Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Введение в теорию установок автоматического артиллерийского вооружения

Учебное пособие по курсу «Установки стрелково-пушечного вооружения»
Покупка
Новинка
Артикул: 836997.01.99
Доступ онлайн
640 ₽
В корзину
Рассмотрены вопросы теоретических исследований динамики системы «оружие — установка», приведены основные уравнения движения с учетом амортизации корпуса оружия и упругости лафета, представлены типичные диаграммы действующих на установку внешних силовых факторов. Предложенный теоретический анализ проведен на основе теории нелинейных механических колебаний систем с несколькими степенями свободы, внутренней и промежуточной баллистики. Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие».
Скоробогатский, В. Н. Введение в теорию установок автоматического артиллерийского вооружения : учебное пособие по курсу «Установки стрелково-пушечного вооружения» / В. Н. Скоробогатский, М. Н. Новикова ; под. ред. В. Н. Скоробогатского. - Москва : Изд-во МГТУ им. Баумана, 2009. - 60 с. - ISBN 978-5-7038-3310-0. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2160484 (дата обращения: 21.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

В.Н. Скоробогатский, М.Н. Новикова  
 
 
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ УСТАНОВОК  
АВТОМАТИЧЕСКОГО АРТИЛЛЕРИЙСКОГО  
ВООРУЖЕНИЯ 
 
По редакцией В.Н. Скоробогатского 
 
Рекомендовано методической комиссией  
факультета «Специальное машиностроение»  
МГТУ им. Н.Э. Баумана  
в качестве учебного пособия по курсу  
«Установки стрелково-пушечного вооружения» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
М о с к в а  

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 

2 0 0 9  

 

УДК 623.41(075.8) 
ББК 68.518 
С445 
Ре це нзе нт ы:  
В.П. Счастливцев, Б.С. Сарбаев 

 
Скоробогатский В.Н., Новикова М.Н. 
  
 
      Введение в теорию установок автоматического артиллерийского вооружения: Учеб. пособие по курсу «Установки 
стрелково-пушечного вооружения» / Под ред. В.Н. Скоро- 
богатского. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. — 
60 с.: ил. 

ISBN 978-5-7038-3310-0 

Рассмотрены вопросы теоретических исследований динамики 
системы «оружие — установка», приведены основные уравнения 
движения с учетом амортизации корпуса оружия и упругости лафета, 
представлены типичные диаграммы действующих на установку 
внешних силовых факторов. Предложенный теоретический анализ 
проведен на основе теории нелинейных механических колебаний систем с несколькими степенями свободы, внутренней и промежуточной 
баллистики.  
Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Стрелково-пушечное, артиллерийское  
и ракетное оружие». 
 
УДК 623.41(075.8) 
ББК 68.518 
 

 
 

 

 

 

 

 

 
ISBN 978-5-7038-3310-0 
 
 
     © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009 

С445 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Автоматическое артиллерийское вооружение, включающее в себя 
автоматическое оружие и артиллерийскую установку, предназначено 
для поражения целей с помощью автоматического оружия, эффективное использование которого обеспечивается артиллерийской установкой. 
«Установки стрелково-пушечного вооружения» — один из основных 
профилирующих 
курсов 
специализации 
«Стрелковопушечное вооружение». В нем рассматриваются вопросы динамики 
систем «оружие — установка», методики расчета и проектирования 
элементов и агрегатов лафета, включая амортизаторы, а также методики определения законов действующих на установку внешних силовых факторов (построения импульсно-силовых диаграмм). 
Учебное пособие состоит из введения и трех глав: 
• во введении даны общие сведения об установках, приведена 
структурная схема с кратким описанием основных систем и назначения входящих в них элементов, а также общие тактико-технические 
требования к установкам; 
• в гл. 1 рассмотрены вопросы динамики системы «оружие —
 установка», приведены основные уравнения движения при подвижном основании и упругом лафете, даны примеры типичных импульсно-силовых диаграмм; 
• в гл. 2 представлены сведения из теории нелинейных механических колебаний, которые лежат в основе определения параметров 
движения; 
• в гл. 3 предложены решения задач по определению основных 
сил и импульсов, действующих на установку, а также расчету упругой реакции лафета для систем с одной и двумя степенями свободы. 

ВВЕДЕНИЕ 

Комплекс автоматического артиллерийского вооружения, расположенный на носителе, представляет собой систему, обеспечивающую обнаружение и опознавание цели и ведение по ней  
эффективной стрельбы. Артиллерийская установка, как и автоматическое оружие, является частью этого комплекса. Она представляет собой совокупность всех устройств, необходимых для крепления оружия, наведения его на цель, питания боеприпасами, 
управления огнем и выполнения ряда других операций, связанных 
с боевым применением и эксплуатацией артиллерийского вооружения. 
Современная установка подвержена действию комплекса сил, вызываемых различными факторами. Действие этих сил приводит к деформации лафета — силовой конструкции, поэтому для расчета лафета на прочность и жесткость необходимо знать характер действия 
этих сил и их значения. Моменты этих сил относительно осей вращения в виде нагрузки передаются на приводы, определяя их требуемые 
характеристики. Отметим, что реакция лафета, вызванная стрельбой 
и носящая динамический характер, существенно зависит от его упругих, вязкостных и инерционных характеристик. 
На рис. 1 приведена структурная схема деления установки артиллерийского вооружения (УАВ) на системы и их элементы [1, 2]. 
В УАВ можно выделить две главные составные части: 
• систему обеспечения работы оружия; 
• систему обеспечения наведения оружия. 
Силовой станок (лафет) — силовая конструкция, несущая на 
себе оружие, выполняет функции обеих систем. Он служит для 
крепления оружия в процессе стрельбы, воспринимая вызванные 
им нагрузки, и фиксации или вращения оружия относительно носителя, направляя его для поражения цели. Силы, действующие на 

лафет при стрельбе, являются кратковременными, изменяющимися в широких пределах в течение коротких промежутков времени. 
Следовательно, лафет установки представляет собой упругую пространственную конструкцию, работающую в условиях динамической нагрузки. Экспериментальными исследованиями показано, 
что с достаточной для практики степенью точности можно считать 
лафет упругой системой с одной степенью свободы, так как при 
расчете действующих на лафет сил наиболее существенной является первая частота колебаний — частота наибольшей амплитуды. 
 

 
Рис. 1. Структурная схема установки артиллерийского вооружения 
 
В систему обеспечения работы оружия входят следующие 
системы. 
Система боепитания и отвода обеспечивает стрельбу оружия, 
снабжая его патронами и отводя от него стреляные гильзы и звенья; 
она включает в себя патронные ящики, подводящие рукава, механизмы подтяга ленты, а также гильзо- и звеньеотводы и сборники. 
Система управления огнем и перезарядкой служит для открытия и прекращения огня, разрыва цепи огня от срабатывания профильного ограничителя (предотвращает прострел частей собст
УАВ 

Система  
обеспечения  
работы оружия 

Система  
обеспечения  
наведения оружия 

Система боепитания  
и отвода 

Система управления 
огнем и перезарядкой 

Силовой станок (лафет) 

Система привода 

Система прицеливания 

венного носителя), разрыва цепи огня, когда угол рассогласования в следящем приводе становится больше допустимого или когда пушки останавливаются в крайних положениях, а также для 
заряжания системы и устранения задержек в стрельбе. Перезарядка обеспечивается силовой частью (обычно пневматической 
или пиротехнической) и автоматом перезарядки, который в случае задержки автомат приводит систему в действие без участия 
оператора. 
Как правило, во все элементы системы входят блокировочные или предохранительные устройства, обеспечивающие защиту от случайного открытия огня при работе с установкой. 
В систему обеспечения наведения оружия на цель входят 
следующие элементы. 
Система привода (система управления наводкой) представляет 
собой силовой следящий привод со свойственными ему элементами (современные устройства обычно имеют дистанционное управление). Силовыми следящими системами артиллерийских установок называют замкнутые системы автоматического регулирования, 
в которых реализуется синхронная связь входного сигнала от прицела с поправками от счетно-решающего прибора, выходной сигнал которой обеспечивает отслеживание пушками линии визирования прицела.  
В качестве исполнительных устройств в силовых следящих 
системах применяются электрические и гидравлические двигатели. При этом следящие системы соответственно являются электрическими, гидравлическими или электрогидравлическими. Часть 
элементов располагается в пределах установки. К ним относятся 
исполнительные механизмы привода и ограничители движения. 
Ограничители движения автоматически останавливают оружие 
после его прихода в крайние положения, предотвращая поломку 
как деталей установки, так и самого привода. 
Система обеспечения наведения оружия на цель управляется 
самостоятельной системой прицеливания (прицельно-вычисли- 
тельной системой). Она осуществляет обнаружение и опознавание 
цели, сопровождение цели визирным лучом, измерение дальности, 
вычисление поправок стрельбы и формирование сигналов для отработки установкой необходимого положения оружия. Функции 
вычисления параметров стрельбы обычно передаются ЦВМ. 

Установки артиллерийского вооружения классифицируются по 
различным признакам: по типам силового следящего привода (элект- 
рический, электрогидравлический), степени подвижности (неподвижные, подвижные), по месту расположения на носителе и т. п. 
Неподвижными называют установки, у которых положение 
оружия относительно носителя не меняется по сравнению с заданным при монтаже и пристрелке. Наведение на цель осуществляется корпусом носителя. У неподвижных установок полностью отсутствуют элементы силового привода. 
Подвижными называют установки, у которых при эксплуатации 
оружие может изменять положение относительно носителя, что позволяет вести огонь в различных направлениях. Подвижные установки различаются прежде всего по количеству степеней свободы: 
• некругового обстрела (две степени свободы, сектор обстрела 
менее 360°); 
• кругового обстрела (две степени свободы, в одной из плоскостей сектор обстрела 360°). 
Образцы артиллерийского вооружения (в частности, установки) разрабатываются на основе тактико-технических требований. 
Под тактико-техническими требованиями понимают совокупность 
основных боевых, эксплуатационных и экономических требований. Тактико-технические требования складываются на основе 
научных предпосылок, а также боевого, эксплуатационного и производственного опыта. 
Основные боевые требования: 
• эффективность огня орудия, которая определяется следующими факторами: 
а) действием снаряда у цели, зависящим от калибра, баллистических качеств и характеристик снаряда; 
б) суммарной скорострельностью, зависящей от темпа стрельбы и числа стволов, стоящих на установке; 
в) техническим рассеиванием, на которое существенно влияет 
конструкция установки; 
г) прицельным рассеиванием, зависящим от качества прицела, 
а также от системы управления наводкой оружия; 
• маневренность установки, которая определяется следующими 
характеристиками: 
а) углами обстрела; 

б) диапазоном скоростей наводки оружия (скорость горизонтального и вертикального наведения в автоматическом режиме 90 °/с  
(для ЗУ-23М); для штатной установки в ручном режиме 40 °/с, 
скорость переброса оружия 70 °/с); 
в) временем подготовки установки к стрельбе; 
г) возможностью переключения управления установки на другого оператора; 
• надежность или безотказность, которая должна быть обеспечена при различных внешних условиях (например, при изменении 
внешней температуры в диапазоне –60…+60 °С при любых атмос- 
ферных условиях); 
• живучесть, которая подразделяется на эксплуатационную и 
боевую. Эксплуатационная живучесть характеризуется продолжительностью службы установки без нарушения ее боевых качеств, 
определяемой как временем безотказной работы, так и числом 
сделанных выстрелов. Под боевой живучестью понимается живучесть установки в условиях стрельбы со стороны противника. 
Основные эксплуатационные требования: 
• минимальное время на подготовку установки; 
• быстрота, простота и надежность регулировки различных механизмов установки; 
• удобный доступ к оружию и другим агрегатам установки; 
• минимальная продолжительность сезонных работ, связанных 
с переходом на летнюю и зимнюю эксплуатацию. 
Основные экономические требования: 
• максимальная простота конструкции; 
• применение в конструкции отечественных материалов, главным образом недефицитных; 
• широкое использование в конструкции стандартных деталей 
и узлов; 
• технологичность конструкции. 

1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ  
СИСТЕМЫ «ОРУЖИЕ — УСТАНОВКА» 

1.1. Общие положения 

На корпус автоматического оружия при стрельбе действует сила 
отдачи. Если корпус оружия жестко закрепить на установке, то  
в системах с неподвижным стволом сила отдачи будет приложена 
непосредственно к установке, т. е. к ее силовой части — лафету. 
Наиболее существенной составляющей силы отдачи в этом случае 
является сила давления пороховых газов на дно канала ствола.  
У оружия калибра 20 мм и выше максимальное расчетное значение 
этой силы превышает 105 Н. Для выполнения таких условий нужна 
установка, обладающая значительной массой, а это несовместимо с 
требованиями, предъявляемыми к артиллерийскому вооружению. 
Радикальным способом снижения боевой массы установки и 
сил, действующих на лафет, является применение упругой силовой 
связи между автоматом и лафетом, позволяющей осуществить 
продольное смещение оружия при выстреле. Такая упругая силовая связь называется амортизатором. Схематически конструкцию 
амортизатора можно представить в виде штока и цилиндра, в полости которого заключен упругий элемент с высоким предварительным поджатием и жесткостью приблизительно на порядок 
ниже конструктивной жесткости лафета. В качестве упругого элемента обычно используют цилиндрическую винтовую пружину 
или, если это необходимо, пакет стальных цилиндрических колец, 
работающих как клиновой аппарат. 
Для систем с неподвижным стволом амортизатор при относительно малой деформации упругого элемента (определяется возможностью питания подвижного автомата) может снизить упругую реакцию лафета (и, как следствие, боевую массу системы) в 3–4 раза. 

Эффект амортизации автомата с подвижным стволом существенно ниже, особенно при отсутствии больших ударных нагрузок 
на лафет. Физически это объясняется более растянутым во времени импульсом воздействия выстрела на лафет. Правильно спроектированный амортизатор для системы с подвижным стволом, где 
работа автоматики в значительной степени зависит от амортизации, уменьшает упругую реакцию лафета лишь на 20…40 %. 

1.2. Система уравнений  

Наиболее общая схема автоматической пушки, соединенной с 
упругой установкой через амортизатор, имеет вид, показанный на 
рис. 2. Уравнения движения звеньев автоматики, короба и установки в этом случае можно получить методами аналитической механики. Для этого выбирают обобщенные координаты, число  
которых зависит от числа связей, наложенных на механизм автоматики, и условий крепления оружия. Короб оружия подвижен и 
упирается в пружину амортизатора, связанного с узлом крепления 
оружия на установке. Установка представляет собой упругую конструкцию с распределенной массой и обладает большим числом 
собственных частот колебаний, однако с достаточной точностью 
можно ограничиться первой частотой. Это означает, что установку 
как упругую систему можно заменить одной эквивалентной приведенной массой Mу и жесткостью су. 
 

 
Рис. 2. Расчетная схема с тремя степенями свободы 
 
В качестве обобщенных координат принимают координату положения основного звена относительно короба x, координату положения короба xк и узла крепления оружия на установке xу отно
Доступ онлайн
640 ₽
В корзину