Установка для исследования работы ведущего пояска снаряда

Авторы патента:

Предлагаемая установка относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования работоспособности ведущего пояска снаряда (далее ВП). Задачей (техническим результатом) предлагаемой установки является расширение функциональных возможностей при исследовании работы ведущего пояска снаряда в канале ствола. Поставленная задача достигается тем, что известная установка для исследования работы ведущего пояска, которая содержит корпус установки, нарезной ствол, систему измерений и регистрации, снабжена прессом, и корпус установки выполнен с вертикальными пазами, в которых располагаются кулачки ползуна, который жестко соединен с цангой.

Предлагаемая установка относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования работоспособности ведущего пояска снаряда (далее ВП).

Известна установка для исследования работы ведущего пояска снаряда, предназначенная для вычисления давления ведущего пояска на стенки канала ствола (Hegge E.N. Band pressures, Shell Pushing studies/ Report N 730/423-1. Watertown Arsenal Laboratory, Watertown, Massachusetts, 1946.), содержащая образец для продавливания, корпус, полый ствол, ползун, пружину.

Однако в указанной установке отсутствует возможность фиксации снаряда, после формирования боевых выпусков, что в свою очередь исключает возможность испытания их ВП на прочность. Так же исключается возможность ведения записи осевого усилия формирования боевых выпусков от времени или от перемещения снаряда в заводном конусе и регистрации усилия нагружения боевых выступов ВП при помощи современных приборов.

Кроме того, известна установка для исследования работы ведущего пояска снаряда (RU 2387948 Установка для испытаний гранат C1, МПК F42B 35/00, G01M 7/00, 27.04.2010), являющаяся прототипом предлагаемой, полезной модели, которая содержит силовую установку (газогенератора образованный патронником с установленным в нем патроном, поджатым затвором с пусковым механизмом патрона, промежуточную камеру между стволом и патронником, газодинамически соединенную с ними, размещенный между промежуточной камерой и патронником, узел форсирования для заряда патрона), гладкий или нарезной ствол и систему измерения и регистрации. Узел форсирования для заряда патрона образован плоской разрушаемой мембраной, поджатой по периметру к патрону. Промежуточная камера образована имитатором гильзы выстрела испытываемой гранаты. Ствол установлен с обеспечением поджатая ведущего пояска гранаты.

Однако, в указанной установке отсутствует возможность исключения вращательного движения снаряда, после формирования боевых выступов на ведущем пояске, что позволяет определить допустимую величину деформации материала ВП при сдвиге, т.е. прочность боевого выступа, отсутствует возможность определения влияния конструкции ведущего пояска на усилие формирования боевых выступов, оценка прочности ВП, определение усилия продавливания и затрачиваемой работы на формирование рабочего профиля ВП, что, в свою очередь, ограничивает функциональные возможности всей установки.

Задачей (техническим результатом) предлагаемой установки является расширение функциональных возможностей при исследовании работы ведущего пояска снаряда в канале ствола.

Поставленная задача достигается тем, что известная установка для исследования работы ведущего пояска, которая содержит корпус установки, нарезной ствол, систему измерений и регистрации, снабжена прессом, и корпус установки выполнен с вертикальными пазами, в которых располагаются кулачки ползуна, который жестко соединен с цангой.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка. На фиг. 2 представлены энергетические характеристики при продавливании корпуса снаряда. На фиг. 3 изображена схема нагружения боевого выступа ведущего пояска.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит гидравлический пресс (1), который фиксирует, а после оказывает давление на образец корпуса снаряда (2) установленный в отрезок ствола (3) и закрепленный в цанге (4), сцепленной с ползуном (5), который размещен в корпусе установки (6) с возможностью перемещения его в осевом направлении. Ползун имеет два диаметрально расположенных выступа, входящих в пазы (7) корпуса основания (6). В крайнем верхнем положении ползун удерживается пружиной (9), расположенной внутри корпуса основания (6), опирающейся на заглушку корпуса (8).

Установка работает следующим образом. Корпус установки размещается на нижнюю платформу пресса. В отрезок ствола, помещается образец корпуса снаряда, после чего он сверху фиксируется второй платформой пресса. После этого на снаряд оказывается давление. За счет оказываемого давления, снаряд начнет движение (первый этап исследования ВП). После формирования наступает свободное движения снаряда по нарезам внутри канала ствола (второй этап). После завершения второго этапа корпус снаряда фиксируется цангой-ползуном, что исключает вращательное движение снаряда, обеспечивая только поступательное движение вдоль оси канал ствола.

Методика исследования энергетических характеристик на натурных образцах корпусов снаряда способом продавливания через ствол предполагает регистрацию зависимости Q=f(l) (фиг. 2) при формировании боевых выступов и их разрушении при нагружении крутящим моментом. Выделяется три этапа (фиг. 2):

I - формирование боевых выступов;

II - свободное движение корпуса по нарезам;

III - перемещение корпуса в канале ствола без вращения (блокировка) относительно его оси (нагружение боевых выступов ведущего пояска давлением боевой грани нарезов канала ствола).

На первом этапе корпус снаряда перемещается в стволе на величину, необходимую для формирования боевых выступов. Свободный поворот корпуса по нарезам обеспечивается зазором (56 мм) в кулачковом соединении «корпус-цанга-ползун». При полной выборке зазора поворот корпуса снаряда блокируется цангой, и боевые выступы нагружаются тангенциальным усилием, имитирующим давление боевой грани нареза. Это позволяет определить диапазон прочности ведущего пояска. Установка позволяет вести запись осевого усилия и перемещения снаряда с помощью современных средств измерения.

Кривая Q=(l) (фиг. 2) позволяет оценить реакцию ствола:

где - угол заходного конуса; f - коэффициент трения в паре "ствол-поясок"; Q₁ - максимальное усилие формирования боевых выступов на ведущем пояске.

Давление под полем нареза вычисляется следующим образом:

где, n - число нарезов; b - ширина пояска; l₁ - ширина поля нареза.

По результатам сравнения различных вариантов ведущего пояска по максимальному усилию продавливания Q₁, оценивается удельное контактное давление.

Площадь под кривой Q₁=f(l) определяет работу А₁ всех сил сопротивления при вхождении пояска в нарезы канала ствола и является интегральной характеристикой энергозатрат при формировании боевых выступов ведущего пояска.

На втором этапе происходит свободное перемещение корпуса снаряда по нарезам канала ствола.

На третьем этапе эксперимента проходит блокирование вращательного движения снаряда по винтовым нарезам канала ствола за счет жесткого соединения корпуса установки со снарядом (корпус снаряда-цанга-ползун-корпус установки). Боевые выступы ведущего пояска, сформированные на первом этапе, нагружаются окружным усилием, имитирующим давление боевой грани нареза за счет поступательного движения корпуса снаряда (фиг. 3). На этом этапе определяется функция Q_2i =f(1_i) - усилие сдвига материала ведущего пояска. Усилие Q_2i возрастает до некоторого предельного Q₂ и стабилизировалось, что свидетельствует о процессе пластической деформации материала боевых выступов или провороте пояска на корпусе снаряда.

После разрушения боевых выступов Q₂ резко снижается. По предельному усилию Q₂ определяется прочность боевых выступов на сдвиг, а площадь под кривой Q_2i=f(1_i) - работу разрушения материала боевого выступа А₂.

Таким образом, исключение вращательного движения снаряда, после формирования боевых выступов на ведущем пояске, запись осевого усилия и определение затрачиваемой работы при перемещении снаряда, в зависимости от материала и конструкции ведущего пояска, исследование распределения реакции по полям и доньям нарезов, расчет удельного давления при сдвиге материала боевых выступов ведущего пояска. Оценка реакции ствола в зависимости от коэффициента деформации материала ведущего пояска: Путем продавливания образцов с изменяемым наружным диаметром ведущего пояска, в пределах d_ксd_вп[d+2(+)], где d_кс - канала ствола, d_вп - диаметр ведущего пояска, - высота нареза, - величина форсирования; исследование распределения реакции по полям и доньяМ нарезов. Путем последовательного продавливания образцов снарядов через гладкую трубу диаметром d_2T =d+ и получения величины . Отношения , где l₁ и l₂ ширина поля и нареза соответственно, что характеризует отношение реакции под полем нареза q и по дну нареза q1. Определение предельного усилия, которое позволяет рассчитать удельное давление сдвига материала боевых выступов ведущего пояска.

Техническим результатом предлагаемой установки является расширение функциональных возможностей при исследовании работы ведущего пояска снаряда в канале ствола.

Установка для исследования работы ведущего пояска, содержащая корпус установки, нарезной ствол, систему измерений и регистрации, отличающаяся тем, что она снабжена прессом, и корпус установки выполнен с вертикальными пазами, в которых располагаются кулачки ползуна, который жестко соединен с цангой.