Диссертация (1143923), страница 10
Текст из файла (страница 10)
4.5. Зависимость скорости снаряда на срезе ствола от давления вПУ(сравнение результатов)Видно, что при малом давлении (менее 1 МПа) расхождение результатовзначительное. На участке от 2 до 4 МПа результаты практически совпадают.Свыше 4 МПа расхождение увеличивается, но незначительно.74В качестве дополнения результаты экспериментов и расчеты с помощьюуравнений Лагранжа II рода были сопоставлены с расчетом из работы [18],учитывающим влияние газодинамических параметров (серая кривая на рис.
4.6).ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИСНАРЯДА НА СРЕЗЕ СТВОЛА ОТ ДАВЛЕНИЯ В ПУИспытанияМеханикаГаз.Дин.Скорость снаряда на срезе ствола, м/с100908070605040302010001234567Давление, МПаРисунок. 4.6. Зависимость скорости снаряда на срезе ствола от давления вПУ(сравнение результатов)Расчет с учетом газовой динамики дает лучшее приближение кэкспериментальной кривой на малых давлениях.
Однако свыше 4 МПарасхождение заметно увеличивается. Из графика можно сделать вывод, чторасчеты по уравнениям Лагранжа II рода и расчеты с учетом газовой динамикидают верхнюю и нижнюю границы скоростей на высоких давлениях.Для линемёта расчеты совпадают в области доверительной вероятности имогут быть использованы при проектировании и оптимизации прибора.Отличительной особенностью пневматического линемёта является наличиезазора между стволом и метаемым контейнером. Поскольку в противном случае75при стрельбе снарядами большой массы возникала бы значительная отдача, непозволяющая осуществить пуск с плеча.Однако зазор является причиной протечек казенного давления.
В следствииэтого факта снижается и величина силы, толкающей снаряд. Поэтомутехнологически прописано максимальное значение зазора равное 0,2 мм междудном контейнера и внутренней поверхностью ствола. При изготовлении партииустройств контроль за допуском этих деталей становится достаточно трудоемким.По этой причине была изготовлена партия донышек снаряда, обеспечивающаяразличные варианты зазора 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм, 0,4 мм, 0,5 мм.Проведены опыты на экспериментальном стенде по изучению влияниязазора на скорость снаряда.
Протечки казенного давления были обнаружены спомощью датчика давления, установленного на срез ствола (рис. 4.7). На осиординат отложена амплитуда с аналогового датчика давления, выраженная ввольтах.2,52А, В1,510,500,0530,0580,0630,0680,073t, сРисунок. 4.7. Осциллограмма датчика давления на срезе стволаНа осциллограмме видно, что в определенный момент времени t1=0,057 сначинается возбуждение датчика. При t2=0,063 с происходит резкий скачок,характеризуемый резким увеличением давления, что соответствует вылету76снаряда со среза ствола.
Промежуток времени от t1 до t2 описывает протечкиказенного давления в ствол.Эксперименты проводились при одинаковом давлении 3 МПа, посколькуданная величина, как видно из предыдущего опыта, характеризуется высокойстабильностью результатов. Масса снаряда в процессе опыта неизменна.Результаты эксперимента приведены в таблице 4.1.Таблица. 4.1. Результаты эксперимента по изучению зависимости скоростиснаряда на срезе ствола зазора№ выстрелаСкорость снаряда, м/с16026036146056065976086196010601160126013601459156016591759186019602060Величина зазора, мм0,10,20,30,477216122602360246025610,5Как видно из результата опытов изменение величины зазора на скорость невлияет.Можно сделать качественный вывод о том, что допустимо изготовление днаснаряда по более грубому квалитету.
Данная оптимизация позволит получитьэкономическую выгоду, а также обеспечит технологическое упрощение.Для исследования зависимости скорости снаряда от его массы былспроектирован специальный контейнер (рис. 4.8). В этом контейнере массарегулировалась с помощью специальных шайб различного диаметра, толщины иматериала. Подбирая нужное количество шайб можно было смоделировать забростел различной массы. Это позволяет в перспективе использовать различныеспасательные средства, например, использовать в качестве метаемого тела жилет,кошку или крюк.Рисунок.
4.8. Фотография метаемого контейнераОпыты проводились на экспериментальном стенде. Для этого снарядомодной массы осуществлялась серия из семи выстрелов, находилось среднеезначение, которое принималось за истинное, затем количество шайб менялось, иопыт повторялся. Замеры скорости проводились с помощью хронографа.78100Скорость снаряда на срезе ствола, м/с95908580Расчеты75Эксперимент70656055500,30,40,50,60,70,80,9Масса снаряда, кгРисунок. 4.9. График зависимости скорости снаряда линемёта на срезе ствола отего массы (сравнение результатов)Из графика видно, что экспериментальная зависимость практическисовпадает с расчетной в диапазоне значений массы от 0,55 кг до 0,75 кг.
Дляменьших значений массы снаряда расчеты дают несколько завышенное значениескорости, а для больших – заниженное.Поскольку заброс массы более чем 1 кг штатным линемётом «ИСТА-240»практически невозможен, а экспериментальные данные сходятся с расчетными вданном диапазоне, то для «ИСТА-240» можно принимать расчетные величиныистинными. Для заброса более 1 кг требуется конструкция с лафетом. Пуск сплеча невозможен.4.3. Изучение влияния геометрических параметров седла на время открытияосновного клапана линемётаВремя открытия основного клапана линемёта – важная величина,характеризующая разгон снаряда в стволе.79Быстродействующий клапан, применяемый в устройстве аналогиченклапанам, используемых в ударных трубах [32, 76].
Минимальное время открытияпозволяет в таких трубах генерировать ударные волны [96]. Именно эта идеялегла в основу метания контейнера с линём. После открытия КК, воздушныйпоток воздействует на торец снаряда практически ударом, что обеспечиваетзначительное ускорение на начальном этапе разгона.Оптимизация конструкции основного клапана – важная задача, поскольку сее помощью можно будет усовершенствовать другие клапана, заменяющиедиафрагменный метод изучения ударных волн [95].Конструкция клапана показана на рис. 4.10.Рисунок. 4.10. Конструкция быстродействующего клапана линемётаКак видно из рис.
4.10, колпак запирает клапан по плоскому резиновомуседлу, опираясь на его кромку. Данное седло является нестандартной деталью иизготавливается из резинового листа путем резания на токарном станке.Опыт по определению времени открытия клапана был произведен наэкспериментальном стенде. Для этого осуществлялся холостой выстрел нарабочем давлении 6±0,05 МПа. В стволе на расстоянии полутора калибров от80клапана закреплялся датчик давления, фиксирующий фронт выстрела. Времянарастания фронта совпадает со временем открытия основного клапана линемёта.Результаты эксперимента представлены на рис. 4.11.65A, B432100,020,030,040,050,060,070,080,090,1t, cРисунок. 4.11.
Осциллограмма датчика давления на стволе65A, B432100,03050,0310,03150,0320,03250,033t, cРисунок. 4.12. Осциллограмма датчика давления на стволе (фронт выстрела)Как видно из результатов эксперимента время открытия составляет 1,9 мс.Для унификации деталей, позволяющих более оперативно производитьремонтные работы клапана линемёта, была предложена новая конструкция (рис.4.13), в которой плоское седло заменялось резиновым кольцом по ГОСТ 9833-73.Посадочный диаметр колпака в таком случае оставался таким же, однако опораКК уже осуществлялась на поверхность кольца, обеспечивая тем самым болееплотную посадку.81Рисунок. 4.13. Конструкция оптимизированного седла клапана линемётаФронт выстрела с новым седлом показан на рис.
4.14.76A, B5432100,03050,0310,03150,0320,0325t, cРисунок. 4.14. Осциллограмма датчика давления на стволе (фронт выстрела(оптимизированная конструкция))Время открытия в данном случае составило 1,1 мс, что на 42% меньше, чемс предыдущей конструкцией. Можно сделать вывод о том, что при данном седлеразгонснарядабудетболееэффективным.Дополнительноунификация деталей, что является конструкторской оптимизацией.произведена824.4. Испытательный стенд на статическое срабатывание клапана линемётаВ процессе длительной эксплуатации (свыше 5 лет) линемёта «ИСТА-240»выяснилось,чтопаратренияколпак-направляющаяподвержена износу,поскольку эксплуатируется по переходной посадке под внешним и внутреннимдавлением.Вследствие износа между деталями появляется зазор, который являетсяисточником протечек сжатого газа из управляющей полости в рабочую (рис. 4.15).Причиной же износа являлся прежде всего загрязненный воздух, используемыйдля накачивания баллона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
