  пушки  (неэнергичный  накат  подвижных  частей  пушки,  самопроизвольный  откат  на  углах  возвышения  и  т.  д.),  а  его  возрастание  к  неполному  откату  и  увеличению  времени  цикла  «откат-накат».

Рисунок  1.  Упрощенная  схема  пневматического  накатника

Значительное  влияние  на  изменение  давления  оказывает  температура  воздуха  внутри  накатника,  которая  может  изменяться  как  от  внешних  источников  (температуры  окружаюсь  среды,  силы  трения  возникающей  в  процессе  движения  откатных  масс),  так  и  от  внутренних  (сжатие  воздуха  в  накатнике).

Было  исследовано  влияние  изменения  температуры  сжатого  воздуха  внутри  цилиндра  накатника  на  изменение  усилий  отката  расчётным  путём  по  интервальным  значениям  температуры  от  –20  до  50  градусов  Цельсия  (выбор  значений  обусловлен  возможной  температурой  окружающей  среды,  в  которой  будет  применяться  самоходно-артиллерийское  орудие)  на  примере  накатника  100  мм  зенитной  пушки.  По  результатам  расчета  построена  диаграмма  изменения  усилия  накатника  в  зависимости  от  температуры  воздуха  (рис.  2).

Рисунок  2.  Диаграмма  изменения  усилия  накатника

Из  сравнительной  диаграммы  на  рис.  2  видно,  как  изменяется  сила  накатника  в  начале  и  конце  отката  при  разных  температурах  воздуха  внутри  цилиндра.  Происходит  изменение  начальной  силы    и  силы  в  конце  отката  .  Из  полученных  данных  следует,  что  увеличение  температуры  оказывает  значительное  влияние  на  рост  давления,  тем  самым  увеличивая  работу  (работа  отката  или  наката  определяется  площадью  на  диаграмме  под  кривой)  производимую  накатником  при  откате  и  накате.  Как  видно  по  диаграмме  работа  наката  увеличивается  пропорционально  температуре  сжатого  воздуха  в  цилиндре  накатника,  а  значит  и  пропорционально  температуре  окружающей  среды.  Так  как  температура  воздуха  может  увеличиваться  в  результате  нагрева  трущихся  деталей  конструкции  накатника,  то  можно  утверждать  о  снижении  эффективности  стрельбы  с  течением  времени. 

Проведённый  регрессионный  анализ  расчётных  значений  работы  отката  (наката)  позволил  вывести  эмпирическое  уравнение  (1)  зависимости  работы  отката  (наката)  от  температуры  сжатого  воздуха  в  цилиндре  накатника  (рис.  3).

=0,0281*+7,7214,                                 (1)

где:    —  работа  совершаемая  накатником  при  откате,  кДж;

t_B  —  температура  сжатого  воздуха  внутри  накатника,.

Рисунок  3.  Графическая  зависимость  работы  накатника  от  температуры  воздуха  внутри  цилиндра

Анализируя  полученную  расчетную  диаграмму  зависимости  работы  накатника  от  температуры  воздуха  внутри  цилиндра  (рис.  3),  можно  сказать,  что  наименьшую  работу  накатник  будет  совершать  при  отрицательных  температурах.  Но  такие  условия  будут  негативно  сказываться  на  сальниковые  уплотнения,  которые  быстро  придут  в  негодность,  что  приведет  к  отказу  накатника.  Оптимальной  рабочей  температурой  таких  уплотнений  является  интервал  от  15  до  35  ,  при  этом  значение  совершаемой  работы  будет  8,1÷8,5  кДж. 

Неконтролируемое  изменение  усилий  негативным  образом  сказывается  на  работе  накатника,  что  в  свою  очередь  ведет  к  снижению  эффективности  стрельбы  всего  орудия  в  целом,  в  связи,  с  чем  требуется  регулирование  температуры  воздуха  в  накатнике.

На  основании  проделанных  расчетов  ведется  разработка  устройств  по  автоматическому  регулированию  температуры  воздуха  внутри  накатника.

Список  литературы:

1.Жуков  И.И.,  Башкатов  В.А.,  Городинский  Т.М.  и  др.  Артиллерийское  оружие.  Основы  устройства  и  конструирование:  Учебник  для  вузов.  —  М.:  Машиностроение,  1975.  —  239  c.

2.О  Мелли  Т.  Дж.  Современная  артиллерия.  —  М.:  ЭКСМО  —  Пресс,  2000.  —  7  с.