книги / Проектирование лафетов и противооткатных устройств артиллерийских орудий

Максимальная скорость наката будет ш0 = I——z,, а время

		у м 0
zf dz	■,	Л 2 —7.
наката t = I—7-г		‘ 1-1 , где zh со, - координаты некото­
0co(z)		/=1 со, + СО,..,

рых положении ствола при накате и скорости наката в данных положениях ствола, определяемые выше.

Вопросы для самоподготовки

1.Характерные давления ПГ в канале ствола и их анали­ тическая зависимость от среднего баллистического давления.

2.Что такое первый и второй периоды выстрела?

3.Импульс силы давления ПГ на дно канала ствола на первом и втором периодах выстрела.

4.Скорость и путь свободного отката ствола к концу первого периода выстрела.

5.Скорость и путь свободного отката ствола к концу второго периода выстрела.

6.Энергия свободного отката ствола.

7.Схема и основные характеристики гидропневматиче­ ского накатника.

8.Необходимое начальное (минимальное) усилие на­

катника.

9.Приведенная высота столба и степень сжатия воздуха

вгидропневматическом накатнике.

10.Суммарная сила сопротивления откату (СССО).

11.Желательный закон изменения СССО (схема).

12.Желательный закон изменения СССО (формульная

запись).

13.Формулы для определения скорости торможенного отката в угловых точках желательного закона изменеия СССО.

14.Равнодействующая сила наката; трехпериодный (классический) закон её изменения.

ГЛАВА 2 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И КОСТРУКТИВНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ ЛАФЕТА

2.1.Основные агрегаты лафета

2.1.1.Краткие сведения об агрегатах лафета

Лафет - это вторая основная часть артиллерийского ору­ дия, состоящая из большого числа самостоятельных агрегатов: люльки, верхнего и нижнего станка, станин с сошниковыми уз­ лами, колесного хода с механизмом выравнивания колес, меха­ низма подрессоривания, уравновешивающего, подъемного и по­ воротного механизмов и т.д.

В данной главе рассматриваются три основных агрегата АО (люлька, верхний и нижний станки), их схемы и конструктив­ ные особенности, без вопросов проектирования, а также функ­ циональные характеристики лафета как боевого станка АО и как повозки АО при его буксировке.

2.1.2. Люлька

Люлька служит для подвижного соединения ствольной группы (ствола) с основанием лафета и размещения противоот­ катных устройств. Она обеспечивает придание ствольной группе

линдр); 2	- цапфа; 3 -	направляющие полозки; 4 - цапфенная
обойма; 5	-направляющая обойма; б - бугель; 7 - штыревой паз;
	8 -	бронзовые накладки

орудия и позволяет путем использования различных схем пере­ численных агрегатов и различных схем их крепления образовать принципиально различные лафеты: двухстанинный (с раздвиж­ ными станинами), трехстанинный (с двумя сворачивающимися станинами) и одностанинный (двухбрусный). Схемы лафетов по данному признаку представлены на рис. 2.3, а, б, в.

Рис. 2.3. Типовые схемы лафетов

Двухстанинные лафеты имеют четыре точки опоры на грунт, поэтому они снабжаются специальными механизмами выравнивания колес, которые бывают двух типов: балансирные и редукторные (дифференциальные). Одностанинные лафеты снабжаются поворотными механизмами каткового типа.

2.1.5. Станины и сошники

Станины и сошники служат для передачи на грунт сил и моментов, действующих на лафет во время выстрела, при от­ кате и накате ствола.

Станины различаются по способу соединения с нижним станком (стационарные и шарнирные), по форме поперечного сечения (трубчатые и коробчатые), по типу и форме сошниково­ го узла. Трубчатые станины бывают литые, сварные, клепаные или цельнотянутые, а коробчатые - сварные или клепаные, их сечение выполняется равнопрочным по длине.

Сошниковый узел является одним из основных силовых элементов лафета. Он состоит из собственно сошника и платы. Сошники бывают трех типов: стационарные, съемно-откидные и забивные, а платы - двух типов: стационарные и съемно­ откидные. Стационарные сошники используются преимущест­ венно в зимнее время и условно именуются «зимними». Съем­ но-откидные сошники применяются только в летнее время и ус­ ловно называются «летними». Сошник и плата, как правило, из­ готовляются как одно целое. Иногда плата выполняется как отдельный узел. В этом случае она имеет форму круглой тарели. Используют её обычно вместе с забивным сошником.

а	б	в	г
Рис. 2.4.	Типовые схемы	сошниковых узлов: а -	стационарный;

6 - съемный; в - стационарный с дополнительным забивным сошником; г - забивной с самостоятельной платой

Сочетая различные типы плат и сошников, можно получить достаточно большое количество вариантов сошниковых узлов. Некоторые из них представлены на рис. 2.4, а, б, в, г.

2.2. Лафет как боевой станок артиллерийского орудия при выстреле

2.2.1. Схема действия сил и моментов на лафет при выстреле

Лафет артиллерийского орудия при выстреле воспринимает комплекс сил и моментов, действующих со стороны ствольной группы, противооткатных устройств и грунта. В частности, на периоде отката ствола лафет воспринимает суммарную силу со­ противления откату, её момент, момент от эксцентриситета си­ лы давления пороховых газов на дно канала ствола и силы веса, а на периоде наката - равнодействующую силу наката, её мо­

мент и момент силы веса и передает их на грунт через опорные элементы орудия.

Схема действия сил на лафет в вертикальной продольной плоскости симметрии при выстреле представлена на рис. 2.5,

где R, G6, М; - суммарная сила сопротивления откату, вес АО

в боевом положении и момент от эксцентриситета силы давле­ ния пороховых газов на дно канала ствола; Sy, SK, Sx - реакция грунта под платой, колесом и сошником; # ь ат, Д#ь - высота линии цапф (линии огня), высота центра масс АО и заглубление центра давления сошника; LT, LR - расстояние от линии центра масс АО до линии опоры колес и линии цапф; /к, ак- координа­ ты задней нижней точки казенника; <р - угол возвышения ствола.

Н

Рис. 2.5. Схема действия сил и моментов на АО при выстреле

Момент от эксцентриситета силы давления пороховых га­ зов на дно канала ствола может быть приближенно определен из выражения

где Ркн, е - максимальное значение силы давления пороховых газов на дно канала ствола и ее эксцентриситет относительно центра масс откатных частей АО.

Лафет как боевой станок АО должен удовлетворять ряду требований. К ним в первую очередь необходимо отнести:

-статическую и динамическую устойчивость АО при вы­ стреле;

-малые габариты и вес;

-удобство и безопасность обслуживания.

Большинство из перечисленных требований удовлетворя­ ются правильным выбором основных конструктивных характе­ ристик лафета. К числу конструктивных характеристик лафета

относятся: балансировочная длина станин ; опорная база орудия DK; расстояние от линии центра масс орудия до линии опоры колес LT; высота линии цапф (линии огня) Н\\ высота центра масс орудия ат\ расстояние от линии центра масс до ли­ нии цапф Lr\ расстояние от линии цапф до заднего среза казен­ ника /к. Высота линии цапф выбирается минимально возможной из конструктивных соображений для каждого конкретного типа АО. Здесь накоплен обширный статистический материал, кото­ рый можно использовать в проектировочных расчетах. Значения высоты линии цапф для штатных калибров представлены в при­ ложении 2. Остальные характеристики могут быть определены из следующих проектировочных зависимостей:

я б° = ( я ,+ д я ,+		A, - D .	д м 6 ,
			ЯМ '- N * ’
N,хб		:н \
и = Dl			м,б J
дМъ-АГхб
/	я , - а	к CQS(pm
К~	sin фт

где Rm, N%6 - максимальное значение суммарной силы сопротив­ ления откату и сила хоботового давления; /к, ак - координаты задней нижней точки казенника; ел - эксцентриситет суммарной силы сопротивления откату относительно линии цапф; (pm, 7. -

максимальный угол возвышения ствола и длина отката. В про­ ектировочных расчетах можно принять

0,5d<aK<\,5d,

- d < e R<d,

где d - калибр АО, при этом величина ак определяется в зависи­ мости от наличия и величины скоса казенника, а величина - в зависимости от расположения ПОУ: для верхнего ед и d; для двустороннего е« « 0; для нижнего eR ~ —d. Сила хоботового дав­ ления Nxб задается в исходных данных для конкретного типа ар­ тиллерийского орудия:

d, мм	Nx6,H
76-100	1000
100-122	1500
130	3000
>152	4000

2.2.3. Статическая и динамическая устойчивость артиллерийского орудия при выстреле

Устойчивость артиллерийского орудия при выстреле —это неподвижность или ограниченная подвижность его центра масс в горизонтальном и вертикальном направлении, отсутствие уг­ ловых перемещений в вертикальной продольной плоскости симметрии или ограниченная их величина. Статическая устой­ чивость - это неподвижность АО при статическом воздействии максимальных по величине действующих сил, а динамическая устойчивость - это ограниченная подвижность АО под воздей­ ствием реально изменяющихся во времени действующих сил с учетом инерционных характеристик и упругих свойств эле­ ментов орудия и грунта. Общее условие устойчивости АО мож­ но записать в виде

5х<е°, 8у < е°, 5ср<е°,

где Ьх, Ьу, 5ср - абсолютные значения линейных и угловых пере­

мещений АО при выстреле; е°, е°, е° - ограничения для их

значений.

Общие условия устойчивости АО при выстреле выполня­ ются, если обоснованно выбраны характеристики лафета и мак­ симальные значения действующих сил. Условия для выбора ха­ рактеристик лафета и максимальных значений действующих сил с точки зрения статистической устойчивости АО можно запи­ сать в виде

где Rm, Р]9 FCUi - максимальная величина суммарной силы со­ противления откату, конечное значение равнодействующей си­ лы наката и рабочая площадь одного сошника; Z)g, LT, Я, - основные характеристики лафета; АЯ1э [а*] - заглубление центра давления сошника и допустимое давление в грунте под сошником.

В проектировочных расчетах можно принять

м.

2.3.Лафет АО как повозка при буксировке

2.3.1.Требования к лафету как повозке АО

Требования, предъявляемые к лафету как повозке АО при буксировании, можно разделить на две группы:

а) требования по габаритно-массовым характеристикам; б) требования по функциональным характеристикам.

Ко второй группе, кроме требований по плавности и бес­ шумности хода, рассматриваемых далее при проектировании механизмов подрессоривания, относятся требования:

-по необходимому клиренсу;

-проходимости;

-гибкости хода;

-нагрузке на одно колесо;

-статической и динамической устойчивости при бук­ сировке.

2.3.2.Характеристики функциональных качеств лафета

		как повозки АО
(ft)			Клиренс лафета - это визуаль­
		>0<	ный просвет между грунтом и ниж­
о			ними деталями лафета в походном
	Ьл.КV	$	положении. Различают клиренс по
$			лобовой коробке и клиренс по сош­
Т7 7	? п ) J >7"П77	7*
			нику (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Схема определения			Рекомендуемые величины кли­
клиренса: (Ал к - клиренс по			ренса:
лобовой коробке, йсшкли­			0,325< Ал.к< 0,375 м,
	ренс по сошнику)		0,315< /гсш< 0,325 м.
	Проходимость -	это способность лафета преодолевать не­

ровности дороги, гребни (поперечный - R\ и продольный Ri) и рвы (J?3). Схемы, характеризующие проходимость лафета, представлены на рис. 2.7.

Рекомендуемые величины характеристик проходимости лафета:

2 < R\ < 3,5 м, 5 < R2< 10 м, 7,5 < i?3< 15 м.

Гибкость ходов - это способность сцепки артиллерийского орудия с транспортным средством преодолевать трудные участ­ ки дороги - «винт», ложбину, крутой поворот. Схемы, характе­ ризующие гибкость ходов, представлены на рис. 2.8.

Рекомендуемые значения характеристик гибкости	ходов
и значения некоторых конструктивных характеристик	лафета