Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Проектирование спецмашин Часть 4. Стабилизация машин.pdf
Скачиваний:
89
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
12.95 Mб
Скачать

2.3. Расчет и анализ процесса амортизации оружия при стрельбе очередью

Специфичным приложением теории автоматического регули­ рования и задач стабилизации систем является анализ процесса амортизации автоматического оружия при стрельбе очередью.

2.3.1. Определение режима колебаний амортизированного оружия при типовом решении

При расчете движения амортизированного оружия, закреплен­ ного на жесткой установке, расчетная схема представляет собой систему с одной степенью свободы (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Расчетная схема амортизированного оружия на жесткой установке

Колебания данной системы описываются следующим диффе­ ренциальным уравнением:

 

М п Х + 25амМпХ +Т|амХ

= /(f)-V 70sgnX

(2-35)

 

п

п

 

п

п

 

где

M X 8 л и П

О

-

имеют известные значения

массы

м

^ п ’^ п ^ а м ’Чам п

 

 

 

 

амортизированной пушки, ее перемещение, коэффициент затуха­ ния колебаний амортизатора [i/c], его жесткость и начальное уси­

лие,/^) - суммарное воздействие на корпус оружия давления поро­ ховых газов на дно канала ствола и реакций автоматики (импульс­ но-силовая характеристика).

Общее решение дифференциального уравнения (2.35) при По=0 и xo^Vo#) имеет вид [8]:

X n(t) =e (CQsinCOj?+ D0cosco,r) +

+— -— \e ^

^ sin co1

’ (2-36)

Mnco,^

Г

v v v *

где го = Jm2 - 8 2 ~ частота свободных затухающих колебаний.

1 V

ам

Этим решением удобно пользоваться при непрерывной возму­ щающей силе/(7), имеющей аналитическое задание. При прерыв­ ной возмущающей силе использование интеграла (2.36) приводит к громоздкому решению. Обычно это решение проводится методом численного интегрирования или известными графоаналитическими способами. Данные приемы решения уравнения (2.35) широко ис­ пользуются при исследовании амортизации оружия для ограничен­ ного числа выстрелов. Применение этих способов решения для определения движения оружия при стрельбе очередью приводит к весьма громоздким и трудоемким вычислениям.

2.3.2. Решение уравнения движения короба при П0=0

При решении в качестве допущения принято постоянство тем­ па стрельбы оружия для рассматриваемого участка очереди, то есть импульсно-силовая характеристика считается периодической функцией с периодом, равным времени цикла. Влияние автоматики считается при данных условиях стрельбы неизменным, выражен­ ным в импульсно-силовой характеристике оружия, то есть решение вполне строго применимо к оружию, у которого подвижность ко­ роба не оказывает влияния на работу автоматики. На рис. 2.26 по­ казана импульсно-силовая характеристика - 23-мм скорострельной пушки под патрон АМ-23.

Необходимо разделить ось абсцисс на m участков, в пределах которых удобно аппроксимировать f(t) прямыми линиями при условии сохранения импульсов f(t)At на рассматриваемых участках. Аппроксимированная импульсно-силовая характеристика (пунк­ тирная линия) представляет собой кусочно-непрерывную функцию, для которой удобно использовать изображение при помощи преоб­ разования Лапласа.

 

 

-Р*.

 

 

-pt

(2.39)

F (p)=e

(p)

*

g (p)’

'"'g

/

 

r

 

 

t

 

 

 

i- 1

 

/

 

где

) ;

« - +

/ a

+

0 ‘

 

-»/(*+*

 

/

i-i

r

/

 

/

 

i-i

 

i

 

 

 

 

Тогда на основании свойства линейности изображений

F(p)=

Z Fl_{p)'

(2.40)

 

 

7 = 1

 

Записывается изображение функции:

1

(

Л

 

 

1

р 1

, р 1

- р

 

 

 

о

 

 

 

/ ?(Р )= -

 

 

t

—t

+

- t

 

о

р

t

 

U

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-pt

 

Р ~ Р .

+( P3~ P2j e 2 +

3

4

Г —t

 

 

 

 

V

3

4

 

\

-pt

(

P ~P

P ~P

\

e

- p /

 

e

1

1.

 

 

2

1

2

3

 

4

 

 

 

P

 

t

- t

t

- t

 

 

P

1

J

1

2

1

^ 3

4

;

 

 

 

 

 

РЛ

-pt

 

 

-pt

 

 

 

 

3

|

P4

e

4

,

(2.41)

 

 

4

 

 

t

- t

 

 

t

-t

p

 

 

 

 

4

3 )

 

 

4

3

 

 

 

 

Для сокращения записи предлагается ограничиться рассмотре­ нием только первых четырех участков (см. рис. 2.26).

После подстановки выражения F(p) в изображающее уравне­ ние (2.37) будет:

 

-pt

 

 

 

 

-pt

1

 

 

 

 

-pt

 

 

 

 

-+А

 

 

Л

 

-+А

 

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

2

 

 

2

 

2

2

+28

 

 

2

3

+28

 

р(р“+28

p + of

 

р(р

р +со

р(р

р +со )

 

 

ам

 

 

 

 

ам

 

 

 

 

 

ам

Х(р)=—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

-pt

 

 

 

 

-pt

 

 

 

 

 

-pt

 

 

-+ Д

2

 

 

 

 

—1-Д -

2

 

 

2

 

3 2

 

2

4

 

 

 

 

2

5

+28

 

р~+28

р+со

 

р(р*'+28

р+со )

р(р

р+со )

 

ам

 

 

 

 

ам

 

 

 

 

 

ам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.42)

где д = —^1—’

д2= -

р

1 +

р -р

2

Л -

р

- р

2 _

Р

.

 

 

1

 

 

1

3

 

4 ;

 

t ~t

 

Г-Г

Г -Г

 

 

 

г -г

 

г -г

 

 

1 о

 

V1 о

2 1 ;

 

 

 

2

1

3

2

 

 

Ръ - Р а

 

 

Аа = ± ± - ^ — ^ ; А = - B i - i В = р - р

О “ О О "О

tA- t ,

3 3 2

Как видно из последних зависимостей, коэффициенты В, пред­ ставляют разность значений функций /(О и в точках разрывов импульсно-силовой характеристики

В

= f ( t ) —f

(O’

(2-43>

/

/

/-1

 

а коэффициенты А, - разность значений производных этих функций

 

 

 

A

=

f

(О-/'

(O'

(2.44)

 

 

 

/

 

i

i-i

 

 

С помощью метода неопределенных коэффициентов функция

1

 

разлагается на простые сомножители:

2

2

 

 

 

 

 

 

 

р(р +28

/7+со )

 

 

 

 

 

 

 

ам

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

28

. (2.45)

 

 

 

 

 

+ 2 8

2

2

Р

р

2

2

2

2

P+C0

) (0

+28

р+со

р +28

р+(о

Используя выражение (2.43) и опуская несложные тригономет­ рические преобразования, получается уравнение движения X (г)

для первого выстрела:

X

(t) = A'e

-5

/'

 

1

i-i

 

 

 

 

sin(cp+\|/ —соr) + ---- f

X A/+r

 

 

nl

1

 

/

I

 

7=0

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

* 1

j

 

sin 2cp * 1

, (2-46)

 

 

 

X v A

В j+ v

^ A 7+1

 

 

 

 

^ам 7=0

 

 

0^1Лам 7=0

 

 

f . _ ^ t

 

 

 

I

 

 

A'

’>

где

 

 

A . = ± J A ,

+ A

’ у

—arctg —

 

 

 

 

V

'

'

'

A '

 

A' =

i-l

5 f

 

 

i- i

 

5 t

 

Z

A .+Je aM J sin((p+co^ .) — Z

B '+Je

3M 1 sin (—i-ay^.)

 

(О T|

j =0

'/+1

 

1

j=0

1

2

J

 

1 ам

 

 

 

 

 

8 /

 

/-1

 

8 /

 

А

=

 

 

ам j

cos(cp+co t

) - X В'

 

t ам j COS(— h o

t )

1

СОТ1

 

 

 

1 j

y+ l

2

1 j

7=0

 

 

 

7=0

 

 

1 ам

 

 

 

 

 

 

 

 

8

В' =

,

7, - время,

соответствующее концу /-го

q ^ arcsin -^

 

i

 

 

 

 

 

участка.

to

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол у, изменяется в пределах -0,5л < у

<0,5л • Знак Д' совпа­

дает со знаком

А*

Входящие в зависимость (2.46) коэффициен­

ты А'- и углы v|/, являются постоянными для соответствующего

участка и, следовательно, могут быть определены заранее для всех участков.

Как видно, количество необходимых вычислений при опреде­ лении коэффициентов А^ и а " значительно сокращается при

В. —0, то есть при отсутствии разрывов функции/(f). В целях

уменьшения вычислений данное замечание необходимо учитывать при аппроксимации импульсно-силовой характеристики. После определения постоянных коэффициентов и углов определение

X (t) не представляет каких-либо затруднений. «1

При начальных условиях

к уравнению (2.46) до­

бавляется слагаемое

- 8

t {

 

V +8

X

е

ам

X cosoo и-—— ам

0 since t

 

 

0

1

1

где t - текущее время.

Для определения перемещений пушки на втором, третьем и последующих выстрелах очереди поступают следующим образом.

Поскольку импульсно-силовая характеристика является одина­ ковой для любого выстрела очереди, то изображающее решение для п-го выстрела будет:

Х(р) =

F ( p )

\ + e- r T +e- w +...+e- f - » p T X a v )

 

М ( р 2 + 2 8 р + (о2 ) ^

пам

Используя выражение (2.47) и зависимости, полученные для первого выстрела, после ряда преобразований получается уравне­ ние движения оружия для любого л-го выстрела очереди в виде:

X (t) = X

(?) + Л е

5“'/sin(cp+\|/-(/j-l)(o7’- c o r ) ’ (248)

 

л-1

 

 

где 0 <t<T, А

-(« -1 )8

Т

= А е '

' ам

; A = ± J A ' 2 + A ' 2 ; ¥ = flrc ,g \ .

Коэффициенты д '

и д ' определяются при расчете х

(t)

m

m

/?| '

Поскольку для решения необходимо предварительно знать пе­ ремещения от п-1 выстрела, то данное уравнение удобно использо­ вать при последовательном определении перемещений оружия от каждого выстрела очереди. Проводя элементарные преобразования, основанные на суммировании тригонометрических рядов, уравне­ ние движения для и-го выстрела можно представить в другом виде:

 

X

(t) = X (?) + АВе

8aM,sin(tp+ \|? -р -со 7 >

(2-49)

 

 

 

"1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

-2п8

t

 

-(л +1)5

Т

 

 

 

-25

Т

 

 

 

ам

_2е

 

ам

cos(n -l)co^ r

ам

где 0 < t < T

 

В = ±

 

 

-5

Т

 

 

 

-25

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\~2е

^

cosco Т+е

ам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

о

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р = arctg — ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~(л-1)5

 

Т

 

-«5 Г

 

 

 

-5

Т

 

F =

г

ам sin (7j-l)co^ r-e

 

ам

sin(nco^7)+e

ам

sinco^7’

 

 

-5

Т

 

 

 

-25

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l-2e ам

 

cos (0 Т+е

 

ам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

—(/1—1)8

Т

-л 8

Т

 

 

 

-5

Т

-28 Т

Е=-

 

 

cos(n—1)соIТ —е

 

ам

cos(nco Т)+е

ам

cosco Т+е*1

 

 

 

-8

 

Т

 

 

-28

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\—2е

ам

cosco1Т+е

ш

 

 

 

Знак В совпадает со знаком Е. Угол р изменяется в пределах -0,57с<р<0,5тс.

Для определения перемещений оружия на участке любого вы­ стрела дополнительно вычисляются коэффициент В и угол р. Остальные же величины определяются при расчете перемещений при первом выстреле.

Полученные зависимости (2.46), (2.47) и (2.48) позволяют при малой затрате времени определить элементы движения оружия при произвольном виде импульсно-силовой характеристики. Простота и удобство вычислений дают возможность производить большое количество расчетов при оценке процесса амортизации оружия при стрельбе очередью.

Порядок применения полученных зависимостей показан на примере расчета перемещений скорострельной авиационной пушки при стрельбе очередью.

Пример 1.

Д а н о : Импульсно-силовая характеристика пушки представ­

лена на рис. 2.26. Масса пушки м =46 кг* жесткость пружины

п ’

амортизатора р

=1750 Н/мм* коэффициент затухания колебаний

‘ам

5ам = 12с-1; частота колебаний со1= 194,7с”1; время цикла автома-

тики 7’ = 17,5 Ю-3С.

Определить перемещение короба пушки, установленной на амортизаторе, при первом, четырнадцатом и пятнадцатом выстре­ лах очереди.

Р е ш е н и е .

а) Определение X (г) при первом выстреле,

п

 

 

 

изводится по зависимости (2.44).

 

 

 

Вначале находятся коэффициенты д

и д

по формулам (2.43)

 

/

/

 

и (2.44). Затем определяются коэффициенты А-

и углы ф, и ф (из

пояснений к формуле 2.44).

12

 

 

S

 

 

Определение перемещений пушки при первом выстреле про­

9= arcsin-fllL = arcsin — =0,0615.

ш

95

 

 

Результаты вычислений представлены в табл. 2.3. Также при­ ведены значения функций Дг) и времен, соответствующие концам участков.

Т а б л и ц а

2.3. Расчетная таблица

 

 

 

 

Л(Н)

/ , 10“3(с)

А,-10'

В,

а;

%

участков

 

 

 

 

 

 

1

125000

0,75

16666,7

-

48,92

0,062

2

64000

1,40

-26051,3

-

-29,65

0,451

3

50000

3,00

7572,1

1440

-7,58

0,704

4

21000

6,25

1166,3

-

-3,74

0,760

5

0

7,00

179,5

-

-3,26

0,670

6

-3500

8,00

466,7

-

-2,40

0,235

7

-1050

9,50

163,3

-

-2,36

0,013

8

-6100

11,80

-382,9

-

-2,29

0,560

9

-2900

14,00

-365,1

-

-2,83

0,124

10

2750

15,80

-145,5

565

-2,19

0,087

11

4750

16,80

0

200

-2,17

0,024

12

0

17,50

0

-415

-2,16

0,173

б) Определение перемещений короба пушки при четырнадца том выстреле.

Для определения перемещений используют зависимость (2.49),

при п= 14 будет:

 

 

 

 

X

(t) = X

(t) +ABe 8аЛ т ( ф + у - р - й Н ) ’ (2'49’ а)

 

П

П

1

 

1

 

14

 

 

 

где х (t) -

перемещение короба пушки при первом выстреле.

П1

 

 

 

 

 

Коэффициент В при п= 14 будет равен:

 

-2145 t

-(14+1)5

Т

-25 Т

В =-

 

-2 е

ам

cos(14-l)o) Т+е

ам

 

 

-8 Т

1

----- =-0,4236.

 

 

 

-28 Т

 

 

 

\-2е

ам cos со Т+е

 

По формулам из пояснений к выражению (2.49) определяется угол:

п

е

-155

7

-1457

-5

7

 

ам

sinl5(0}Т-е

sinl4coЛ'л-е

ам

sinco,Г

=

Р= arctg------------------------

 

 

 

1----------------------

!--------------------------

 

 

_ 15бамГ

 

-146 Т

-6

Г

-26

£

е

 

cosl5co,r-e

ам

cosl4co,7+e ам

cosco{Г-е

ам

 

 

 

 

 

 

 

= 0,1257.

С учетом значений коэффициентов и углов уравнение пере­ мещений короба при четырнадцатом выстреле будет иметь вид:

X

(t) = X (г)+0,917e-12fsin(0,109-194,7г),

п

п

14

1

где 0 <t<T

в) Определение перемещений оружия при пятнадцатом вы­ стреле.

Определение перемещений оружия при пятнадцатом выстреле

производится по зависимости (2.48); при п- 15 будет:

 

X

(t) = X

(t) + A -e

5aMW < P -Y -1 4 co T -w O , (2.48, о)

T-r

ТТ

13

1

I

1 4

1 5

где х (г) - перемещения короба пушки при четырнадцатом вы-

4 4

стреле.

Коэффициент д определяется по формуле (2.48) при п - 15:

А = - А е (" ')5амГ = _2>16е-(15-1И217.510 3 = _ д д 14.

1 5

После подстановки найденных значений коэффициентов и уг­ лов в выражение (2.48, а) получается уравнение для определения перемещений пушки при пятнадцатом выстреле:

X

(t) = X (f)+0,l 14e~12'sin(0,340-194,7r),

п 1 5

п ! 4

где 0 < t <Т

Полученная в результате расчета кривая перемещений короба

пушки х (t) приведена на рис. 2.27. Там же для сравнения пока-

п

зана опытная кривая перемещений (пунктирная линия). Согласование расчетных и опытных данных по характеру из­

менения и по максимальным величинам перемещений короба пуш­ ки подчеркивает правильность выбора основных допущений и вы­ вода расчетных зависимостей. Рассмотренный пример показывает

также на простоту и небольшой объем вычислений, необходимых для определения перемещений амортизированного оружия при стрельбе очередью. Как видно из рассмотренного примера, наибо­

лее трудоемким является определение

х (г) • Для остальных вы-

 

П 1

стрелов очереди определение х (г)

производится с использова-

ni

нием результатов расчета движения пушки при первом выстреле. Следует отметить, что при проведении расчетов значения переме­ щений оружия от первого выстрела могут быть получены любыми другими расчетными способами или экспериментальным путем.

Изложенная методика расчета применима при импульсно­ силовой характеристике, являющейся произвольной прерывной функцией времени с периодом повторения, равным времени цикла. Данный вид импульсно-силовой характеристики является харак­ терным для целого ряда современных скорострельных образцов авиационного оружия. В то же время для отдельных образцов оружия при невысоком темпе стрельбы представляется возможным выразить импульсно-силовую характеристику в виде отдельных мгновенных импульсов, распределенных по времени с периодом повторения, равным времени цикла. Кроме того, выражение им-

пульсно-силовой характеристики в виде импульсов может быть использовано в ряде случаев для проведения качественного анализа процесса амортизации при стрельбе очередью. В качестве иллю­ страции на рис. 2.28 приведена импульсно-силовая характеристика пушки АМ-23.

Рис. 2.28. Импульсно-силовая характеристика пушки АМ-23

Уравнение движения оружия под действием мгновенных им­ пульсов представляется в виде:

X + 2 5 X

+G)X

 

/

 

/

 

/

 

 

=

o(0+J

 

 

 

п

ам

п

п

м

1

м

 

 

 

 

/

 

 

п

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ - “ - о (t - t

)+- 4 J ( Г -

М

r - ( r - f ) н— ь

 

М 1

 

1

м

1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

) (2.50)

 

 

 

 

 

 

 

+ - “-0 T - ( t - t

 

 

 

 

 

 

 

м

1

т- 1

 

 

 

 

 

 

 

П

 

где а

(г) ~ единичная, импульсивная функция, изображение кото-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

рой равно а

(f)*

 

Р ш

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изображающее уравнение для первого выстрела при началь­

ных условиях j

= х

=V

= 0 запишется так:

 

 

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

Х(р)(р ^ + 25

р+1о2) =

 

 

 

 

 

 

 

ам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

- p i

1+ /

- p t

2 +• ••+ /

- p t

 

= ---- (/

p +I ре

ре

ре m_1)-

 

М

 

1

 

2

3

 

т

Отсюда

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а д = -------- £-------- (

/

- b /

r ' W

' V

. . -

/

(2-51)

, г +25

р+о>2

1

 

2

3

 

 

 

 

ам

Опуская дальнейшие преобразования, получают следующую зависимость для определения перемещений оружия при первом выстреле:

 

 

 

 

—5

 

 

 

 

 

 

 

 

X (t) =l xe

sin(\)/

+cor')’

(2-52)

 

 

 

 

П|

/

 

1

 

гДе t

<t'<t >I = 1,2,3..JW;

 

y

=arctg^-;

 

 

 

5

t

 

 

 

 

 

1 '= — ^—

Z /

• e

ам

/ '= — 1—

j

/

/

aM';Cosco t

aM'sin © f .

'

M CD

.

;'+1'

1 >

M (0

.

n

•/+l

17

 

n 1-/“0

 

 

п I ./=0

 

 

Знак / '

совпадает со знаком / '

Угол ц/, изменяется в пределах

-0,5 л <\|/ <0,5л- 1

Нахождение решения уравнения для «-го выстрела аналогично рассмотренному выше. Опуская подобные преобразования, уравне­ ние перемещений оружия для «-го выстрела очереди запишется в виде:

X (t) = X

(/) + /

<?

^ “^sinOi/ - (л - 1)соГ - со Г) ’

(2 53)

П /1

П /1-1

И

I I

 

г д е / =1е

-(«-1)5 т

Г~2

Т

Г

ам

; / =±д |/

+ / '

^ ¥ = a /r,£-J!L-

/7

 

V /И

гп

 

m

Определение перемещений от п-то выстрела без проведения

расчетов х (t)

Для предыдущих выстрелов производится по сле-

п

 

 

 

 

дующему уравнению:

 

 

 

X

(t) = X

(/) + IBe

^ s i n C v - p - o r ) -

^2 54)

пп

п1

1

 

Значения коэффициента В и угла р определяются выражениями из пояснений к формуле (2.49).

Для пояснения применения полученных зависимостей приве­ ден пример.

Пример 2.

Д а н о : Импульсно-силовая характеристика представлена на

рис. 2.28.

Масса пушки М п =43 кг; жесткость пружин аморти­

затора ц

- =1400Н/мм; коэффициент затухания колебаний

 

ам

5

= 15 с” 1; частота колебаний со =179,8 с- 1 ; время цикла автома-

ам

1

тики Г = 47,510_3с.

Определить перемещения короба пушки АМ-23, установлен­ ной на амортизаторе, при первом и пятнадцатом выстрелах очереди.

Р е ш е н и е . При расчете импульсно-силовая

характеристика

является неизменной для любого выстрела очереди.

 

а) Определение перемещений короба пушки х

(t) пРи первом

П 1

выстреле

Вначале, используя формулу (2.52), определяются коэффици­ енты / ' и ij . По полученным значениям этих коэффициентов

находятся коэффициенты I'- и углы .. Результаты вычислений приведены в табл. 2.4.

Таблица

2.4. Результаты расчетов

 

 

 

Л-110'3(с)

г

/ I'

г

V,

участков

i

i

1

0

0

0,1617

0,1617

0

2

17,5

0,0009

-0,0234

-0,0234

-0,04

3

48,5

0,0883

0,0062

0,0885

1,5

Используя результаты данной таблицы и зависимость (2.52), получают перемещение пушки при первом выстреле.

б) Определение перемещений пушки при пятнадцатом выстрече.

По зависимости (2.54) при /г= 15 будет:

X

(0 = Х

(t)+IBe ^ s i n t y - p - c o D

(2-54-°)

п

п

1

 

 

15

1

 

Определяются коэффициент В и угол р при /1=15.

-2158 /

-(15+1)8 Т

 

 

-28

Т

Я = -

 

-2е

ам

cos(15-l)co74e

ам

= -0,359’

 

-8

Т

-28

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l- 2e ам

cosco1Т+е

ам

 

 

 

 

 

 

—158_7"

 

-8

Т

„-'65амГ sin l6co,r-e

ам sinl5co,r

ам

sinoo,7'

Р = arctg

 

 

 

 

 

Т

 

 

_ 168амГ

 

-155.

Г

-8

 

-28 £

е

cos 16сО|Г-е

ам

coslSco^+eLiji тс

ам

tuaoijcosco,Тi —е

 

 

 

 

 

 

 

 

= -0,601.

После подстановки полученных значений коэффициентов и уг­

лов в уравнение (2.54, а) будет:

 

 

 

 

 

X

(t)=X (X)-0,318e-15'sin(0,899-179,8f),

п15

 

nl

 

 

 

 

 

 

где 0 <t<T

Полученные в результате расчета кривые перемещений короба пущки приведены на рис. 2.29.

Таким образом, рассмотренная методика решения дифферен­ циальных уравнений, описывающих вынужденные линейные ко­ лебания, позволяет при любом виде периодической импульсно-си­ ловой характеристики достаточно просто производить определение элементов движения оружия при стрельбе очередью. Практически линейные колебания имеют место при пружинном амортизаторе с П0 =0> ПРИ закреплении оружия на самолетную установку без

амортизаторов.

При введении в амортизатор предварительного поджатия n Q

силы трения р колебания оружия становятся нелинейными; истр

пользование в этом случае полученных зависимостей не пред­ ставляется возможным. В основном решение дифференциального

уравнения вынужденных колебаний оружия при наличии п

и F

О

тр

производится численным интегрированием.

Предлагается рассмотреть способ решения, позволяющий упро­ стить объем вычислений при определении элементов движения оружия, имеющего амортизатор с предварительным поджатием.

2.3.3. Решение уравнения движения короба при n Q^ 0

Уравнение движения оружия при наличии n Q можно предста­

вить в виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

X

+25

М

X

+Т|

X

= Ф (0 ’

(2-55)

п

 

п

ам

п

п

ам

п

 

 

где ф(/) = /(г ) - П

sgnX

п

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

Используя теорему наложения, запишется:

 

М

X

+28

М

X

X

= /(г)>

(2-56)

п

 

п

ам

п

п

ам

п

 

 

М X

 

+28

М

X

+r\

X

= -П sgnX

(2.57)

п п

а м п п а м п

0

п

Тогда решение уравнения будет складываться из решений

уравнения (2.56) и уравнения (2.57):

 

 

X

(t) = X il\ t ) + X {2\ t ) -

(2.58)

п

п

п

Методика решения уравнения (2.56) была изложена выше. Ищет­

ся решение x ^ ( f )

 

уравнения (2.57). Функцию

ф (г)=-П

sgnX

можно представить так:

 

 

 

 

 

 

 

sgnX

п

= -П

( с (/)-2а

( t - t

)+2а ( t - t ) —

V

(2 -5^)

где (з (I)

о

 

 

(Л О

0 1

0

2

)

 

-

единичная

функция,

изображение

которой

равно

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о ( 0 ^ —

1-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

соответствуют моменту изменения знака п •

Времена t

t

t

 

 

 

Г 2

3

 

 

 

 

 

 

 

0

Изображающее решение уравнения (2.57) запишется в виде:

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

Х( р) = ------------

о

(1-2 Г " 1 + 2 . ' " 2 - Г

 

<2ВД

 

М ( р

2

 

р+со )

2

 

 

 

 

 

+25

 

 

 

 

 

пам

Окончательно искомое решение представляется следующим образом:

х

. П

П

щ

—8

t

/л £ i \

(т) = (-1У—0-+—О—

Ае

ш cos(<p-\|/ - ШО’

U U

П

Г)

Т|

(0

'

1 1

 

 

ам

ам

1

 

 

 

где t - текущее время, i = 1,2,3... - номер рассматриваемого участ-

ка’ Л

= ± J A '

+ A*

\j/ =arctg— ’

А' =2 £ ( - 1 )^ +1е

ам 7sincof.

'

v '

1

/

i

1J

 

 

 

 

j

 

 

f-i

. 8

t

 

 

A'= l +2 Z ( - \ ) Je ™ +oscot.

 

 

i

 

 

1J

 

 

У=1

Знак А ' совпадает со знаком д ', угол \у. изменяется в пре­

делах -0,5л< \|/ <0,5л- 1

Итак, решение уравнения (2.55) производится следующим об­ разом: для заданного числа выстрелов определяются перемещения пушки при По = 0 и заданной импульсно-силовой характеристике.

После этого определяются перемещения оружия x ^ \ t ) по Уча"

п

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]