Dispozitive de recul - dispozitive concepute pentru a atenua sarcinile de șoc asupra caruciorului pistolului în timpul reculului , transformând energia mecanică în energie termică și servesc la absorbția șocurilor și șocurilor.
Gazele care curg din țeava pistolului acționează conform celei de-a treia legi a lui Newton asupra țevii în sine cu o forță egală și direcționată opus. Este implementat principiul propulsiei cu reacție , care sporește recul pur mecanic de la plecarea proiectilului. Un calcul precis al energiei totale de recul este o procedură complexă , dar în știința artileriei există o regulă generală conform căreia 3% din energia botului proiectilului trece în energia de recul mecanic. De exemplu, pentru un tun A-19 de 122 mm, energia mecanică totală de recul este 0,03 × 8 MJ = 240 kJ . Aceasta corespunde energiei potențiale a unei sarcini de 1 tonă , ridicată la 24 m deasupra nivelului solului, luată ca punct de referință de energie zero. În condiții normale, acest lucru ar fi suficient pentru a zdrobi sau a sparge căruciorul pistolului . Cu toate acestea, dispozitivele de recul ale acestui pistol (nu are frână de bocan) atenuează cu succes această energie de recul și o folosesc pentru a aduce partea de recul a pistolului în poziția inițială înainte de următoarea lovitură.
Distribuția totală a energiei în timpul unei împușcături variază în funcție de tipul de pistol, încărcătura propulsorului și proiectilul, dar în general imaginea arată cam așa:
Să luăm în considerare două stări ale sistemului - în momentul „0” al arderii complete a încărcăturii de propulsie, dar când proiectilul este încă nemișcat și în momentul „1” al proiectilului care părăsește pistolul. Făcând acest lucru, introducem două ipoteze. Prima va fi arderea completă a încărcăturii de propulsor înainte ca proiectilul să înceapă să se miște. De fapt, arderea are loc atunci când proiectilul a început deja să se miște. Cu toate acestea, calculul exact în acest caz este foarte dificil, deoarece este o problemă autonomă. Ipoteza descrisă mai sus este considerată a fi destul de potrivită pentru rezolvarea problemelor practice. A doua ipoteză va fi absența pierderilor de căldură care încalcă legile pur mecanice de conservare a energiei și impulsului. În practică, aceasta înseamnă că energia de recul și eficiența pistolului sunt estimate de sus.
În momentul „0” proiectilul cu masa m sn , părțile de recul ale pistolului cu masa M și gazele pulbere cu masa m pg nu au viteze mecanice în cadrul de referință inerțial asociat Pământului. Deci tot impulsul este zero.
În momentul „1” proiectilul a câștigat viteza v , părțile de recul (în absența dispozitivelor de recul) au primit viteza V . În consecință, proiecția impulsului proiectilului p SN pe axa direcționată de-a lungul găurii pistolului este egală cu m SN v , iar proiecția impulsului părților de recul P = - MV . Conform modelului adoptat în artilerie pentru distribuția vitezei de mișcare ordonată a gazelor pulbere de-a lungul țevii pistolului, această viteză este egală cu zero la șurub și crește liniar la v la bot. Calculul impulsului total al gazelor pulbere prin integrare de -a lungul alezajului pistolului dă valoarea p pg = 0,5m pg v . Aplicând legea conservării impulsului, obținem
m sn v + 0,5m pg v = MV
Din această ecuație , puteți calcula viteza pieselor de recul și valoarea energiei cinetice de recul E = 0,5MV² de la plecarea proiectilului, care este necesară în timpul proiectării dispozitivelor de recul ale pistolului și pentru posibila echipare. a țevii cu frână de gură . Aceste dispozitive sunt necesare pentru a atenua sarcinile de șoc asupra căruciorului în timpul reculului. În mod similar, calculând energia cinetică utilă a proiectilului e \ u003d 0,5m sn v² , puteți obține eficiența pistolului împărțind e la m pg Q (deoarece masa gazelor pulbere este egală cu masa încărcăturii propulsoare). ).
Tunurile de artilerie au folosit din istorie reculul caruciorului pentru a absorbi recul [1] . În cazul în care recul era limitat doar de frecare, recul trăsurii era destul de mare (câțiva metri), ceea ce necesita cazemate lungi și valgangi largi de la artileria cetății . Pe nave și în alte situații în care rollback-ul ar fi trebuit limitat, s-a folosit o frânghie groasă de cânepă - pantaloni [2] , care au rămas ceva timp chiar și după apariția frânelor de recul ca dispozitiv de siguranță în cazul defectării frânei, dar complet. a dispărut deja în secolul al XIX-lea. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea au apărut pentru scurt timp pene de recul [3] , înlocuite rapid de frâne hidraulice, pneumatice, cu arc și tampon . Artileria de cetate folosea și cadre pivotante înclinate [4] .
Pantaloni
Pene glisante
cadru balansoar
Frână hidraulică externă de rulare
Vedere în secțiune a unei frâne de rulare similare
La sfârșitul secolului al XIX-lea s-a răspândit un sistem care folosea dispozitive externe de recul. O frână de recul extern a fost atașată la platforma pe care era amplasată pistolul și a fost conectată la un ochi din partea de jos a căruciorului. Fără el, pistolul nu avea mecanism de limitare a reculului, iar când a fost tras, pistolul s-a rostogolit înapoi pe penele de recul din spatele roților și apoi a revenit în poziția inițială. Primul dezavantaj al unui astfel de sistem a fost că a fost nevoie de timp considerabil pentru a pregăti o platformă de tragere din beton sau lemn înainte ca pistolul să intre în poziție de luptă. Deoarece nu avea moletă, pistolul a trebuit să fie mutat în poziția inițială și țintit din nou după fiecare împușcătură, ceea ce a necesitat mult efort, a durat mult timp și a limitat ritmul de tragere.
Pe rollback. Butoiul, sub acțiunea gazelor pulbere, se rostogolește înapoi la tragere, împreună cu cilindrul de frână cu recul cu ax și cilindrul moletat fixat în clema de clapă. Tija de frână cu recul și tija moletă, fixate în capacul suportului, rămân nemișcate. Lichidul din cilindrul de frână dintre piston și cutia de presa trece prin șase găuri înclinate în capul tijei. După trecerea prin aceste găuri, cea mai mare parte a fluidului va trece prin golul inelar dintre inelul de control și ax până în spatele cilindrului de frână de rulare, unde se formează un spațiu rarefiat. O parte mai mică a lichidului va trece între ax și suprafața interioară a tijei prin opt găuri înclinate, apoi va intra în cavitatea moderatorului, va apăsa supapa și va umple cavitatea moderator a tijei. Energia de mișcare a pieselor de rulare este absorbită datorită rezistenței hidraulice a fluidului pulverizat prin spațiul de schimbare dintre inelul de comandă și axul frânei de recul. Pe măsură ce lungimea derulării înapoi crește, spațiul inelar dintre ax și inelul de control scade, dispărând spre sfârșitul derulării înapoi. Ca urmare, are loc o decelerare lină a derulării înapoi. Concomitent cu acțiunea frânei de recul, are loc și acțiunea moletului, care constă în următoarele: lichidul din cilindrul de lucru al moletului dintre conul cutiei de presa și piston este deplasat prin orificiul suportului în cilindrul din mijloc, și din cilindrul mijlociu prin orificiul cu țeava în cilindrul exterior și chiar mai mult comprimă aerul sub presiune în el, acumulând astfel energia necesară pentru rularea părților de rulare ale pistolului.
La rulare. Aerul comprimat din cilindrul exterior al moletului, căutând să se extindă, presează lichidul, care transferă presiunea pistonului tijei și dispozitivului de etanșare din carcasa presei. Dar, deoarece pistonul cu tija este nemișcat, atunci sub presiunea lichidului pe dispozitivul de etanșare, cilindrii moletați, împreună cu cilindrul și cilindrul de frână de rulare, vor reveni la poziția inițială. Lichidul din cilindrul de recul din spatele pistonului va merge în partea din față a cilindrului prin spațiul inelar existent între ax și inelul de reglare.
Supapa moderator, sub acțiunea arcului supapei, închide cavitatea moderatorului, iar o parte din lichidul care a intrat în spațiul moderator este stropită doar prin golurile formate de
caneluri de adâncime variabilă între suprafața interioară a tulpinii și suprafața exterioară a cămășii moderatorului. Rezistența lichidelor la stropire prin diferitele decalaje dintre tijă și mantaua moderatorului asigură frânarea depășită. Netezimea cilindrului se realizează prin faptul că la capătul cilindrului canelurile de adâncime variabilă converg spre nimic. La tragerea intensivă, lichidul din frâna de recul se încălzește și volumul acestuia crește, ceea ce poate determina rostogolirea țevii. Pentru a evita acest lucru, frâna de recul are un compensator, în care fluidul în exces curge din spațiul moderator printr-un orificiu deschis în corpul supapei și tuburile de legătură, apăsând pistonul compensator sub presiunea arcului. Odată cu scăderea ratei de foc și răcirea lichidului din cilindrul de frână cu recul, volumul cilindrului de frână va fi completat cu lichid din compensator. Pistonul compensator, aflat sub presiunea constantă a arcurilor comprimate, va forța excesul de lichid înapoi în spațiul moderator, iar de acolo în cilindrul de frână cu recul.
Moletele cu arc au fost adesea folosite pe pistoalele din Primul Război Mondial, dar s-au dovedit nesigure și au fost în cele din urmă înlocuite cu molețe pneumatice.
De exemplu, tunul Mark 12 5" / 38 (un tun naval american de 127 mm din perioada celui de-al Doilea Război Mondial) este echipat cu o frână hidraulică de recul . Este format din două pistoane într-un cilindru hidraulic care absorb energia principală de recul. de asemenea, amortizați suflarea mecanismelor moletate pneumatice când cilindrul revine în poziția de pornire.
Moletul pneumatic este o cameră umplută cu aer de înaltă presiune. Pistonul este situat în spate. Când este rulat înapoi, pistonul comprimă aerul din moletă și apoi readuce cilindrul în poziția inițială. În poziția inițială, presiunea în camera moletului este de 10 MPa. În timpul derulării înapoi, presiunea din moletă crește la 15 MPa.
Frână de retragere - un set de dispozitive de recul concepute pentru a încetini și a limita deplasarea pistolului (țeava de-a lungul suportului) după o lovitură. Combinată structural cu frâna de depășire (frână de rulare și de depășire), care încetinește piesele de recul atunci când pistolul (țeava) se răsturnează. Frânele de recul ale pieselor de artilerie moderne sunt de obicei hidraulice. Pentru umplerea sistemelor hidraulice, a fost folosit anterior lichid Steol-M pe bază de glicerină și etanol . Acum, în loc de steol, se toarnă lichid anti-recul POG-70, care este o soluție apoasă de etilenglicol cu aditivi anti-spumă și anticoroziune.
| Proprietățile vehiculului de luptă | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Protecţie |
| ||||||||||||||
| Putere de foc |
| ||||||||||||||
| Mobilitate |
| ||||||||||||||