DZIAŁANIE MECHANIZMÓW BRONI AUTOMATYCZNEJ Z ODPROWADZENIEM GAZÓW PO ZATRZYMANIU TŁOKA GAZOWEGO

Podobne dokumenty
XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Pęd, d zasada zac zasad a zac owan owan a p a p du Zgod Zg n od ie n ie z d r d u r g u im g pr p a r wem e N ew e tona ton :

20 ELEKTROSTATYKA. PRAWO COULOMBA.

m q κ (11.1) q ω (11.2) ω =,

Wykład: praca siły, pojęcie energii potencjalnej. Zasada zachowania energii.

Siła. Zasady dynamiki

23 PRĄD STAŁY. CZĘŚĆ 2

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

Niektóre wyniki badań symulacyjnych wpływu charakterystyk konstrukcyjnych karabinka automatycznego na jego odrzut i podrzut

II.6. Wahadło proste.

WYKŁAD 11 OPTYMALIZACJA WIELOKRYTERIALNA

Siła tarcia. Tarcie jest zawsze przeciwnie skierowane do kierunku ruchu (do prędkości). R. D. Knight, Physics for scientists and engineers

Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

KOMPUTEROWO WSPOMAGANA ANALIZA KINEMATYKI MECHANIZMU DŹWIGNIOWEGO

KINEMATYCZNE WŁASNOW PRZEKŁADNI

Symulacja ruchu układu korbowo-tłokowego

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

dr inż. Zbigniew Szklarski

Ruch obrotowy. Wykład 6. Wrocław University of Technology

ĆWICZENIE 3 REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Modele odpowiedzi do arkusza Próbnej Matury z OPERONEM. Matematyka Poziom rozszerzony

15. STANOWISKOWE BADANIE MECHANIZMÓW HAMULCOWYCH Cel ćwiczenia Wprowadzenie

MONITORING STACJI FOTOWOLTAICZNYCH W ŚWIETLE NORM EUROPEJSKICH

MECHANIKA OGÓLNA (II)

PRACA MOC ENERGIA. Z uwagi na to, że praca jest iloczynem skalarnym jej wartość zależy również od kąta pomiędzy siłą F a przemieszczeniem r

Uwagi: LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie nr 16 MECHANIKA PĘKANIA. ZNORMALIZOWANY POMIAR ODPORNOŚCI MATERIAŁÓW NA PĘKANIE.

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Wpływ błędów parametrów modelu maszyny indukcyjnej na działanie rozszerzonego obserwatora prędkości

ROZWIAZANIA ZAGADNIEŃ PRZEPŁYWU FILTRACYJNEGO METODAMI ANALITYCZNYMI.

EFEKTYWNOŚĆ ROZDZIELANIA MODELOWEJ MIESZANINY W TRYJERZE OBIEGOWYM

KOOF Szczecin: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej. Andrzej Wysmołek Komitet Główny Olimpiady Fizycznej, IFD UW.

Graf skierowany. Graf zależności dla struktur drzewiastych rozgrywających parametrycznie

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

dr inż. Zbigniew Szklarski

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

STANDARDY EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ DO POWIETRZA Z PROCESÓW ENERGETYCZNEGO SPALANIA PALIW ANALIZA ZMIAN

Energia potencjalna jest energią zgromadzoną w układzie. Energia potencjalna może być zmieniona w inną formę energii (na przykład energię kinetyczną)

Przedmiot: Fizyka PRACA I ENERGIA. Wykład 7, 2015/2016 1

2 Przykład C2a C /BRANCH C. <-I--><Flux><Name><Rmag> TRANSFORMER RTop_A RRRRRRLLLLLLUUUUUU 1 P1_B P2_B 2 S1_B SD_B 3 SD_B S2_B

Grzegorz Kornaś. Powtórka z fizyki

POMIAR PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

WPROWADZENIE. Czym jest fizyka?

Ruch punktu materialnego

1. Ciało sztywne, na które nie działa moment siły pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem obrotowym jednostajnym.

Metody optymalizacji. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Wyznaczanie współczynnika sztywności drutu metodą dynamiczną.

Siły oporu prędkość graniczna w spadku swobodnym

MOBILNE ROBOTY KOŁOWE WYKŁAD 04 DYNAMIKA Maggie dr inż. Tomasz Buratowski. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Robotyki i Mechatroniki

Opis ćwiczeń na laboratorium obiektów ruchomych

Pole magnetyczne. 5.1 Oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki. przewodniki z prądem Podstawowe zjawiska magnetyczne

Odpowiednio [4] zużycie liniowe zębów koła ślimakowego w ciągu jednego obrotu oblicza się według wzoru

Metodyka obliczeń wartości parametrów technicznoekonomicznych

WYZNACZANIE SIŁ MIĘŚNIOWYCH I REAKCJI W STAWACH KOŃCZYNY DOLNEJ PODCZAS NASKOKU I ODBICIA

OGÓLNE ZASADY SYNTEZY GEOMETRYCZNEJ MECHANIZMÓW DŹWIGNIOWYCH

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

Moment pędu w geometrii Schwarzshilda

HPS TM Łożyska baryłkowe

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

Oddziaływania fundamentalne

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

SK-7 Wprowadzenie do metody wektorów przestrzennych SK-8 Wektorowy model silnika indukcyjnego, klatkowego

należą do grupy odbiorników energii elektrycznej idealne elementy rezystancyjne przekształcają energię prądu elektrycznego w ciepło

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Ruch obrotowy INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

PRZEMIANA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W CIELE STAŁYM

Fizyka dla Informatyki Stosowanej

WYKŁAD 1. W przypadku zbiornika zawierającego gaz, stan układu jako całości jest opisany przez: temperaturę, ciśnienie i objętość.

Zasady zachowania, zderzenia ciał

XXI OLIMPIADA FIZYCZNA ( ). Stopień III, zadanie teoretyczne T1. Źródło: XXI i XXII OLIMPIADA FIZYCZNA, WSiP, Warszawa 1975 Andrzej Szymacha,

DOBÓR OPTYMALNEGO TYPU ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH

SKRYPT DO ZAJĘĆ WYRÓWNAWCZYCH Z FIZYKI DLA STUDENTÓW I ROKU AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

5.1 Połączenia gwintowe

θ = s r, gdzie s oznacza długość łuku okręgu o promieniu r odpowiadającą kątowi 2. Rys Obrót ciała wokół osi z

Ruch punktu materialnego

Ruch jednostajny po okręgu

IV.2. Efekt Coriolisa.

Wykład 1. Elementy rachunku prawdopodobieństwa. Przestrzeń probabilistyczna.

cz.2 dr inż. Zbigniew Szklarski

L(x, 0, y, 0) = x 2 + y 2 (3)

PROJEKT nr 2. Ściągacz dwuramienny do kół zębatych i łożysk tocznych.

PRĄD ELEKTRYCZNY I SIŁA MAGNETYCZNA

THE INFLUENCE OF THE STRUCTURAL FORM OF THE BOTTOM ON DEFLECTION OF THE CARDING MACHINE MAIN CYLINDER

MODELOWANIE PRĄDÓW WIROWYCH W ŚRODOWISKACH SŁABOPRZEWODZĄCYCH PRZY WYKORZYSTANIU SKALARNEGO POTENCJAŁU ELEKTRYCZNEGO

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Wpływ czasów trwania sygnałów pomocniczych w sygnalizacji świetlnej na hamowanie pojazdów cięŝkich

Model klasyczny gospodarki otwartej

Nierelatywistyczne równania ruchu = zasady dynamiki Newtona

Wpływ politropy produktów natychmiastowej detonacji na drgania kulistej osłony balistycznej

Próba określenia miary jakości informacji na gruncie teorii grafów dla potrzeb dydaktyki

WYWAŻANIE MASZYN WIRNIKOWYCH W ŁOŻYSKACH WŁASNYCH

TECHNIKI INFORMATYCZNE W ODLEWNICTWIE

DARIUSZ SOBCZYŃSKI 1, JACEK BARTMAN 2

Składowe przedmiotu MECHANIKA I MECHATRONIKA. mechanika techniczna podstawy konstrukcji maszyn mechatronika

BRYŁA SZTYWNA. Umowy. Aby uprościć rozważania w tym dziale będziemy przyjmować następujące umowy:

Ćwiczenie 9 ZASTOSOWANIE ŻYROSKOPÓW W NAWIGACJI

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

STRUKTURA STEROWANIA UKŁADEM TRÓJMASOWYM Z REGULATOREM STANU

Pędu Momentu pędu Ładunku Liczby barionowej. Przedmiot: Fizyka. Przedmiot: Fizyka. Wydział EAIiE Kierunek: Elektrotechnika.

Transkrypt:

mg inż. ałgozata PAC pof. d hab. inż. Stanisław TORECKI Wojskowa Akademia Techniczna DZIAŁANIE ECHANIZÓW BRONI AUTOATYCZNEJ Z ODPROWADZENIE GAZÓW PO ZATRZYANIU TŁOKA GAZOWEGO Steszczenie: W efeacie pzedstawiono model fizyczny i matematyczny działania mechanizmów boni automatycznej z odpowadzeniem gazów pochowych po zatzymaniu tłoka gazowego. W modelu uwzględniono okesy chaakteystyczne wynikające z wykesu cyklicznego działania automatyki ozpatywanego układu. Powyższe modele zostały uzupełnione pzykładem obliczeń dla paametów geometycznych demonstatoów technologii kaabinków standadowych odułowego Systemu Boni Stzeleckiej kalibu 5,56 mm (SBS-5,56). ECHANISS OF ACTION OF GAS OPERATED WEAPON AFTER GAS PISTON DETAINING Abstact: Physical and mathematical models of gas opeated weapon afte gas piston detaining ae pesented in this pape. The phenomenon was divided into eight specific peiods egading cycle of opeation. oeove some simulations esults complemented by examples of calculations fo geometic paametes of the odule-based Fieam System (SBS-5,56) assault ifle technology demonstatos ae included.. odel fizyczny odel fizyczny ozpatywanego układu pzedstawiono na ys.. Rys. odel fizyczny boni działającej na zasadzie odpowadzenia części gazów pochowych pzez boczny otwó w lufie z kótkim uchem tłoka gazowego: spężyna powotna, 2 suwadło, zamek, 4 łuska, 5 lufa, 6 kuek Rozpatywany będzie model układu miotającego z odpowadzeniem części gazów pochowych pzez boczny otwó w lufie z kótkim uchem tłoka gazowego. Pzedmiotem analizy będzie uch zespołu suwadła ozpędzonego do pędkości maksymalnej waz 85

z współpacującymi z nim elementami pod wpływem siły spężyny kuka (podczas odzutu) i siły spężyny powotnej po zatzymaniu się tłoka gazowego. W pzyjętym modelu uwzględniono następujące odcinki chaakteystyczne cyklu automatyki pzedstawione na ysunkach 2 i. Stan początkowy: zamek odyglowany i pzyłączony do suwadła, kuek częściowo napięty, zespół suwadła z zamkiem ma pędkość początkową max (uzyskaną w okesie popzedzającym zatzymanie się tłoka gazowego), tylny płask suwadła znajduje się w odległości x=l-x od zdezaka. Rys. 2 Etapy uchu zespołu suwadła podczas odzutu Rys. Etapy uchu zespołu suwadła podczas powotu Odzut: okes I uch zespołu suwadła z zamkiem i współpacującym z nim kukiem od chwili zatzymania się tłoka gazowego do końca współpacy z kukiem x 2 >x ; okes II uch zespołu suwadła z zamkiem po zatzymaniu kuka do wyzucenia łuski x >x 2 ; okes III uch zespołu suwadła z zamkiem od wyzucenia łuski do ganicznego tylnego położenia (do zdezaka) x 4 >x ; Powót: okes I uch powotny zespołu suwadła z zamkiem z ganicznego tylnego położenia do początku dosyłania naboju x 5 <x 6 ; okes uch z dosłaniem naboju do pzyłączenia tłoka gazowego x 7 ; okes I uch suwadła z dołączonym tłokiem gazowym i zamkiem do zatzymania zamka x 8 ; okes II uch suwadła z tłokiem i obacanie się, yglowanie zamka x 9 ; okes III uch swobodny suwadła z tłokiem gazowym x 0. W analizie układu pominięte zostaną siły tacia suwadła o powadnice oaz ścianki komoy gazowej, a także masa i moment bezwładności kuka. 2. odel matematyczny W ównaniach modelu matematycznego, zastosowano następujące oznaczenia: 86

I - III sumayczne masy zespołu pzesuwnego w poszczególnych okesach, zs masa zespołu suwadła, k masa zedukowana kuka, sp masa spężyny powotnej, z masa zamka, z masa zedukowana obacającego się (podczas odyglowania i zayglowania) zamka, ł masa łuski, nb masa naboju, tł masa tłoka gazowego, F I -F III sumayczne siły działające na zespół pzesuwny w poszczególnych okesach, F sp siła spężyny powotnej, F k siła zedukowana spężyny kuka, F k siła spężyny kuka, pędkość zespołu pzesuwnego. Odzut: W okesie I ealizowany jest uch zespołu suwadła z zamkiem, łuską i kukiem o sumaycznej masie: I + k + z + ł Zespół pzesuwny pousza się w kieunku zdezaka pod wpływem siły bezwładności. Siłami hamującymi są: siła spężyny powotnej oaz zedukowana siła spężyny kuka: F = F x F x [ ( ) ( )] I sp + W okesie II pzemieszcza się suwadło z zamkiem i łuską o sumaycznej masie: II + z + ł Jedyną siłą jest siła spężyny powotnej: F = F II W końcu okesu II zmniejsza się masa zespołu pzesuwnego o masę wyzuconej łuski. Pzyjmiemy, że pędkość zespołu pzesuwnego nie zmienia się. W okesie III pzemieszcza się zespół suwadła z zamkiem o masie: III + z do ganicznego tylnego położenia (do zdezaka), hamowany siłą: F = F x III W końcu okesu III następuje udezenie zespołu suwadła z zamkiem o zdezak komoy zamkowej, a co za tym idzie zmiana zwotu i watości pędkości. Pędkość zespołu po zdezeniu wyznaczymy z zależności: ' = ε sp sp k ( x) ( ) III k III Gdzie: ε współczynnik wznowienia pędkości (estytucji) zależny od właściwości zdezających się elementów. Powót: Od chwili odbicia suwadła pzez zdezak zaczyna się powót zespołu z pędkością początkową: ' = Siłą napędzającą jest siła spężyny powotnej. 0I IIIk 87

W okesie I ealizowany jest uch zespołu suwadła z zamkiem o masie: I + z z ganicznego tylnego położenia do początku dosyłania naboju. W końcu okesu I (chwila udezenia zamka o nabój) zwiększa się masa zespołu pzesuwnego o masę naboju: I k + z + nb z jednoczesnym skokowym zmniejszeniem pędkości od I do Ik : ' I I = k I + I nb W okesie kontynuowany jest uch zespołu suwadła z zamkiem i nabojem o sumaycznej masie: + z + nb W końcu okesu (chwila udezenia suwadła o tłok gazowy) zwiększa się masa zespołu pzesuwnego o masę tłoka gazowego, do: I k + z + nb + tł z jednoczesnym skokowym zmniejszeniem pędkości: ' = k + tł W okesie I pzemieszcza się zespół suwadła z zamkiem, nabojem i tłokiem gazowym o sumaycznej masie: I + z + nb + tł W końcu okesu I ozpoczyna się yglowanie zamka. W okesie II odbywa się uch zespołu pzesuwnego o sumaycznej masie: II + nb + tł + z Okes III jest uchem swobodnym suwadła o masie: III Okes ten kończy się, gdy suwadło udezy o zayglowany zamek.. Obliczenia.. asy i siły zedukowane asy i siły F zedukowane oblicza się według zależności: 2 i e e = e () η 2 i e Fe = Fe (2) ηe w odniesieniu do mechanizmów, w któych elementy e (części) pouszają się z pędkościami óżnymi od pędkości suwadła. e 88

W () i (2) oznaczono: e masa zedukowana elementu, F e siła zedukowana działająca na suwadło ze stony elementu e, e masa (zeczywista) elementu e, F e siła działająca na element e, i e pzełożenie (stosunek pędkości elementu do pędkości suwadła), η e spawność mechanizmu (suwadła z współpacującym z nim elementem). Pzełożenia oaz spawności wyznacza się indywidualnie dla poszczególnych mechanizmów cechujących się okeśloną konfiguacją. W ogólnym pzypadku wielkości i oaz η są funkcjami dogi x ogniwa powadzącego (suwadła), w związku z tym ównież: x F F x = ( ) i = ( ).2. Pędkości ogniwa powadzącego (suwadła) na poszczególnych odcinkach Pędkości ogniwa powadzącego (suwadła) na poszczególnych odcinkach (od x i do x i+ ) oblicza się z ównania: d = F () dx W odniesieniu do pzedziału od x i do x i+ mamy: ( ) = x i F i + 2 0 + 2 dx (4) xi 0 i = x i pędkość, z jaką ozpoczyna się uch na ozpatywanym odcinku (pędkość początkowa) Jeśli w punkcie x i nie ma udezenia to 0i jest pędkością obliczoną dla końca odcinka x i-. Jeśli udezenie występuje to 0i obliczamy z ównania pędu. 4. Pzykład Obliczenia zostały pzepowadzone dla paametów geometycznych demonstatoów technologii kaabinków standadowych SBS-5,56 o następujących danych: Spężyna kuka skętna śubowa z dutu okągłego, k = 0,0646 [kg] masa kuka (do obliczeń biezemy zedukowaną masę kuka), 0 = 0,24 [Nm] końcowy moment siły spężyny kuka względem osi obotu, 02 =0,200 [Nm] początkowy moment siły spężyny kuka względem osi obotu, d=0,00 [m] śednica dutu spężyny kuka, Spężyna powotna śubowa walcowa z dutu okągłego, F 0 =7 [N] siła wstępnego napięcia spężyny powotnej, F c =70 [N] siła końcowego napięcia spężyny powotnej, f 0 =0,27 [m] ugięcie wstępne, f =0,25 [m] ugięcie obocze, s =0,500 [kg] masa zespołu suwadła, z = 0,08 [kg] masa zamka, tł =0,0606 [kg] masa tłoka gazowego, sp = 0,0975 [kg] masa spężyny powotnej (ø,2 mm), x =0,20 [m] doga zespołu suwadła Odzut suwadła chaakteystyczne punkty: x=0,0085 [m] odsłonięcie otwoów pzedmuchowych, 89

x=0,06 [m] początek uchu zamka, x=0,075 [m] zatzymanie tłoka gazowego, x=0,075 [m] koniec współpacy suwadła z kukiem, x=0,080 [m] wyzucenie łuski, x=0,20 [m] udezenie w zdezak Powót suwadła chaakteystyczne punkty: x=0,088 [m] dosyłanie naboju, x=0,075 [m] pzyłączenie tłoka gazowego, x=0,06 [m] początek yglowania zamka, x=0,008 [m] koniec yglowania zamka, Siłę i masę zedukowaną kuka okeślone na podstawie obliczeń ozpatywanych mechanizmów pokazano na ysunkach 4 i 5: Rys. 4 Wykes zmiany masy zedukowanej kuka w funkcji dogi zespołu suwadła Rys. 5 Wykes zmiany siły zedukowanej spężyny kuka w funkcji dogi zespołu suwadła Bioąc pod uwagę masy pzemieszczających się elementów spoządzono wykes mas zespołu pzesuwnego w funkcji dogi zespołu suwadła podczas odzutu (ys. 6) i podczas powotu (ys. 7). Rys. 6 Wykes mas zespołu pzesuwnego w funkcji dogi suwadła (odzut) 90

Rys. 7 Wykes mas zespołu pzesuwnego w funkcji dogi suwadła (powót) Bioąc pod uwagę siły działające na pzemieszczający się zespół elementów spoządzono wykes sił zespołu pzesuwnego w funkcji dogi zespołu suwadła podczas odzutu (ys. 8). Rys. 8 Wykes sił w funkcji dogi suwadła (odzut) W obliczeniach pzyjęto, że watość pędkości zespołu suwadła w chwili zatzymania tłoka gazowego wynosi 6,5 m/s, a współczynnik wznowienia pędkości pzy udezeniu o zdezak ε=0,4. W odniesieniu do takiej pędkości początkowej oaz danych z punktu otzymano pędkości (x) suwadła podczas jego odzutu i powotu pzedstawiono na ysunkach 9 i 0. Rys. 9 Wykes pędkości zespołu odzutowego z funkcji dogi suwadła od momentu zatzymania się tłoka gazowego do udezenia w zdezak 9

Rys. 0 Wykes pędkości zespołu odzutowego z funkcji dogi suwadła podczas uchu do pzodu 5. Wnioski. W pzypadku boni automatycznej działającej na zasadzie odpowadzenia gazów pochowych po zatzymaniu tłoka gazowego suwadło pzemieszcza się pod wpływem siły bezwładności, siłami hamującymi są: siła spężyny powotnej oaz zedukowana siła spężyny kuka. 2. Siły hamujące powodują zmniejszanie pędkości zespołu suwadła aż do momentu udezenia zespołu suwadła z zamkiem o zdezak komoy zamkowej.. Podczas powotu suwadła jedyną siłą napędzającą jest siła spężyny powotnej. 4. Istotny wpływ na pędkość zespołu suwadła mają zdezenia części uchomych zmieniające chwilowe masy i pędkości. 5. Z ozwiązania powyższego pzykładu wynika, że pzy paametach podanych w punkcie 4 szybkostzelność boni wynosiłaby oientacyjnie 000 stz./min. W celu ewentualnego zmniejszenia szybkostzelności należałoby zwiększyć długość i początkowe ugięcie lub sztywność spężyny powotnej albo zmienić inne paamety układu (np. paamety węzła gazowego). Liteatua [] Wasseman E., Zasady pojektowania boni atyleyjskiej, Waszawa, 968. [2] Kafliński Z., Lotnicza boń lufowa, Część II Podstawy obliczeń uządzeń i mechanizmów boni, Waszawa, 98. Paca naukowa finansowana ze śodków na naukę w latach 2007-200, jako pojekt ozwojowy 92