ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОГО ИМПУЛЬСА, МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВРЕМЕНИ РАБОТЫ БОКОВОГО ГАЗООТВОДНОГО УСТРОЙСТВА

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОГО ИМПУЛЬСА, МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВРЕМЕНИ РАБОТЫ БОКОВОГО ГАЗООТВОДНОГО УСТРОЙСТВА

 

Исходные данные

1. Площадь наименьшего сечения газопровода ………………...0,196310^-4 м²

2. Площадь поршня ……………………………………………….0,636210^-4м²

3. Площадь зазора между поршнем и стенками

газовой камеры ……………………………………………...0,0062510^-4м²

4. Начальный объем газовой каморы …………………………. 0,2610^-6м³

5. Масса поршня и движущихся совместно

с ним частей автоматики ……………………………………………..0,515 кг

6. Масса заряда ……………………………………………………0,0031 кг

7. Масса пули …………………………..…………………………….…0,0096 кг

8. Среднее давление пороховых газов

в канале ствола в начале отвода газов …………………..……..90410⁵ Па

9. Среднее давление пороховых газов

в канале ствола в дульный момент  ……………….…………….89010⁵ Па

10. Время движения пули от начала отвода газов

до дульного момента  ………………………………………….…..0,00019 с

11. Объем заснарядного пространства в дульный момент  ...…26,08410^-6 м³

12. Показатель политропы ………………………………………………….1,524

13. Отношение теплоемкости k………………………………………………….1,3

14. Путь пули до газоотводного отверстия ……………………...36,8 см

15. Полный путь пули в канале ствола ……………………………..…….57,2 см

16. Площадь поперечного сечения канала ствола  ……………...…0,46710^-4 м²

17. Объем зарядной каморы ………………………………………3,810^-6 м³

8.1. Определяем значения относительных параметров бокового газоотводного устройства по зависимостям:

;

;

;

.

8.2. По таблицам определяем значения поправочных коэффициентов:

;

;

;

.

8.3. Определяем относительный удельный импульс газоотводного двигателя по зависимости:

8.4. Определяем подведенный удельный импульс, для чего необходимо предварительно вычислить следующие величины:

; ; ;

;  .

Значения относительных давлений  и , а также параметра  выбираем из таблиц по следующему выражению:

;

; ; .

Значения относительных давлений ,  и параметра  выбираем из таблицы при :

; ; .

Значение относительной координаты  определяем по зависимости:

Таким образом,

;

;

;

;

Подведенный удельный импульс давления двигателя определяем по зависимости:

.

8.5. Определяем удельный импульс давления газоотводного двигателя:

.

8.6. Определяем время периода последействия:

.

8.7. Определяем время работы газоотводного двигателя:

.

8.8. Определяем время, соответствующее максимальному давлению в газовой каморе, по зависимости:

.

Значение  выбираем по величине:

.

Для нашего случая . Тогда

.

8.9. Определяем максимальное давление в газовой каморе по зависимости:

.

8.10. Определяем максимальное усилие пороховых газов на поршень:

.

8.11. Определяем полный импульс силы бокового газоотводного двигателя:

 .

 

9. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет ведется при следующих исходных данных:

1. Наружный диаметр пружины ………………………………………. 9 мм

2. Усилие предварительного поджатия …………………………… 54 Н

3. Длина пружины при предварительном поджатии …………………. 229 мм

4. Рабочий ход пружины  ………………………………………………...90 мм

5. Диаметр проволоки ……………………………………………………..2 мм

9.1. Определяем средний диаметр пружины:

. (9.1)

9.2. Определяем длину пружины при рабочем поджатии пружины:

. (9.2)

9.3. Подбираем число рабочих витков пружины n, так чтобы , предварительно определив :

. (9.3)

Выбираем

Определяем общее число витков:

. (9.4)

9.4. Определяем линейную деформацию пружины при предварительном поджатии:

. (9.5)

9.5. Определяем длину пружины в свободном состоянии:

. (9.6)

9.6. Определяем шаг пружины:

. (9.7)

9.7. Определяем осевую нагрузку при рабочем поджатии пружины:

. (9.8)

9.8. Определяем осевую нагрузку при поджатии до соприкосновения витков:

. (9.9)

9.9. Определяем напряжение пружины при поджатии до соприкосновения витков:

. (9.10)

Определяем коэффициент концентрации напряжений :

 (9.11)

где:  - индекс пружины, выбирается в пределах от 4 до 12 по формуле:

 (9.12)

9.10. Определяем развернутую длину проволоки:

(9.13)

10. РАСЧЕТ ДВИЖЕНИЯ АВТОМАТИКИ

 

Исходные данные

1. Масса затворной рамы , кг ………………………………………………0,190

2. Масса затвора , кг ………………………………………………………..0,200

3. Масса ударника , кг ………………………………………………………0,075

4. Масса клина , кг ………………………………………………………….0,060

5. Масса задержки ударника , кг …………………………………………...0,035

6. Масса автоспуска , кг …………………….0,019

7. Масса упора , кг …………………………………...0,015

8. Масса отражателя , кг …………………………………………………....0,080

9. Масса гильзы , кг ………………………………..………………………0,0023

10. Масса патрона , кг ………………………………….0,0150

11. Масса боевой пружины , кг ………………………..0,0120

12. Масса возвратной пружины , кг ……………...……...0,0340

13. Момент инерции задержки ударника , кгм²…………….…0,910^-5

14. Момент инерции автоспуска , кгм²………………….…..0,5610^-6

15. Момент инерции упора , кгм²………………………………..0,3210^-6

16. Момент инерции отражателя , кгм²……………..…………………0,210^-5

17. Момент инерции гильзы , кгм²………………………………....0,2210^-5

18. Жесткость возвратной пружины , H/м ……………………………90

19. Жесткость боевой пружины , H/м …………………………………2400

20. Усилие возвратной пружины F₁, H …………………………………….54

21. Усилие боевой пружины F₂, H …………………………………………..70

22. Удельный импульс двигателя автоматики , Hc/м² ………....…0,754610⁵

23. Площадь поршня , м²…………………………..……………..….0,636210^-4

На первом участке движение затворной рамы под действием сил давления пороховых газов на поршень и силы сопротивления возвратной и боевой пружин описывается дифференциальным уравнением:

где  - ускорение основного звена; - перемещение основного звена.

Чтобы избежать решения дифференциального уравнения движения на первом участке (от 0 до 0,017 м), будем считать, что затворная рама получает импульс от двигателя автоматики мгновенно, а затем движется только под действием возвратной и боевой пружины. Скорость затворной рамы в начале первого участка будет равна:

Движение затворной рамы будет описываться дифференциальным уравнением:

Решение данного уравнения имеет вид:

На границе первого и второго участка (0,017 до 0,020 м) происходит ударное присоединение затвора. Коэффициент восстановления скорости после удара в этом случае равен нулю, скорость затвора перед ударом также равна нулю. Поэтому скорость затворной рамы и затвора после удара, т.е. скорость затвора и затворной рамы в начале второго участка, будет равна:

На втором участке (0,017 до 0,020 м) происходит сведение автоспуска и упора и движение затвора. Уравнение движения запишется в следующем виде:

В этом уравнении обозначим:

 ,

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на первом участке, но при этом основное звено движется только под действием возвратной пружины:

На границы второго и третьего участка заканчивается сведение автоспуска и упора. Скорость основного звена после этого процесса будет определяться по зависимости:

На третьем участке (0,2 до 0,04 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате. Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На границы третьего и четвертого участка начинается движение отражателя. Скорость основного звена после этого процесса будет определяться по зависимости:

На четвертом участки (0,04 до 0,13 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате и поворот отражателя. Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На пятом участке происходит отражение гильзы. Для упрощения примем, что отражение гильзы происходит мгновенно, а не на 2 мм. Таким образом, пятый участок из расчета выпадает, тогда скорость в начале шестого участка будет:

На шестом участке движение описывается дифференциальным уравнением вида:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

Принимаем при ударе о затыльник коэффициент восстановления скорости , получаем скорость отскока основного звена:

Знак минус указывает на изменение направления движения.

На седьмом участке движение описывается уравнением:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На восьмом участке (0,128 до 0,02 м) происходит досылание патрона.

Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

 

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На девятом участке (0,02 до 0,017 м) происходит досылание патрона и разведение автоспуска и упора.

Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

 

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На десятом участке:

Определяем время движения основного звена автоматики на каждом участке определим приближенно по средней скорости:

На первом участке –

На втором участке –

На третьем участке –

На четвертом участке –

На пятом и шестом участках –

На седьмом участке –

На восьмом участке –

На девятом участке –

На десятом участке –