close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

64.Проектирование и расчет газовых двигателей автоматического оружия

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
А.Н. Лебединец
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ГАЗОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ
Рекомендовано редсоветом МГТУ им. Н.Э. Баумана
в качестве учебного пособия по курсу
«Расчет и проектирование автоматических машин»
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 623.442.4/621.433
ББК 31.365
Л33
Рецензенты: А.С. Неугодов, В.Г. Черный
Л33
Лебединец А.Н.
Проектирование и расчет газовых двигателей автоматического оружия: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Бау-мана. 2006. – 52 c.: ил.
ISBN 5-7038-2841-4
Пособие посвящено вопросам теории и математическому описанию
газовых двигателей автоматического оружия. Описаны методы расчетов
при проектировании, логика проектирования. Приведены примеры расчетов и конструктивного оформления.
Для самостоятельного изучения студентами курса «Расчет и проектирование автоматических машин», читаемого на кафедре СМ-6 «Ракетные и
импульсные системы» факультета «Специальное машиностроение».
Ил. 7. Табл. 11. Библиогр. 7 назв.
УДК 623.442.4/621.433
ББК 31.365
Учебное издание
Алексей Николаевич Лебединец
Проектирование и расчет газовых двигателей
автоматического оружия
Редактор А.В. Сахарова
Корректор М.А. Василевская
Компьютерная верстка О.В. Беляевой
Подписано в печать 10.05.2006. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.
Печ. л. 3,25. Усл. печ. л. 3,02. Уч.-изд. л. 2,85. Тираж 100 экз.
Изд. № 100. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5.
ISBN 5-7038-2841-4
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение
Автоматическое оружие, основанное на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых из канала ствола, составляет бóльшую часть (70…80 %) всех автоматических систем,
производившихся когда-либо в мире.
Методам расчета автоматического оружия посвящено довольно
много работ отечественных ученых-оружейников [1–7]. Среди них
следует отметить учебник В.В. Алферова [1], единственный среди
всех вышеперечисленных ориентированный на расчет с применением ЭВМ. Книга М.А. Мамонтова [2] явилась первым в своем
роде исследованием, полностью посвященным инженерным конструкторским методам расчета: на ней основан отраслевой стандарт по расчету газовых двигателей. Учебники Э.А. Горова и
И.И. Жукова основаны на тех же принципах [3, 4]. В работе
В.И. Кулагина и В.И. Черезова [5] большее внимание уделено термодинамическим принципам и математическому описанию двигателей.
На наш взгляд, в названных работах недостаточно подробно
описаны этапы конструирования, предварительных оценочных
расчетов, не изложены конструкторско-технологические принципы назначения основных расчетных параметров и исполнительных
размеров. Не обобщен и накопленный предприятиями отрасли
опыт конструирования автоматического оружия с отводом газов.
Материалы предлагаемого учебного пособия в некотором роде
восполняют эти пробелы.
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГАЗОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМАТИКИ
Задача проектирования газовых двигателей автоматики не менее сложна, чем задача баллистического проектирования. При
точной постановке задачи в математическую модель газового двигателя входит в полном объеме и система уравнений внутренней
баллистики. Но от решения баллистической задачи можно отказаться, заменив его простой аппроксимацией.
Следует отметить три принципиальных момента, касающихся
построения математической модели функционирования газового
двигателя.
1. Проектирование и расчет газовых двигателей невозможно
вести в отрыве от расчета механизма перезаряжения, так как от
параметров автоматики зависит скорость поршня во время работы
двигателя, а следовательно, и скорость расширения пороховых газов, и термический КПД двигателя. Наивысший КПД двигателя
при одинаковых параметрах отбора энергии из ствола достигается
при минимальной скорости поршня за время работы двигателя.
Минимальный КПД двигателя наблюдается у оружия с непрерывным движением основного звена и непрерывным движением
поршня. В этих системах наблюдается эффект саморегулирования,
когда при больших скоростях или ускорениях поршня КПД падает
настолько, что система начинает терять скорость и теряет ее до тех
пор, пока падение скорости поршня не приведет к достаточному
повышению КПД.
2. Наличие отвода пороховых газов из заснарядного пространства не влияет сколько-нибудь значительно на параметры внутренней
баллистики. Даже в системах с диаметром газоотводного отверстия,
соизмеримым с калибром оружия (например, в АК-74 диаметр газоотводного отверстия – 1,9 мм), в газовый двигатель отводится не
более 2…3 % массы заряда. Причем эти газы к моменту отвода в
большой степени вырабатывают свою внутреннюю энергию, передавая ее метаемому элементу. В сущности газовый двигатель рабо4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тает на выхлопных газах баллистической тепловой машины. Потеря
1…2 % газов по массе приводит к значительно меньшей потери
энергии и еще меньшей потери начальной скорости снаряда.
Таким образом, при ведении расчетов по модели с расходом газов вполне допустимо считать параметры газа в стволе такими же,
как и в случае, когда отсутствует расход газа в двигатель. Тогда
давление Pств (t ) и температуру Tств (t ) целесообразно представить
в виде многочленов, полученных аппроксимацией параметров
внутренней баллистики и периода последействия. При этом, рассчитывая распределение давлений на дно снаряда Pсн и на дно
канала ствола Pдн , следует использовать значение давления в районе газоотводного отверстия. Температуру необходимо пересчитывать по следующим соотношениям:
в период движения снаряда по каналу
Т ств =
PствW
;
ωR
в период последействия
⎛ Pств ⎞
⎜⎜
⎟⎟
⎝ Pд ⎠
k −1
k
=
Tств
,
Tд
где W – объем заснарядного пространства; Pдн , Tд – соответственно давление и температура в момент вылета снаряда.
3. Описываемая математическая модель построена на гипотезе
об отсутствии горения в цилиндре двигателя. В целом эту гипотезу
можно считать приемлемой, так как газовые двигатели обычно
размещают так, чтобы их работа начиналась после конца горения
заряда (или распада для семиканальных порохов). Попасть в двигатель могут только догорающие дегрессивные остатки. Массовая
доля перенесенного в двигатель зерна невелика даже при размещении двигателя на участке горения заряда (в большинстве случаев отводятся газы, а не зерно). Расчеты показывают, что даже в
системах АМ-23 и Р-23, где газовые двигатели автоматики размещены в зоне горения заряда, данная математическая модель дает
хорошее согласование результатов расчета с практикой.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Исходными данными к решению задачи проектирования газового двигателя являются результаты решения баллистической задачи, массовые, силовые и геометрические параметры механизма
автоматики и КПД связей. Параметры газового двигателя назначают и изменяют в процессе расчетов.
Задачу расчета газового двигателя решают интегрированием
системы из четырех дифференциальных уравнений:
2
⎡
⎛ dx ⎞
Pпр − ⎜ ⎟ M Σ
⎢
d2x
⎝ dt ⎠
⎢ x=
=
;
2
⎢
M пр
dt
⎢
dWц
⎢
dx
=S п;
⎢Wц =
(1)
dt
dt
⎢
d ωц
⎢
ц =
= Gц − Gц.з − Gвыхл ;
⎢ω
dt
⎢
⎢
dpц 1 ⎛
dWц ⎞
=
⎢ p ц =
⎜ kGц RTств − kGц.з RTц − kGвыхл RTц − K тц pц − kpц
⎟.
dt Wц ⎝
dt ⎠
⎣⎢
Здесь первое уравнение системы – уравнение динамики, второе –
уравнение скорости изменения объема, третье – уравнение закона
сохранения массы, четвертое – уравнение закона сохранения энергии.
В первом уравнении x – перемещение основного звена; x – ускорение основного звена; P пр – приведенная сила, действующая
n
на основное звено, Pпр = pц S − Pв.п + ∑
i =1
pi νi
; pц – давление в циηi
линдре; Pв.п – усилие возвратной пружины. Подробное описание
приведенной силы Pпр, приведенной массы M пр , реактивной составляющей M Σ дается в работах по проектированию механизма
автоматики [1, 3, 4].
Как правило, в автоматическом оружии поршень передает воздействие пороховых газов непосредственно на основное звено.
Исключением является случай, когда поршень связан с основным
звеном посредством какого-либо механизма, например кривошип6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
но-шатунного (изделия 9-А-620, 9-А-621) или копирно-винтового
n
pν
ν
(изделие 9-А-624). При этом Pпр = pц S п − Pвп + ∑ i i , где
ηп
i =1 ηi
ν п , ηп – передаточная функция и КПД связи при приводе поршδх
нем основного звена соответственно, ν п = п .
δх
В случае непрерывного движения основного звена, например, у
систем 9-А-620, ЯкБЮ, опытной кривошипной пушки ТКБ-513
конструкции В.П. Грязева (где поршень связан с основным звеном
механической передачей), возможно такое интенсивное ускорение
поршня, что величина pц S станет меньше mп xп , где mп – масса
поршня. Тогда принимают pц S = 0.
dxп
– скорость поршня,
dt
xп = ν п x ; Wц – объем цилиндра, Wц – скорость изменения объема
Во втором уравнении системы (1)
πdп2
– площадь поршня, где d п – диаметр поршня
4
(при малых зазорах его можно принимать равным диаметру цилиндра).
В третьем уравнении системы (1) ωц – масса газа в цилиндре,
ц – скорость изменения массы газа в цилиндре; Gц – расходный
ω
цилиндра; Sп =
комплекс при перетекании газов из ствола в цилиндр, кг/c; Gц.з –
расходный комплекс при истечении газов из цилиндра через зазоры, кг/с; Gвыхл – расходный комплекс при истечении газов через
выхлопное окно, кг/c. Расходный комплекс
⎡
Gц = ⎢ξG A1 µ fг
⎢⎣
pств
RTств
+ (1 − ξG ) A2µ f г
pств
RTств
⎤
A2 (π) ⎥ ,
⎥⎦
(2)
где
π=
pц
pств
;
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
⎧
⎪1
⎪⎪
ξG = ⎨
⎪
⎪0
⎩⎪
k
при
⎛ 2 ⎞ k −1
π≤⎜
⎟ ;
⎝ k +1⎠
при
⎛ 2 ⎞ k −1
π>⎜
⎟ .
⎝ k +1⎠
k
Постоянные расхода имеют вид
k +1
⎛ 2 ⎞ k −1
A1 = k ⎜
,
⎟
⎝ k +1⎠
2k
A2 =
,
k −1
A2 (π) =
2
k
π
k +1
−π k ,
где k – показатель адиабаты пороховых газов. Для большинства
k
⎛ 2 ⎞ k −1
≈ 0,555.
порохов k = 1, 22...1, 25, ⎜
⎟
⎝ k +1⎠
Если π =
pц
pств
k
⎛ 2 ⎞ k −1
≥⎜
⎟ , то в газоотводном канале имеет ме⎝ k +1⎠
pц
k
⎛ 2 ⎞ k −1
сто сверхзвуковое течение. Если π =
>⎜
, то в газоот⎟
pств ⎝ k + 1 ⎠
водном канале имеет место дозвуковое течение.
Также в формуле (2) f г – площадь поперечного сечения газоотf
водного канала; R – газовая постоянная пороховых газов, R = ;
T1
f – сила пороха; T1 – температура горения пороха. Эти данные вычисляют по результатам внутрибаллистического расчета.
Коэффициент расхода µ – эмпирический коэффициент, являющийся функцией геометрии канала и безразмерной скорости
звука в полости, из которой происходит истечение, µ = f г (λ, ψ ),
где λ – безразмерная скорость газов; ψ – угол между направлением потока газа и направлением отвода газов в газоотводный канал
(рис. 1). Для большинства случаев проектирования газовых двигателей автоматики коэффициент расхода в меньшей степени зави8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сит от геометрии, безразмерной скорости звука, а в большей – от
показателя адиабаты:
1
(3)
.
µ (λ , ψ , k ) =
1 + k (1 − cos ψ )
Рис. 1. Расчетная схема газоотводного двигателя
Формулой
ψ = 0...150D :
можно
при
пользоваться
ψ=0
в
пределах
изменения
µ = 1;
D
при
ψ = 90
µ ≈ 0, 44;
при
ψ = 180D
µ ≈ 0,28.
В последнем случае на практике наблюдается эжекционный
эффект. При сложном газоотводном канале с большим числом изгибов и переменным сечением, таком, как в системах 9-А-620,
9-А-621, Р-23, АН-94, суммарный коэффициент расхода значительно падает по сравнению с коэффициентом расхода газов из
ствола в первое колено газоотвода. Суммарное значение µ для
всех изгибов и сужений может снижаться до 0,10…0,15. Но получать коэффициент расхода газов путем перемножения нескольких
коэффициентов µi (ψ), соответствующих нескольким поворотам
канала, нельзя, потому что коэффициент расхода характеризует
долю отводимого газа, а не потерю энергии газа при повороте потока.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При условии pц > pств возможен обратный отток из цилиндра
в ствол. В этом случае при интегрировании системы дифференциальных уравнений целесообразно прибегнуть к следующему логическому приему, легко реализуемому на всех языках программирования: приравнять
πобр :=
1
, Gцобр : = −Gц ,
π
где πобр – перепад давлений при оттоке; Gцобр – коэффициент
расхода при оттоке газов из цилиндра в ствол. Переприсвоенные
значения подставляют в третье уравнение системы (1).
Как отмечалось выше, использовать для предотвращения оттока газов в ствол обратные клапаны бессмысленно. Целесообразнее
использовать систему отсечки газов.
В третьем уравнении системы (1) величина Gц.з =
= A1µ заз f заз
pц
RTств
, где Tц – температура газа в цилиндре,
pцWц
; f заз = πd ∆ – площадь зазоров между цилиндром и
Rωц
поршнем; ∆ – радиальный зазор. Например, в газовом двигателе
пулемета ПКМ поршень имеет диаметр 13,94–0,025 мм, цилиндр –
+0,025
мм; в этих условиях средний радиальный зазор ∆
диаметр 14
2
равен 0,043 мм, а площадь зазоров f заз =1,9 мм . Наличие поршневых колец снижает значение f заз в 5–10 раз по сравнению с f заз в
паре «цилиндр–поршень».
Коэффициент расхода через зазоры находят по формуле [4]
Tц =
µ заз =
1
f
0,7 + 1 + заз
S
.
(4)
Формулой (4) можно пользоваться при широком диапазоне
f
соотношений заз .
S
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расходный комплекс
Gвыхл = A1µ выхл f выхл
pц
RTств
,
где f выхл – площадь выхлопного окна, которое может выполнять
функцию регулятора газового двигателя (ПК, ПКМ), либо
газоотводные отверстия совмещенных стволов (у газовых двигателей многоствольных систем 9-А-620, 9-А-621, АО-18); µвыхл –
коэффициент расхода через выхлопное отверстие. Последний
вычисляют по формуле (3) либо (4). Выбор способа расчета
зависит от того, каким образом относительно газового потока в
двигателе расположено выхлопное окно. Как правило, в связи с
небольшой скоростью течения в цилиндре предпочтение следует
отдавать формуле (4).
В четвертом уравнении системы (1) слагаемые в его правой части, содержащие расходные комплексы Gi , характеризуют прирост
или убыль внутренней энергии газа в цилиндре за счет переноса
массы. Слагаемое K тц pц характеризует убыль внутренней энергии
газа при охлаждении его о стенки цилиндра, а слагаемое kpц
dWц
dt
–
уменьшение внутренней энергии за счет расширения газа.
Величина
( k − 1)ν т σ т
( F0ц + πd ц xп ) ,
K тц =
R
где ν т – относительная температура газа в цилиндре и металла
T
стенки камеры, ν т = 1 − мет (для большинства конструкций
Tц
газовых двигателей можно принимать ν т = 0,7...0,8); σ т –
постоянная коэффициента теплоотдачи, σ т =314 Вт ⋅ м/(кг ⋅ К); F0ц
– начальная площадь поверхности камеры, определяемая из
эскизного проекта двигателя. Она включает в себя площадь
боковой поверхности цилиндра на длине газовой подушки,
площади передней поверхности камеры и поршня. Выражение
F0ц + πd ц xп
характеризует текущую площадь цилиндра,
работающую на теплообмен, где xп = ν п x .
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Текущий объем цилиндра
Wц = W0ц + Sxп ,
где W0ц – начальный объем газовой подушки, задающийся заранее
из конструктивных соображений. Чем больше значение W0ц , тем с
меньшей пользой расширяются пороховые газы и тем ниже КПД
двигателя при одинаковой энергетике на входе в двигатель. При
этом также снижаются максимальное давление в двигателе и
нагрузки на звенья автоматики.
При наличии длинного газоотводного канала между стволом и
цилиндром газового двигателя пороховые газы в значительной
степени теряют свою энергию за счет передачи теплоты стенкам
газопровода.
Газоотводный канал, даже значительно разогретый предыдущими выстрелами (до 300…400 ºС), остается значительно более
холодным по сравнению с пороховыми газами (1500…2000 ºС).
Для правильного расчета газовых двигателей необходимо учитывать потери энергии газов на теплопередачу. Согласно [6], потерю
энергии можно учесть, используя коэффициент потерь ct , подставляемый в виде множителя в уравнение сохранения энергии
системы (1). Множитель сt является характеристикой газоотвода,
его формы, пропорций и параметров теплообмена. В этом случае
уравнение сохранения энергии системы (1) будет иметь вид
p ц =
dpц
=
dt
dWц ⎞
1 ⎛
=
⎜ kсt Gц RTств − kGц.з RTц − kGвыхл RTц − K тц pц − kpц
⎟.
Wц ⎝
dt ⎠
Другие уравнения системы (1) не изменятся.
Для относительно коротких газопроводов, длина которых
lt ≥ 10 dг , тепловые потери можно не учитывать. Поскольку множитель сt характеризует потерю энергии пороховых газов в газопроводе, его можно представить как отношение температур на выходе и входе газопровода [6]:
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сt =
Tвых
.
Tвх
В зависимости от температуры газа на входе и параметров газопровода, температура газа на выходе может быть рассчитана по
формуле [6]
Т вых = Т вых0 + (Tвх − Tвых0 ) e − Bt ,
где Т вых0 – начальная температура газа на выходе из газопровода
(она же является температурой стенки газопровода на выходе из
газопровода); Tвх – температура газов на входе в газопровод (она
же средняя температура газов в стволе за период работы двигателя); Вt – показатель интенсивности охлаждения газа при его
течении в газопроводе,
Bt =
b1 ⎡
−β t −t
1 − e−β t ⎤ e ( x ) ;
⎣
⎦
β
b1 – показатель интенсивности падения полной температуры по
времени в фиксированном сечении газопровода; β – показатель
интенсивности стационарного теплообмена газового потока с
окружающей средой через стенки газопровода; t x – время
пребывания порции газа в газопроводе; t – время перетекания
газов по газопроводу (оно равно времени работы газового
двигателя).
Время пребывания порции газов в газопроводе вычисляют по
формуле
l
tx = t ,
vг
где vг – скорость истечения газов из ствола в цилиндр, и для
критического и для подкритического режимов приблизительно
равная местной скорости звука; lt – длина газопровода.
Для критического режима
vг ≈
2k
RT ;
k +1
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
для подкритического режима
k −1 ⎤
⎡
k + 1 ⎢ ⎛ pц ⎞ k ⎥
vг ≈
1− ⎜
.
⎟
k − 1 ⎢⎢ ⎝ pств ⎠ ⎥⎥
⎣
⎦
Кроме того, следует определить показатели b1 и β.
Показатель интенсивности падения полной температуры
b1 =
где
α ср
4α ср
сг ρг d 0
,
– средний коэффициент теплопередачи в стенки
газопровода; сг – теплоемкость газа; ρ0 – плотность газа.
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по зависимости:
α ср = 0,023Pr
0,4
λu ⎛ 4Gц ⎞
⎜
⎟
d 0 ⎝ πd0µг ⎠
0,8
,
где d 0 – фактический или эквивалентный диаметр газопровода
(газопровод может быть некруглого сечения, как, например, в
T
µг = 6,87 ⋅ 10−5
–
коэффициент
автомате
АН-94);
2500
Н⋅с
5 ⎞
⎛
; λ г = µ г ⎜ сг + R ⎟ – коэфдинамической вязкости газа,
2
4 ⎠
⎝
м
Н ⋅ с Дж
; Pr – число
фициент теплопроводности газа,
м 2 кг ⋅ К
Прандтля, для пороховых газов Pr = 0,74.
Плотность газа при течении по газопроводу определяют по
формуле
ρг =
14
4Gц
πd 02 vг
.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Теплоемкость газа определяется по формуле
сг =
k
R.
k −1
Показатель интенсивности стационарного теплообмена газового потока с окружающей средой β рассчитывают по зависимости
β=
2
сст γ ст ∆ ст
(1 + nBi )
+ ln
2 + (1 + n ) Bi + n Bi 2
2(1 + nBi)
,
α ср ∆ ст
– число Био; ∆ ст – толщина стенки газопровода;
λ ст
– коэффициент теплопроводности материала газопровода;
где Bi =
λ ст
Bi λ ст
3
ρст – плотность материала газопровода; ρст = 7800 кг/м – для
стали, 8100 кг/м3 – для меди; с ст – теплоемкость материала
газопровода; n = 0,365 для 0 ≤ Bi ≤ 7 , n = 0, 4 для 7 ≤ Bi ≤ ∞ [6];
λ ст – коэффициент теплопроводности стенки, зависящий от
материала стенки и изменяющийся в некоторых пределах в
зависимости от температуры.
Для легированных сталей типа 30ХН2МФА коэффициент
λ ст, Вт/(м ⋅ К), составляет:
при температуре стенки 20 ºС ………….. 35,5
300 ºС ………… 33,8
500 ºС ………… 31
Для углеродистых сталей он составляет:
при температуре стенки 20 ºС ………….. 43
300 ºС ………… 41
500 ºС ………… 37
Для меди коэффициент λ ст = 384 Вт/(м ⋅ К).
Теплоемкость стали сст , Дж/(кг ⋅ К), зависит от материала
стенки и изменяется в некоторых пределах в зависимости от температуры. Для легированных сталей (типа 30ХН2МФА) средняя
удельная теплоемкость составляет:
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
при температуре стенки 100 ºС ………….. 465
300 ºС ………….. 528
500 ºС ………….. 585
Для углеродистых сталей она составляет:
при температуре стенки 100 ºС ………….. 475
300 ºС ………….. 516
500 ºС ………….. 555
Для меди удельная теплоемкость сст = 385 Дж/(кг ⋅ К).
По поводу описываемой математической модели следует сделать некоторые замечания.
1. Систему (1) возможно интегрировать совместно с системой
уравнений основной задачи внутренней баллистики.
2. При раздельном интегрировании делают допущение, что в
результате работы газового двигателя параметры газа в стволе не
меняются.
3. Зависимости Pств (t ) и Tств (t ) получают аппроксимацией зависимостей внутрибаллистического периода и периода последействия.
4. Период последействия описывают без учета отвода газов в
газовый двигатель.
5. Отвод газов через длинный газоотводный канал (как в газовом буфере пушки АМ-23) описан в работе [6].
2. МЕТОД МАМОНТОВА ДЛЯ РАСЧЕТА ГАЗОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМАТИКИ
Характер изменения давления в камере газоотводного двигателя показан на рис. 2, где pц max – максимальное давление в камере
двигателя; tц max – время, соответствующее максимальному давлению в камере бокового газоотводного устройства (БГУ) (начиная с момента начала отвода газов); tк – полное время работы
БГУ; iк =
БГУ.
16
tк
tг
pц (t )dt – удельный импульс (импульс давления) в
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 2. Качественная диаграмма изменения давления в стволе и газовом
двигателе автоматики в процессе работы двигателя:
1 – зависимость среднебаллистического давления в стволе от времени; 2 – зависимость давления в стволе в районе газоотводного отверстия от времени; 3 – зависимость давления в цилиндре (камере) газового двигателя от времени
Методика точного определения закона изменения величины
pц (t ) описана в разд. 1. В практике проектирования удобно пользоваться табличным методом М.А. Мамонтова [2]. При этом делается допущение о том, что газоотводный канал является относительно коротким, в нем не происходит потерь энергии газа на
теплопередачу стенкам.
Рассмотрим один из вариантов подобного расчета.
Исходными данными для расчета БГУ являются:
площадь газоотводного отверстия S0 ;
площадь поршня Sп ;
площадь зазора между поршнем и стенками камеры ∆Sп ;
начальный объем газовой камеры W0 ;
угол между осью газоотводного отверстия и вектором скорости
снаряда α , например, в автомате АКМ угол наклона 154º;
путь пули до газоотводного отверстия lг ;
масса поршня и частей автоматики, движущихся совместно с
ним, с учетом 1/3 массы возвратной пружины mп ;
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
среднее давление порохового газа в канале ствола в начале отвода газов pг отв ;
среднее давление порохового газа в дульный момент (дульное
давление) pд ;
время от начала отвода газов до дульного момента tод ;
масса снаряда q;
масса заряда ω;
показатель политропы пороховых газов в период последействия n;
показатель адиабаты пороховых газов в период последействия
k = C p / Cw ;
путь снаряда в канале ствола lд ;
объем зарядной камеры Wкам ;
дульная скорость снаряда Vд ;
Предварительно требуется рассчитать параметры периода последействия.
В рассматриваемой задаче можно пользоваться следующими
формулами:
ωVд
;
дульный расход, кг/с, Gд =
lд
постоянная периода последействия, 1/с, b =
Gд
ω
;
1 ⎛ 5 pд ⎞
продолжительность периода последействия τ = ln ⎜
⎟ , где
b ⎝ 8 pa ⎠
pа – атмосферное давление;
зависимость изменения среднебаллистического давления в
стволе в период последействия p = pд e −bt .
Порядок основного расчета.
1. Вычисляем приведенную площадь наименьшего сечения
газоотводного канала
S0 пр = Kα S0 ,
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где Kα – коэффициент приведения, определяемый в зависимости
от угла наклона α и относительного положения газоотводного
отверстия lг / lд по табл. 1.
Таблица 1
⎛l ⎞
Данные для определения значения коэффициента K α = f ⎜ г α ⎟
⎜l ⎟
⎝ д ⎠
lг / lд
α , град
90
100
110
120
130
140
150
160
0,25
1,000
0,906
0,837
0,767
0,710
0,653
0,620
0,592
0,30
0,977
0,878
0,796
0,722
0,673
0,624
0,588
0,551
0,40
0,957
0,837
0,747
0,661
0,608
0,563
0,522
0,522
0,50
0,933
0,780
0,694
0,604
0,551
0,494
0,453
0,424
0,60
0,890
0,735
0,633
0,547
0,490
0,449
0,408
0,376
0,70
0,860
0,682
0,584
0,506
0,445
0,400
0,367
0,327
0,80
0,829
0,645
0,530
0,453
0,400
0,355
0,322
0,302
0,90
0,799
0,620
0,510
0,429
0,367
0,322
0,286
0,257
2. Определяем относительные конструктивные параметры
газового двигателя:
W
σ 0 = 0к – относительный начальный объем газовой каS0
меры, м;
S
σ п = п – относительная площадь зазора между поршнем и
S0
стенками газового цилиндра;
∆S
σ ∆ = п – относительная площадь поршня;
S0
m
2
σ q = п – относительная масса поршня, кг/м (в случае, когда
Sп
поршень связан с автоматикой посредством передаточного меха19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
низма, под массой поршня может пониматься средняя приведенная
масса поршня за время работы двигателя).
3. По табл. 2–5 находим поправочные коэффициенты ν0 , νq ,
νq 0 , νк0 соответственно.
Значения коэффициента ν 0 = f ( σ 0 , σ п )
σп
σ0 , м
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0
50
100
150
200
250
300
1,00
0,85
0,74
0,66
0,60
0,55
0,50
1,00
0,88
0,78
0,71
0,66
0,61
0,57
1,00
0,90
0,82
0,76
0,71
0,67
0,63
1,00
0,92
0,86
0,81
0,77
0,73
0,70
1,00
0,94
0,90
0,86
0,82
0,79
0,76
1,00
0,96
0,93
0,90
0,87
0,85
0,83
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,89
(
Значения коэффициента ν q = f σ q , σ п
20
)
Таблица 3
σп
σ q , кг/м2
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
Таблица 2
0
50
100
150
200
250
0,85
0,92
0,97
1,00
1,02
1,03
1,04
1,05
1,06
1,07
1,08
0,64
0,82
0,92
1,00
1,04
1,07
1,11
1,13
1,18
1,20
1,23
0,55
0,76
0,91
1,00
1,06
1,11
1,17
1,21
1,29
1,35
1,43
0,52
0,73
0,90
1,00
1,08
1,16
1,23
1,29
1,39
1,48
1,58
0,51
0,72
0,89
1,00
1,10
1,20
1,29
1,37
1,48
1,60
1,73
0,50
0,71
0,88
1,00
1,12
1,23
1,35
1,45
1,55
1,72
1,86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(
Значения коэффициента ν q 0 = f σ q , σ 0
σ0 , м
σ q , кг/м2
1000
1500
2000
2500
3000
4000
5000
6000
Таблица 4
)
0
0,5
1,0
1,5
2,0
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,09
1,05
1,02
1,00
0,99
0,95
0,94
0,94
1,15
1,08
1,04
1,00
0,96
0,93
0,93
0,93
1,16
1,09
1,05
1,00
0,96
0,93
0,93
0,93
1,16
1,09
1,05
1,00
0,96
0,93
0,93
0,93
Таблица 5
Значения коэффициента ν к0 = f ( σ п σ ∆ )
σ∆
σп
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
125
150
175
200
225
250
0
0,25
0,75
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
1,000
0,960
0,905
0,855
0,805
0,761
0,720
0,681
0,644
0,610
0,579
0,510
0,455
0,409
0,371
0,340
0,134
0,803
0,813
0,804
0,777
0,744
0,709
0,676
0,641
0,609
0,576
0,549
0,487
0,436
0,394
0,358
0,329
0,303
0,685
0,703
0,713
0,705
0,687
0,660
0,632
0,603
0,574
0,544
0,520
0,463
0,416
0,378
0,344
0,317
0,294
0,598
0,616
0,633
0,637
0,631
0,614
0,591
0,565
0,542
0,517
0,494
0,441
0,399
0,362
0,331
0,306
0,284
0,411
0,430
0,448
0,465
0,479
0,485
0,477
0,465
0,451
0,435
0,419
0,382
0,350
0,322
0,298
0,277
0,258
0,327
0,345
0,363
0,380
0,395
0,407
0,413
0,408
0,400
0,388
0,376
0,346
0,320
0,297
0,276
0,259
0,243
0,260
0,278
0,296
0,313
0,327
0,342
0,353
0,357
0,353
0,346
0,338
0,313
0,291
0,272
0,256
0,241
0,229
0,213
0,228
0,244
0,260
0,275
0,288
0,300
0,309
0,313
0,310
0,303
0,283
0,265
0,250
0,237
0,226
0,218
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Определяем значение относительного удельного импульса
газовой камеры
ηк = ν0 νq νq 0 νк0 .
5. Вычисляем подведенный удельный импульс
p + pг.д
p
iг = г.о
⋅ tод + д.г ,
b
2
где pг.о – давление в стволе в районе газоотводного отверстия в
момент начала отвода газов, Па, оно равно давлению на дно
снаряда в этот момент; pд.г – давление в районе газоотводного
отверстия в момент времени tд , Па (вычисляется как функция
параболического распределения давления в заснарядном
пространстве к моменту tд ); pг.д – давление в районе
газоотводного отверстия в момент конца горения заряда, Па, оно
вычисляется как функция параболического распределения
давления в заснарядном пространстве к моменту конца горения.
При выходе конца горения за дульный срез можно принимать
pг.д = pд.г . Также здесь b – постоянная периода последействия,
1/с; tод – время от начала отвода газов до tд .
Для вычисления давления pг.д необходимо знать параболическое распределение давления по заснарядному пространству и давления pсн и pдн . Давление на дно снаряда в интересующий нас
момент времени (начала отвода, дульный, конца горения) вычисляϕ
ется по формуле pсн = p 1 , где p – среднебаллистическое давлеϕ
ние к рассматриваемому моменту; ϕ1 , ϕ – коэффициенты фиктивности массы снаряда. Давление на дно каморы в рассматриваемый
⎛ 1 ω⎞
момент времени вычисляют по формуле pдн = pсн ⎜ 1 +
⎟ . Рас⎝ 2 q⎠
пределение давления по заснарядному пространству в данный момент времени (начала отвода, дульный, конца горения) описывается
выражением p( x) = p дн max − ( pдн max − pсн max )
22
x2
(lд + lкам )2
, где lд –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
путь, пройденный снарядом к рассматриваемому моменту времени;
lкам – длина зарядной каморы; x – расстояние от дна каморы до
рассматриваемого сечения.
6. Вычисляем фактический удельный импульс газовой камеры
iк = ηк iг .
7. Рассчитываем время действия газов в газовой камере
tк = aк (tод + τ ),
где aк = 1,0…1,2 – множитель, учитывающий запаздывание конца
работы камеры по сравнению с продолжительностью периода
последействия; τ – продолжительность периода последействия в
секундах.
8. Определяем конфигурацию кривой давления в камере газового двигателя
t p
Φ ( zк ) = к a ,
iк
5
где pа = 10 Па.
9. Определяем величину аргумента zк функции Φ ( z ) по
табл. 6.
Таблица 6
2 –z
Значения функции Φ (z) = z e
z
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
5 0,167 0,157 0,148 0,138 0,130 0,132 0,114 0,108 0,101 0,094
6 0,088 0,083 0,078 0,073 0,068 0,063 0,059 0,054 0,051 0,048
7 0,045 0,042 0,039 0,036 0,033 0,031 0,029 0,027 0,025 0,023
8 0,022 0,020 0,019 0,017 0,016 0,015 0,014 0,013 0,012 0,011
9 0,010 0,009 0,008 0,008 0,007 0,007 0,006 0,006 0,005 0,005
10. Определяем время максимального давления в камере, с,
tmax =
tк
.
zк
11. Определяем максимальное давление, Па,
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
pц max =
iк
etmax
,
где e – основание натурального логарифма.
12. Рассчитываем зависимость давления в газовой камере от
времени: pц = pц max e Φ1 ( z ), где значение Φ1 ( z ) = ze − z определяется по табл. 7 .
Таблица 7
Значения функции Φ1 ( z ) = ze
−z
z
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0
1
2
3
4
5
6
7
0,000
0,368
0,271
0,150
0,073
0,033
0,015
0,006
0,095
0,366
0,258
0,140
0,068
0,031
0,014
0,005
0,170
0,362
0,244
0,131
0,063
0,029
0,013
0,005
0,228
0,354
0,230
0,122
0,058
0,027
0,011
0,004
0,268
0,344
0,217
0,133
0,054
0,025
0,011
0,004
0,303
0,334
0,204
0,104
0,050
0,023
0,010
0,004
0,330
0,323
0,192
0,097
0,046
0,021
0,009
0,003
0,347
0,311
0,181
0,091
0,043
0,019
0,008
0,003
0,360
0,298
0,170
0,085
0,040
0,018
0,007
0,003
0,366
0,284
0,159
0,079
0,036
0,016
0,006
0,003
13. Рассчитываем импульс газовой камеры, Н ⋅ с,
J двиг = iк Sп .
14. Рассчитываем скорость поршня (затворной рамы) к моменту окончания действия пороховых газов
J
V0п = двиг .
mп
При этом предполагаем, что поршень имеет удерживающую связь
с затворной рамой до момента окончания действия пороховых
газов. Силы, действующие на поршень со стороны механизма
автоматики, малы по сравнению с силой от давления в камере.
3. СЛОЖНЫЕ СЛУЧАИ РАСЧЕТОВ
Метод Мамонтова достоверно описывает классические конструкции газовых двигателей, например такие, параметры которых
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
соответствуют приведенным в табл. 7. Помимо них существует
еще ряд конструкций, для которых метод Мамонтова неприменим:
для их расчета требуется модернизация термодинамической модели (1). Перечислим их.
1. Реактивные усилители отдачи, реактивный газовый двигатель вращения блока стволов многоствольных пушек. В этих конструкциях другая природа движущей силы; система уравнений для
их расчета отличается от системы (1).
2. Двухтактный двигатель с отсечкой газов, примененный в
пушке Р-23. Работа такого двухкамерного двигателя описывается
двумя системами типа (1), в которых общим является уравнение
динамики.
3. Двигатели систем с непрерывным вращением основного звена. Количество систем, подобных системе (1), для них равно количеству камер двигателя, одновременно заполненных газами. Уравнение динамики – общее для всех камер, в нем силы, приведенные
к основному звену со стороны камер и механизма автоматики, могут быть движущими и тормозящими. Уравнения скорости приращения объема в каждой камере описывается в соответствии со
структурой механизма, связывающего поршень с основным звеном.
3. Роторопоршневые двигатели. Корректировке подлежит уравнение изменения объема – в соответствии с конфигурацией ротора. Движущая сила в камере двигателя может быть тормозящей в
зависимости от величины угла опережения зажигания и фазы работы двигателя.
4. Надульные газовые поршневые двигатели. Они могут рассчитываться по модели для надульного усилителя отдачи.
4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМАТИКИ
Задача проектирования газовых двигателей автоматики является разновидностью задачи инженерного синтеза, и решение ее методами формальной логики невозможно. В этих условиях применяют метод целевых функций и ограничений.
Наиболее важными исходными данными для проектирования
являются баллистические данные оружия или данные баллистического расчета, а также параметры боеприпаса (масса, длина, уширение, относительная масса заряда и т. д.).
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Другой группой исходных данных являются параметры механизма, который будет приводиться в движение разрабатываемым
двигателем: это масса или приведенная масса подвижных частей,
усилие пружины, передаточное число и КПД передачи усилия на
подвижные части. Чаще всего к моменту проектирования газового
двигателя бывает задана величина темпа стрельбы.
Конструктору при этом следует опираться на накопленный
опыт проектирования подобных устройств. В подавляющем большинстве случаев новые конструкции и устройства являются концептуальными клонами старых.
Кроме того, надо учитывать ограничения, налагаемые на проектные параметры газового двигателя и автомата в целом: традиционно это массо-габаритные ограничения. Параметры, определяющие массо-габаритные ограничения, должны быть не хуже,
чем у образца-предшественника. Технологические ограничения,
как правило, мало зависят от проектировщика и от технологов, но
определяются общим уровнем развития производства в стране и
его культурой. Другие ограничения, например на температуру наружной поверхности камеры, уровень нагара, колебания ствола,
выполняются при сохранении проектируемого образца в русле
принятой конструктивной тенденции, или, говоря более формализованным языком, при сохранении массовой, энергетической, силовой и геометрической пропорций.
Например, у винтовки СВД наличие газового двигателя мало
влияет на рассеивание, оно определяется в основном качеством
стволов, патронов и ошибками наводки. При выполнении уровня
интенсивности стрельбы из пулеметов РП-46, СГМ и «Максим»
перегрев газовой камеры пулемета ПК не приводит к скольконибудь заметным недостаткам в работе газового двигателя и
ухудшению боевых свойств оружия в целом.
Определенные сложности в проектировании и расчетах могут
возникнуть при разработке газовых двигателей, имеющих принципиальные изменения конструкции по сравнению со стереотипной.
Примером такого газового двигателя может служить газовый двигатель автоматической винтовки М-16 с длинным газоотводом и расширением газов в ствольной коробке. Его расчет проводится по математической модели, отличной от описанной в разд. 1. То же самое
можно сказать и о газовом двигателе пушки Р-23: при его расчете
необходимо интегрировать две системы уравнений, описывающих
газ в цилиндре и уравнение динамики, причем усилия в цилиндрах
являются приведенными силами уравнения динамики. На других
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
физических принципах основано и действие надульного газового
двигателя винтовки G-41М: это модель надульного усилителя отдачи активного типа при неподвижном стволе. Надульный реактивный двигатель проворота блока стволов системы 9-А-768 с магазином беззвеньевого питания рассчитывают по модели для
реактивного двигателя с тангенциально направленной тягой.
Результатами проектного расчета должны являться:
– импульс двигателя и вычисленная через него скорость подвижных частей;
– баллистические зависимости и параметры, описывающие работу двигателя (зависимость давления в цилиндре двигателя от
времени Pц(t), величина максимального давления Рц мах, масса отведенного газа ωг и термический КПД двигателя);
– конструктивные размеры двигателя (площадь газоотводного
отверстия f, площадь поршня Sп, площади зазоров fзаз и выхлопных окон fвыхл, длина рабочей части цилиндра lр – та величина
перемещения поршня, на которой на него продолжают действовать пороховые газы);
– рабочие исполнительные размеры двигателя с допусками, зазоры и натяги в сочленениях шероховатости поверхности покрытия деталей.
Последние два этапа расчетной работы представляют собой не
в чистом виде проектирование, но во многом конструирование.
Проектирование газовых двигателей целесообразно вести в такой последовательности.
1. Сбор исходных данных и их формализация, например аппроксимация закона Pств(t) и параметров периода последействия.
2. На основании ограничений, опыта проектирования и современных конструктивных тенденций назначение первого варианта
конструктивных, а если надо, то и исполнительных размеров.
3. Расчет импульса газового двигателя. Его можно проводить
совместно с расчетом автоматики. Расчет автоматики можно провести и предварительно, фиксируя необходимую с точки зрения
функционирования автоматики величину начальной скорости подвижных частей. Если скорость подвижных частей не обеспечивает
правильной работы автоматики, проводят корректировку размеров
двигателя: первую очередь площади поперечного сечения газоотводного канала и площади поршня. Возможны ограничение рабочего хода путем постановки выхлопных окон, перенос газоотводного
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
отверстия по длине канала ствола, постановка надульника для изменения параметров периода последействия. Расчет повторяют несколько раз до тех пор, пока не получится удовлетворительный по
импульсу и скорости подвижных частей результат.
После этого проверяют остальные параметры газового двигателя, например максимальное давление, которое позволяет рассчитать толщину стенки камеры. При необходимости рассчитывают
тепловой режим камеры и другие необходимые величины.
4. Назначение исполнительных размеров деталей. Особого
внимания при этом заслуживает назначение усилий распрессовки
камеры со ствола, определяющее прочность фиксации камеры на
стволе.
5. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ
Из опыта проектирования можно составить рекомендации по
назначению основных размеров газовых двигателей (табл. 8).
Решение задачи синтеза параметров газового двигателя может
потребовать большого количества точных расчетов. Чтобы ограничить круг поиска, прибегают к предварительным расчетам. Их
целесообразно строить на известном значении импульса (или начальной скорости затворной рамы), необходимого для функционирования автоматики; с ним надо сравнивать значения полученного
в результате предварительного расчета импульса.
6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
В большинстве случаев максимальное давление пороховых га2
зов в стволе несколько превышает 3000 кг/см . Газоотводное отверстие следует вынести за конец горения (распада) заряда или
максимально приблизить к этому моменту. Для большинства баллистических кривых этот момент соответствует среднебаллисти2
ческому давлению около 1000…1500 кг/см .
Ранее проводившиеся расчеты газовых двигателей различных
конструкций позволяют сделать вывод о том, что максимальное
давлении в цилиндре газового двигателя в 2,5…4 раза (в среднем –
в три) меньше, чем баллистическое давление в момент отвода газов. Эта закономерность характерна для газовых двигателей, размеры которых соответствуют табл. 8. При этом подвижные части
имеют соответствующую массу (см. табл. 8). Перед выстрелом
подвижные части останавливаются в крайнем переднем положении.
28
Для
оружия
калибра
7,62…9 мм – 30–50 масс
патрона. Большие значения – для менее конструктивно совершенной автоматики (ДП, РП-46) или
для систем с приводом
ленты (ПК). Для оружия
калибра 12,7…14,5 мм –
20–25 масс патрона
0,5–0,8 импульса выстрела
Масса подвижных частей
Импульс двигателя
Эквивалентный
диаметр газоотводного отверстия
0,35–0,5 калибра
Рекомендация для
стрелковых систем
Параметр
0,22–0,3 импульса
выстрела
0,15–0,2 калибра
8–12 масс патрона
Рекомендация для
автоматических пушек
—
Минимальный диаметр круглого отверстия газоотвода (отверстие может
быть овальным, их может быть несколько)
нов
CQ п = 14…23 для пистолетных патро-
2А42:
CQ п =36 для патрона обр. 1943 г;
винтовочного;
3
CQ п =30…33 кг/м для патронов типа
Можно пользоваться коэффициентом
веса патрона и задавать массу подвижных частей
через калибр:
Qп
СQ п = 3 ;
d
3
CQ п =50…65 кг/м для патронов типа
Примечание
Предварительное назначение конструктивных параметров газовых двигателей
Таблица 8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2–3 калибра
1,8–3 калибра
0,5–0,7
1–2 калибра
Длина рабочей
части цилиндра
Относительное
удаление газоотводного отверстия lг / lд
Толщина газовой
подушки (площадью цилиндра)
Рекомендация для
стрелковых систем
Диаметр цилиндра
Параметр
0,5–2 калибра
0,3–0,6
3–5 калибров
1–1,3 калибра
для многоствольных
пушек (типа 9-А621) 1,5…1,7 калибра
Рекомендация для
автоматических пушек
Малые размеры газовой подушки
обеспечивают более высокий КПД и
резкую работу автоматики
Как правило, отвод газов выносят за
конец горения зерна или за распад
зерна для семиканальных порохов.
Исключения бывают (АМ-23), связано
это с низкой энергетикой патрона
В реальных конструкциях встречается
и больше 5…6 калибров (А-12,7,
НСВ) и обусловлено это не работой
пороховых газов, а другими соображениями
пример, АК-74, СГМ, ПК)
пример, АКМ); большие – с менее
высоким соотношением J отд / J дв (на-
Меньшие значения для систем с более
высоким соотношением J отд / J дв (на-
Примечание
Продолжение табл. 8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3–4 калибра
Межосевое расстояние
Диаметр фиксирующих штифтов
Диаметральный
натяг (усилие
страгивания)
Около 0,5 калибра
Усилие распрессовки сотни
килограммов, на пулеметах
типа РП-46 и СГМ – единицы
тонн
4–6 калибра
0,05 мм (минимальный);
0,2 мм – средний.
В расчетах следует пользоваться средней величиной
радиального зазора 0,1мм,
помноженной на периметр
поршня
Диаметральный
зазор между цилиндром и
поршнем
Длина посадки
газовой камеры
на ствол
Рекомендация для
стрелковых систем
Параметр
Около 0,3 калибра
Усилие распрессовки
несколко тонн в пушках типа 2А7, 2А14
2–3 калибра
2–3 калибра
0,15 (минимальный),
0,2–0,3 (средний)
Рекомендация для
автоматических пушек
–
Возможны варианты посадки с
зазором на системах типа 2А42,
9-А-620, FN – FNC и фиксации
дополнительными элементами
Кроме случаев, когда посадка газовой камеры несет дополнительную конструктивную функцию
–
Постановка поршневых колец
снижает площадь зазоров в 5–10
раз по сравнению с теми же деталями без поршневых колец
Примечание
Окончание табл. 8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По результатам расчетов выявляется и другая закономерность:
cреднее интегральное давление пороховых газов в камере за время
работы двигателя примерно в 3–5 (в среднем – в четыре) раз ниже
максимального.
Время работы газового двигателя складывается из времени
движения пули от газоотводного отверстия до дульного среза и
периода последействия (обычно tг − tд ≈ 1/ 3tд , а tпп ≈ (3,5...4)td ).
Таким образом, время работы двигателя составляет 4…4,5 от
дульного времени.
Умножая время работы двигателя на среднее интегральное давление и на площадь поршня, получим импульс двигателя, а поделив
импульс двигателя на массу затворной рамы, – скорость затворной
рамы. Эти значения импульса и скорости затворной рамы сравнивают со значениями, которые необходимы для работы автоматики.
При переходе от предварительных расчетов к точным, следует
учитывать еще следующие моменты:
– перенос газоотоводного отверстия по длине канала ствола
сильно влияет на энергетику двигателя, особенно при попадании
газоотводного отверстия в зону горения зерна;
– изменение площади проходного сечения газопровода чрезвычайно сильно влияет на энергетику двигателя;
– путем увеличения площади поршня можно несколько поднять импульс двигателя при прочих равных; уменьшение площади
поршня против рекомендуемых (см. табл. 8) значений мало
уменьшает импульс двигателя;
– наличие более тяжелой затворной рамы, чем рекомендовано
(см. табл. 8), приводит к некоторому увеличению термического
КПД двигателя при прочих равных; как следствие, увеличится и
импульс газового двигателя, увеличится и импульс (но не обязательно скорость) подвижных частей;
– значительное уменьшение массы затворной рамы по сравнению с рекомендованной может привести к увеличению начальной
скорости при одновременном падении КПД;
– увеличение толщины газовой подушки по сравнению с рекомендованными приводит к резкому уменьшению термического
КПД двигателя.
Также увеличение начальной скорости затворной рамы до значения, превышающего 14…15 м/с, должно иметь под собой веские
причины, оно приводит к поломкам звеньев автоматики при соударениях и патронов. Если не принять специальных конструктивных
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
мер, то оружие с такими скоростями будет обладать низкой живучестью деталей механизма автоматики (десятки выстрелов).
В сложных случаях возможно использование выхлопных окон
и отсечки газа для обеспечения нужной индикаторной диаграммы
в двигателе.
Исполнительные размеры деталей газовых двигателей назначаются в соответствии с табл. 9.
7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Расчет газовых двигателей табличным методом требует подготовки ряда исходных данных. В табл. 10 приведены некоторые исходные данные к расчетам газовых двигателей и основные результаты расчетов. При этом приняты следующие обозначения:
pг – среднебаллистическое давление в стволе, в момент начала отвода газов в двигатель;
tг – время начала отвода газов в цилиндр, считая от начала
внутрибаллистического процесса;
lг – путь снаряда до прохождения середины газоотводного отверстия;
Gд – дульный расход;
b – постоянная периода последействия;
τ – продолжительность периода последействия, начиная с момента tд ;
Pср.инт.балл – среднее интегральное баллистическое давление;
Pц max – максимальное давление в цилиндре;
Pцср.инт – среднее интегральное давление в цилиндре за время
его работы;
Pппср.инт – среднее интегральное давление в стволе в период
последействия;
tг + tц max – время от начала внутрибаллистического процесса
до наступления максимума давления в цилиндре;
tp – время распада семиканального зерна;
J двиг – импульс двигателя.
33
25 ± 0,05
∅13,92А3,
25 ± 0,05
∅14А3
Хтв9
1,25
Межосевое расстояние от оси
канала ствола до оси газового
двигателя (межосевое), мм
Диаметр цилиндра, мм
Покрытие цилиндра по чертежу
Шероховатость поверхности цилиндра
∇∇∇7
∇7
∇7
Х 0,03…0,08
∅32А3
∅13А3а
Фосфатирование
47,2 ± 0,01
Пушка АМ-23
31 ± 0,045
Пулемет СГМ
Нет
диаметральный зазор –
0,06…0,13 мм
∅14А3 ∇7 на сборке
Сб
;
6П1
на газовой камере
1 − 29 В
;
6П1
АКМ
АК74
Система
Исполнительные размеры газовых двигателей автоматического оружия
Таблица 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
∅13,94–0,025
Хтв21
(в канавках
– Хтв6)
Диаметр поршня, мм
Покрытие поршня
по чертежу
Шероховатость
1,25
поверхности
поршня
Толщина газовой
(13,3…15,8)×
подушки, мм × ее
×14,5А7
диаметр
Диаметр газоотводно- ∅1,9+0,05
го отверстия, мм
в стволе
АК74
Система
60 × ∅17
2 × ∅14
∅4,5 А5
(7,8…9,2)×
×14,7А7
∅3,7
в стволе и в
газовой камере
+0,15
В буфер ∅4А4,
в газовую камеру
∅6,5А4∇7
∇7
Хромирование
не менее
0,02 мм
∇7
∇∇∇8
Пушка АМ-23
Фосфатное
пассивирование
∅13−−0,06
0,105
Пулемет СГМ
По переднему торцу поршня
1гр. – ∅31,81–0,02;
2гр. – ∅31,72–0,02;
По заднему торцу поршня
1гр. – ∅31,74–0,02;
2гр. – ∅31,71–0,02
По наружи – без покрытия. По внутренней поверхности поршня – 0,09…0,15
на стенку
∅13,94 С3
АКМ
Продолжение табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
154° ± 30′
300
12
∅3,7
≈ 3,7
2,5
0,515
90°
277,2
12,5
∅1,9
≈ 4,775
2,5
0,477
Угол наклона газоотводного отверстия
к направлению сечения газов
Расстояние от казенного среза до центра газоотводного отверстия, мм
Длина рабочей части цилиндра, мм (под
рабочей частью понимается длина цилиндра с диаметром)
Размеры минимального сечения газопровода, мм
Толщина стенки
ствола в районе газоотводного
отверстия, мм
Толщина стенки газовой камеры (средняя) в районе рабочей части цилиндра,
мм
Масса подвижных частей (затвор с затворной рамой), кг
АКМ
АК74
Система
4,797 (ползун с
рычагом досылателя и досылателем)
5
≈5
1,25
13,5
∅5,5А4
78
377,5 ± 0,1
90°
Пушка АМ-23
В регуляторе
2,5 × 1,5;
2,5 × 2,2;
2,5 × 3
≈ 14,19
37
425
90°
Пулемет СГМ
Продолжение табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Длина посадки, мм
Шероховатость поверхности
камеры под посадку
газовой
Диаметр газовой камеры под посадку на
ствол по группам, мм
Шероховатость поверхности ствола под
посадку камеры
Диаметр ствола в месте посадки камеры
по группам, мм
Система
34
1,25
0 – ∅14,965
;
+0,015
1 – ∅15,005
;
+0,015
2 – ∅15,020
;
+0,015
3 – ∅15,035
;
+0,02
4 – ∅15,080
+0,015
Ra 1,25
0 – ∅15,005–0,02;
1 – ∅15,04–0,01;
2 – ∅15,055–0,015;
3 – ∅15,070–0,015;
4 – ∅15,12–0,015
АК74
+0,015
26,5
∇7
;
0 – ∅14,965
+0,015
1 – ∅15
;
+0,02
2 – ∅15,015
;
+0,02
3 – ∅15,080
∇7
0 – ∅15,005–0,02;
1 – ∅15,04–0,02;
2 – ∅15,055–0,015;
3 – ∅15,12–0,015
АКМ
34,5
∇∇∇7
∅35 А3
∇∇∇8
∅35,06–0,2
Пулемет СГМ
50
∇7
∅50 А3
∇7
∅50 Пр13
Пушка
АМ-23
Продолжение табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Шероховатость поверхности отверстий под штифты на сборочном чертеже
Покрытие канала ствола
Шероховатость поверхности штифтов
газовой камеры
Диаметр отверстий под штифты на
сборочном чертеже (по группам), мм
Диаметр штифтов газовой камеры
(по группам), мм
Система
∅5А3
∇∇6
0,37–0,54
на
диаметр – по
полям;
0,3–0,5 на диаметр – по нарезам (≈ 0,22 на
стенку)
0 – ∅2,97А3;
1 – ∅3А3;
2 – ∅3,02А3
∇5
Не менее 0,04 мм
на диаметр
Хтв42, не менее
0,1 мм на диаметр
+0,12
0 – ∅2,97
;
1 – ∅3А3;
2 – ∅3,02+0,025
Rz 20
∇∇∇8
∅5++0,045
0,025
Пулемет СГМ
∇∇∇7
2 – ∅3, 03 Пр 13
1 – ∅3++0,055
0,03 ;
0 – ∅2,97 ++0,055
0,03 ;
1-33
56-А-212
АКМ
Ra 1,25
2–
∅3, 03++0,055
0,03
1 – ∅3++0,055
0,03 ;
0 – ∅2,97 ++0,055
0,03 ;
АК74
0,04–0,09 на
стенку
∇7
∅5 А3а
∇7
∅5 Пр13
Пушка АМ-23
Продолжение табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
∇6
32А5∇6 – в детали;
подшлифовывать
в
сборе для прохождения под легкими ударами молотка
∇6
∅5,5А4
∅22А3
∇∇∇7
2,5 ×1,5
2,5 × 2,2
2,5 × 3
Диаметр отверстия под газовый
регулятор, мм
Шероховатость поверхности отверстия под газовый регулятор
(покрытия)
Размеры проходных сечений регулятора, мм
8,397
2,627
32,5С4∇6 – в детали; в
сборе подшлифофывать для прохождения
под легкими ударами
молотка
Пушка АМ-23
∇∇∇8
фосфатирование
3,6
0,3
Пулемет СГМ
Шероховатость поверхности газового регулятора (покрытие)
0,539
0,068
АКМ
21,7С4
0,593
0,072
АК74
Масса ствола, кг
Масса газовой камеры, кг
Диаметр газового регулятора, мм
Система
Продолжение табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Радиус
скругления
канавки, мм
R1,25
∅11В8
∅11В8
3,1
Диаметр канавки, мм
2,5
R1,25
+0,3
∅14А3/∅13,94С3
Толщина канавки, мм
Пулемет СГМ
R1,6
∅10
3А7
∅13 А3а / ∅13−−0,06
0,105
Размеры уплотняющих элементов
АКМ
∅14А3/
∅13,94–0,025
АК74
Уплотняемый диаметр
[цилиндра/поршня], мм
Система
4А7
R2
∅29С5
∅32 А3 / ∅31, 72−0,02
∅32 А3 / ∅31,82−0,02 ;
Пушка АМ-23
Окончание табл. 9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
840 (865)
688 (587)
0,563 (0,68)
74 (89)
1,15 (1,28)
715 (745)
520 (380)
0,389 (0,559)
51 (73)
0,92 (1,2)
Vд м/с
pд × 10 Па
tг × 10 с
0,72
0,87
0,366 (0,385)
0,27
lг м
–3
1000
760
pг × 10 Па
5
tд × 10 с
–3
lд (калибров)
lд м
0,0096
0,0079
q, кг
5
0,0031
1,55
0,655
1320
1,89
72
0,923
870
840
0,048
0,016
Пулемет
ДШКМ,
патрон
12,7х108
Образец оружия
Пулемет ПК, патрон
7,62 × 54 (в скобках
даны характеристики пулемета СГМ)
0,0016
Автомат АКМ,
патрон 7,62 × 39
(в скобках даны
характеристики пулемета РПК)
ω, кг
Параметры, используемые при расчетах
1,57
0,68
1510
2,2
86
1,25
945
1000
0,064
0,030
Пулемет
калибра 14,5 мм
типа КПВ, патрон 14,5 × 114
2,75
0,66
1400
4,34
75,5
2,265
467
965
0,4
0,129
Пушка 2А42,
патрон
30 × 165
Некоторые исходные баллистические характеристики и результаты расчета
баллистики газовых двигателей
Таблица 10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3020
1690 (1615)
1,78 (1,87)
3,44
2,97 (2,36)
3,845 (5,3)
2780
1410 (1350)
1,97 (2,06)
3,66
3,48
τ + tд × 10–3с
Pmax × 10 Па
Pср.инт.балл × 10 Па
Pmax / Pср.инт.балл
Pmax / Pг
Pг / Pцmax
5
5,19 (5,89)
3,12 (4,1)
τ × 10 с
5
1501 (1279)
1850 (1331)
b, 1/с
4,04 (4,61)
4,65 (3,966)
2,96 (2,13)
Gд , кг/с
–3
–
2,8
2,28
1,615
1870
3020
8,81
6,92
910
14,56
1,45
Пулемет
ДШКМ,
патрон
12,7х108
Образец оружия
Пулемет ПК, патрон
7,62 × 54 (в скобках
даны характеристики пулемета СГМ)
–
Автомат АКМ,
патрон 7,62 × 39
(в скобках даны
характеристики пулемета РПК)
tp, ×10–3с
Параметры, используемые при расчетах
2,57
2,25
1,6
2126
3400
10,16
7,97
800
24
1,57
Пулемет
калибра
14,5 мм типа
КПВ, патрон
14,5 × 114
3,8
2,52
2,32
1520
3531
17,64
13,3
426
54,9
2,75
Пушка 2А42,
патрон
30 × 165
Продолжение табл. 10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3,92
J двиг , Н⋅с
7,42 (8,74)
1,39 (1,44)
34,0
2,39
473
0,71
4,9
3,45
Пулемет
ДШКМ,
патрон
12,7х108
76,1
2,54
587
0,54
5,73
4,0
Пулемет
калибра
14,5 мм типа
КПВ, патрон
14,5 × 114
105,4
4,24
368
0,29
4,5
4,0
Пушка 2А42,
патрон
30 × 165
Примечание. Патрон к пушке 2А42 имеет свою собственную характерную баллистику (не путать с патроном
30×165 для авиационных и морских пушек).
1,15
tг + tц max × 10 с
–3
Pцmах × 10 Па
336 (424)
0,65 (0,56)
0,69 (0,48)
218
8,7
8,2
Pд / Рппср.инт
5
5,4
3,6
Pцmax / Pцср.инт
lг / lд
Пулемет ПК, патрон
7,62 × 54 (в скобках
даны характеристики пулемета СГМ)
Образец оружия
Автомат АКМ,
патрон 7,62 × 39
(в скобках даны
характеристики пулемета РПК)
Параметры, используемые при расчетах
Окончание табл. 10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Результаты расчетов представлены на рис. 3–7.
Рис. 3. Результаты расчетов внутренней баллистики, периода
последействия и газового двигателя автомата АКМ и пулемета
под патрон 7,62×39 образца 1943 г.
Рис. 4. Результаты расчетов внутренней баллистики, периода
последействия и газового двигателя пулеметов ПК и СГМ
под винтовочный патрон 7,62×54
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 5. Результаты расчетов внутренней баллистики, периода последействия и газового двигателя пулемета ДШКМ образца 1938/46 г.
под патрон 12,7×108
Рис. 6. Результаты расчетов внутренней баллистики, периода последействия и газового двигателя пулемета 14,5 мм под патрон 14,5×114
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 7. Результаты расчетов внутренней баллистики, периода последействия и газового двигателя пушки 2А42
В табл. 11 приведены параметры расчета методом Мамонтова.
При этом приняты следующие обозначения:
S0 – площадь газоотводного отверстия;
Sп – площадь поршня;
∆Sп – площадь кольцевого зазора;
mп – масса поршня с затворной рамой;
W0 – объем газовой подушки;
lг.o – путь снаряда до газоотводного отверстия;
Рг.отв – давление в районе газоотводного отверстия в момент
начала отвода газов; равно давлению на дно снаряда;
Рг.д – давление в районе газоотводного отверстия в конце пиродинамического периода внутренней баллистики;
tг.д – время от начала отвода газов до момента времени tд ;
Pд.г – давление в районе газоотводного отверстия в дульный
момент времени;
iг – импульс газов в двигателе;
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
iк – импульс камеры двигателя;
τ – продолжительность периода последействия;
tц max – время от начала отвода газов до наступления максимума давления в цилиндре;
Vоп – начальная скорость поршня затворной рамы.
Полученные в результате расчета значения скоростей, давлений и времен вполне отвечают исходным данным и соответствуют
реальным конструкциям оружия. Начальная скорость затворной
рамы (14,5 мм) пулемета получилась слишком высокой, поскольку
исходные данные не были привязаны к какому-либо существующему образцу. В оружии такая скорость может быть реализована
при безударной работе механизма.
47
10,75
154
2,2
2
2
АКМ
2
2,31
0,366
0,563
1,31
0,27
0,389
lго , м
lд , м
W0 , см
0,43
3
С учетом площади
выхлопных окон
«газ1» – (1,92+2×4,5);
«газ2» – (1,92+4,5);
«газ3» – 1,92; расчет
ведется для «газ2»
0,9
154
13,85
ПК
mп , кг
∆Sп , мм
Sп , мм
S0 , мм
Параметры
0,68
0,385
0,9
0,95
1,83
«газ1» – 3,75;
«газ2» – 5,5;
«газ3» – 7,5; расчет ведется для
«газ2»
132,7
СГМ
Образец оружия
0,923
0,655
1,57
2,48
5,1
«газ1» – 7,07;
«газ2» – 9,62;
«газ3» – 12,6;
расчет ведется для «газ2»
314
ДШКМ
Расчеты газовых двигателей разных систем
1,25
0,68
2
3
6,3
491
12,6
Пулемет кал.
14,5 мм
(гипотетический)
2,265
0,66
31
6,2
13
707
23
2А42
Таблица 11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
0,66
0,607
ηк0
ηк
680
1,00
νq 0
Pг.отв ×10 Па
1,01
νq
5
0,91
ν0
2792
41
σп
σ q , кг/м
0,58
σ∆
2
0,35
3,76
σ0 , м
S0пр , мм
2
154
0,35
α, ˚
kα
0,65
0,69
lго / lд
910
0,7
0,7
0,98
1,09
0,94
5844
12,7
0,53
0,19
12,11
90
0,875
ПК
АКМ
Параметры
910
0,788
0,745
0,97
1,16
0,94
7160
26,54
0,366
0,18
5,0
90
0,91
0,56
СГМ
1214
0,748
0,665
0,965
1,24
0,94
7900
38,1
0,62
0,19
8,24
90
0,857
0,71
ДШКМ
Образец оружия
1305
0,727
0,67
0,97
1,19
0,94
6110
42,6
0,546
0,173
11,53
90
0,915
0,54
Пулемет калибра 14,5 мм
(гипотетический)
1250
0,552
0,685
0,93
1,22
0,71
8770
31,37
0,576
1,375
22,54
90
0,98
0,29
2А42
Продолжение табл. 11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
3,12
–3
–3
–3
c
с
tц max × 10
zк
Φ ( zк )
tк × 10
τ × 10
3
c
48,2
25,5
iк × 10 Па⋅с
3
0,52
9,0
8,57
0,43
0,00985
4,75
0,0143
3,65
68,8
42
iг × 10 Па⋅с
4,04
690
540
5
Pд.г × 10 Па
tо.д × 10
0,28
722
594
0,2
ПК
АКМ
с
–3
Pг.д × 10 Па
Параметры
0,57
9,25
0,0084
5,52
4,61
65,8
83,5
640
0,41
722
СГМ
0,84
9,46
0,0074
7,99
6,92
108,2
144,7
960
0,34
1090
ДШКМ
Образец оружия
0,97
9,69
0,0061
9,46
7,97
155,0
213,3
1080
0,63
1181
Пулемет калибра
14,5 мм
(гипотетический)
1,49
8,9
0,011
16,38
13,3
149,1
270,2
490
1,59
702
2А42
Продолжение табл. 11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
336
8,25
218
9,13
Pцmax × 10 , Па
V0п , м/с
9,2
424
СГМ
13,7
473
ДШКМ
25,37
587
Пулемет калибра 14,5 мм
(гипотетический)
17,0
368
2А42
2. Максимум давления в цилиндре по времени отстоит несколько вперед от tд .
Примечания. 1. В случаях, когда по расчету внутренней баллистики получался выход конца горения за
дульный срез (такое может иметь место при догорании дегрессивных остатков семиканальных порохов) конец пиродинамического периода брался по сгорании 95–97 % массы заряда. Давление Pг.д как давление в районе газоотводного отверстия в этот момент времени. При существенном выходе конца горения за дульный срез (например,
при –50˚) в качестве Pг.д следует принимать Pд.г .
5
ПК
АКМ
Параметры
Образец оружия
Окончание табл. 11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список литературы
1. Алферов В.В. Конструкция и расчет автоматического оружия. М.:
Машиностроение, 1977.
2. Мамонтов М.А. Некоторые случаи течения газа. М.: Оборонгиз,
1951.
3. Горов Э.А. Основания проектирования автоматического оружия
/ Акад. им. Ф.Э. Дзержинского. М., 1954.
4. Кулагин В.И., Черезов В.И. Газодинамика автоматического оружия. М.: ЦНИИНТИ, 1985.
5. Теория и расчет автоматического оружия / Под ред. В.М. Кириллова. Пенза: ПВАИУ, 1973.
6. Расчет и проектирование механизмов перезаряжания автоматического оружия / Под ред. Б.В. Орлова. М.: ЦНИИНТИ, 1977.
7. Жуков И.И. Артиллерийские автоматы: В 2 ч. Ч. II. / Акад.
им. Ф.Э. Дзержинского. М., 1954.
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Оглавление
Введение ........................................................................................................ 3
1. Термодинамическая модель функционирования
газовых двигателей автоматики ......................................................... 4
2. Метод Мамонтова для расчета газовых двигателей автоматики ..... 16
3. Сложные случаи расчетов.................................................................... 24
4. Последовательность проектирования газовых
двигателей автоматики......................................................................... 25
5. Назначение основных размеров .......................................................... 28
6. Предварительный расчет ..................................................................... 28
7. Примеры расчетов ................................................................................ 33
Список литературы ....................................................................................... 52
53
Документ
Категория
Другое
Просмотров
416
Размер файла
11 162 Кб
Теги
автоматическая, газовых, оружие, двигателей, расчет, проектирование
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа