§ 13.3. Накат ствола

Равнодействующая всех сил, приложенных к откатным частям

при накате, равна

Сила накатника П является движущей силой, остальные силы

будут тормозящими. Обозначим через

С учетом формулы для силы трения силаравна

Силуназывают накатывающей силой, или избыточной силой накатника, что объясняется следующим.

Ранее было показано, что для надежного удержания откатных частей в переднем положении начальная сила накатника должна ыть равна составляющей веса и сил трения либо несколько оольше ее, т. е.

или

Для осуществления наката было бы достаточно, чтобы накат­ник обладал этой постоянной для каждого данного угла возвыше­ния ствола силой на всей длине наката. В этом случае избыточная сила накатника была бы равна нулю (см. формулу (13.91). Так как закон изменения силы накатника имеет другой характер, то действительная сила накатника больше необходимой для осущест-

Рис. 13.24. График избыточной силы накатника

вления наката. Поэтому накатник обладает избыточной силой(рис. 13.24). Эта избыточная сила сообщает откатным частям из­быточную энергию(заштрихованная площадь на рис. 13.24), которую должен поглотить при накате тормоз. Величина избыточ­ной силы и избыточной энергии, как следует из формулы (13.91), будет наименьшей прии наибольшей приУсловия

работы тормоза при накате будут наихудшими притак

как в этом случае тормоз должен поглотить наибольшее количе­ство избыточной энергии. Для ее поглощения тормоз должен со­вершить большую работу, что связано с возникновением больших усилий на детали и наихудших условий для устойчивости орудия. Так как стрельба приведется редко, расчет наката произ­

водят приВ этом случае избыточная сила накатника

где

С учетом сказанного равнодействующая при накате

В зависимости от значения равнодействующейнакат мо­

жет быть ускоренным, равномерным и замедленным. Схема наката представляет собой сочетание этих периодов, причем период рав­номерного наката в схеме может отсутствовать. На практике могут быть двух-, трех-, четырех- и пятипериодные схемы наката.

При выборе схемы наката исходят из следующих общих требо­ваний: полного поглощения энергии откатных частей при накате; обеспечения устойчивости и прочности орудия; плавного изменения силы тормоза накатаа следовательно, и плавного изменения

профиля канавок штока; обеспечения минимального времени на­ката.

Применение конкретной схемы зависит от типа орудия и типа тормоза отката.

Для орудий с большим запасом устойчивости и тормозом кана- вочного или шпоночного типа применяется простейшая двухпе- риодная схема наката (рис. 13.25).

Рис. 13.25. Двухпериодная схема наката

Для графического суммирования всех сил на схемах наката тормозящие силыиоткладываются последовательно в по­ложительном направлении.

В первом периоде двухпериодной схемы на пути довыбора ва­куума сила тормозаи равнодействующаянакат будет ускоренным. Откатные части получат энергию, равную ра­боте силыили площади

Вовтором периоде после выбора вакуума возникнет сила

Равнодействующаянакат будет за­

медленным. Работа равнодействующей во втором периоде равна площадиУсловие полного поглощения энергии при накате

Недостаток схемы: вступление в действие тормозав момент выбора вакуумапри больших скоростях накатаможет

вызвать «клевок» орудия.

Для других типов тормозов применяются более сложные схе­мы наката. Для полевых орудий с тормозом отката веретенного типа наиболее широко применяется пятипериодная схема наката 1Рис. 13.26), предложенная проф. А. А. Толочковым. _и ^этой схеме в первом периоде откат ускоренный, во втором четвертом— равномерный, в третьем и пятом —замедленный. • авной задачей расчета наката являетсяопределение скорости и силы тормоза наката, необходимых для

вычисления площади канавок штока. Расчет ведется по периодам наката.

Первый период — ускоренного отката. Скорость откатных частей возрастает от

а) Путь накатак концу периода находится из площади АОАВ (рис. 13.27), которая равна работе силы г_ь затрачиваемой на сообщение откатным частям кинетической энергии:

V»

откуда

Так как второй период отката равномерный ()»

то в начале третьего периода (к моменту выбора вакуума) ско­рость наката будет такжеС увеличением длины первого пе­риода скоростьбудет возрастать. Тогда в начале третьего периода, когда возникнет силаможет быть нарушено

условие устойчивости, т. е. окажется

Поэтому путь накатапроизвольно выбирать нельзя. При соблю­дении условияиз выражения (13.95) квадрат скорости наката

Подставив значениев выражение (13.94), получим путь на­ката к концу первого периода:

б) Равнодействующая в первом периоде находится из подобия треугольников(рис. 13.27):

откуда

Задаваясь в выражении (13.98) значениемполучим значе­ние

в) Квадрат скорости накатанаходят, применяя теорему об изменении количества движения: площадь трапециичис­ленно равна работе силыи изменению кинетической энергии откатных частей:

откуда

г) Сила тормоза наката из графических соображений равна

д) Продолжительность первого периода определяем прибли­женно из выражения

где

Тогда

Второй период — равномерного наката со скоростьюдо момента выбора вакуумаТак както сила тормоза

наката в этом периоде

Продолжительность второго периода

Третий период — торможенного наката. В этом периоде скорость наката падает от

а) Путь наката к концу третьего периоданаходим из вы­ражения,

т. е. из условия, что в третьем периоде поглощается только часть кинетической энергии,приобретенной откатными частями в пер­вом периоде, гдеиз практики проектирования. Тогда

откуда

б) Равнодействующая в третьем периоде (рис. 13.28) нахо­дится из подобия треугольников(площадь

без существенных погрешностей для расчета можно рассматривать как треугольник):

>

откуда

Задаваясь текущим значением путиизформулы (13.105) по­лучим текущее значение равнодействующей

в) Квадрат скорости наката находят, применяя к откатным

частям теорему об изменении кинетической энергии:»

где правая часть — площадь трапеции(работа силы).

Тогда

0

Квадрат скорости наката в конце периода

г) Сила тормоза наката из геометрических соображений будет равна

где

д) Продолжительность третьего периода

где

Четвертый период — равномерного наката со ско­ростью и_т.

^а) Путь наката к концу четвертого периода находится в зави- имости от длины пятого периода. Исходя из полного поглощения энергии к концу отката

откуда

(13.110)

Площадьравна площади(рис. 13.29)

(13.111)

Из последнего выражения следует, что с увеличениембудет возрастать и значение равнодействующей в конце наката(при

. Однако величинаограничена условием устойчивости орудия при накате

Исходя из сказанного с учетом выражений (13.110) и (13.111) можно записать равенство

откуда

(13.112)

б) Равнодействующаятак как

в) Сила тормоза наката

(13.113)

г) Скорость накатаУЗ

д) Продолжительность четвертого периода

(13.114)

Пятый период — замедленного отката. В этом периоде ско­рость откатных частей падает отдо0.

а) Путь отката к концу периода

б) Равнодействующая впятом периоде определяется из подо­бия треугольников(рис. 13.29):

>

откуда

(13.115)

в) Квадрат скорости наката аналогично предыдущим рассу­ждениям находится из выражения

откуда

(13.116)

г) Сила тормоза наката

(13.117)

д) Продолжительность пятого периода

(13.118)

где

Общая продолжительность наката

(13.119)

Площадь канавок штокадля всех периодов наката рассчи­тывается по формуле (13.70).

В заключение следует отметить следующее. Для надежности наката скорость откатных частей в конце наката на практике не должна быть равна нулю и составляет

Если у существующих орудий наибольшая скорость отката . . то максимальная скорость наката

^т- е.отношениеОтсюда, если время отката

с, то время наката