Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Лекція № 12

Тема : « Артилерійські лафети »

Питання:

1. Призначення, класифікація, склад і основні вимоги, що пред'являються до

лафетів.

2. Дія пострілу на жорсткий лафет.

3. Дія пострілу на артсистему з відкотом по осі.

4. Умови нерухомості і стійкості гармат при відкоті.

Навчально-матеріальне забезпечення:

демонстраційні схеми та слайди щодо лафетів і стенди аудиторії № 1-145, навчальна література.

Навчальна література :

1. Корольков Н.Н. Основания устройства и конструкция орудий и боеприпасов наземной артиллерии. Войн. Издат. М.,-1976г. стр.146-161, 235-241.

2. Лопирев М. А. Учебник командора стр.62-75.

3. Савєльєв К.К., Болох О.Я.Основи побудови і конструкції артилерійських установок. СВМІ, 2006-124 с.

1. Лафет– частина артилерійської гармати, призначена для опори ствола, зміни його положення в просторі і забезпечення стійкості при пострілі.

Лафет складає основну частину будь-кого арт.установки і служить опорою, що підтримує гармату і безпосередньо приймаючий на себе зусилля, що виникають під час пострілу, а на надводних кораблях і качання. Ці зусилля і навантаження передаються на бойовий ствол або станини арт установок, а від них на опорну підставу.

На деяких арт. установках бойовий ствол і верстат з'єднані в єдину конструкцію, звану звично лафетом.

Верстат у будь-якому випадку несе на себе частину, що гойдається, і цілий ряд механізмів, пристроїв, агрегатів, що відносяться до частини, що обертається, але виконуючих самостійні задачі.

До складу лафета входять наступні основні вузли гармати:

- люлька;

- ПОУ;

- верхній верстат;

- механізми наведення;

- врівноважуючий механізм;

- нижній верстат із станинами;

- бойовий хід з підресорюванням;

- прицільні пристосування (прилади ПУС);

- щитове прикриття;

- допоміжні пристрої;

Лафети сучасних гармат класифікуються (рис.5.1.):

а) за способом з'єднання із стволом:

- жорсткі, такі, у яких ствол при пострілі не має руху щодо люльки;

- пружні, які мають рухи щодо люльки;

Такий лафет з¢єднаний зі стволом через пружний зв'язок (ПОУ), що допускає при пострілі значне переміщення ствола щодо лафета.

Такі лафети дозволяють:

- зменшити масу гармтати;

- збільшити скорострільність;

- підвищити купчастість бою;

- підвищити влучність стрільби;

- автоматизувати заряджання гармати.

б) за способом пересування:

- рухомі – такі, які дозволяють переміщати знаряддя на своєму ходу;

- стаціонарні – берегової артилерії, укріплених районів (каземати);

Рухомі у свою чергу можуть бути:

1.Самохідні – пристосовані до саморуху, оскільки вони мають двигун. Такі лафети називають самохідними гарматами.

2.Саморушні – які можуть переміщатися на деякі відстані двигуном, а на великі відстані вони буксируються тягачем, оскільки потужність і ресурс двигуна малий.

3.Буксирувані – такі, у яких переміщення здійснюється тільки спеціальним тягачем. Причому переміщення може здійснюватися на колісній або гусеничній ходовій частині.

Всі гармати наземної артилерії і частина берегової мають рухомі лафети.

Рухомі лафети є:

- бойовим верстатом при стрільбі;

- засобом транспортування при здійсненні маршу.

До лафетів пред'являються вимоги як до:

а) бойовому стволу:

- бути міцним і масивним при пострілі, а його механізми повинні надійно працювати в перебігу тривалого терміну експлуатації в різних бойових умовах;

- дозволяти швидко, плавно і безперервно здійснювати наведення гармати на ціль;

- забезпечити високу точність наведення;

- забезпечувати стійкість гармати при стрільбі;

- мати допоміжні механізми, що забезпечують вирівнювання гармати на грунті, підвищення скорострільності, маневреності і живучості;

- забезпечити можливість великої вогняної маневреності гармати;

- легким і простим по пристрою;

- забезпечити простоту експлуатації.

б) Засобу транспортування гармати:

- висока прохідність по дорогах всіх типів, по мостах і нерівностях місцевості, подолання водних перешкод і бродів;

- живучість – здатність витримувати тривалі переходи з різними швидкостями – пересування без пониження бойових властивостей гармати;

- швидкість перекладу з похідного в бойове положення і назад;

- невеликі зусилля при перекладах.

Міцність лафета гармати– при пострілі забезпечується:

- раціональністю конструкцій окремих елементів лафета;

- підбором відповідного матеріалу для виготовлення деталей лафета;

Стійкість лафета гарматипри пострілі досягається конструктивними заходами:

- збільшенням маси;

- збільшенням довжини відкоту;

- вживанням дульного гальма;

- зменшенням висоти лінії вогню;

- зменшенням плеча динамічної пари

експлуатаційними:

- веденням стрільби на зменшених зарядах;

- правильною установкою знаряддя на ОП.

Для збільшення вогняної маневреностістворюються лафети з 2х,3х,4х станинами, а тим самим збільшити сектор ГН;

Висока прохідність лафета включає:

- силу тяги Рt, визначається з виразу:

Pt:=Q₀¢n(sina+f cosa), де

Q₀¢n – сила тяжкості гармати, діюча на колеса;

a - кут підйому полотна дороги » 25-30°;

f – коефіцієнт опору перекочування гармати

- для шосейних = 0,015-0,02;

- для грунтових = 0,05 – 0,15;

- для в'язких грунтів = 0,4.

Pt залежить від:

- відносного навантаження на колеса g, визначуване з виразу , і знаходиться в інтервалі 0,55 ×10⁵ – 0,7× 10⁵ Н/м²

- питомого тиску на грунт Ру, визначуваного з виразу , і знаходиться в інтервалі 3,5 ×10⁵ – 5,5 ×10⁵ Н/м²

де b – ширина шин коліс;

D – діаметр колеса;

Fk – площа відбитку, що залишається шиною.

Висока прохідністьдосягається за рахунок:

- зменшення питомого тиску колісного ходу на грунт при русі в різних умовах;

- підвищення стійкості гармати на поході;

- збіги ширини коліс лафета і засобів тяги;

- поліпшення характеристик гармати по подоланню перешкод (кліренс, радіус поворотів, подовжня прохідність);

Стійкістьгармати на поході характеризується граничним кутом крену α_κр, при якому знаряддя не перекидається і визначається з виразу:

Де B – ширина ходу; h – висота центру тяжкості гармати;

e - коефіцієнт надійності = 0,4-0,5;

Для підвищення стійкостінеобхідно:

- збільшити ширину ходу і шини;

- зменшити висоту розташування центру тяжкості. Звичне α_κр ³ 300 ;

Ширина колін лафетаоцінюється коефіцієнтом К, який рівний відношенню коліс гармати до ширини коліс тягоча. Звичне К=0,95-1,05;

Для підвищення живучості знаряддяв конструкції лафета передбачають:

- підресорювання ходу;

- надійне кріплення механізмів наведення по-похідному;

- ретельна фіксація всіх деталей;

- надійну, постійно діючу систему мастила;

Швидкість перекладуз похідне положення в бойове і назад забезпечується вживанням спеціальних пристроъв і механізмів (домкратів, лебідок і т.д.);

Верстати звичайно виконуються литими або зварними. Бойовий ствол, на якому кріпиться верстат є суцільнозварною конструкцією з балок, а на старих арт. установках вони бували і литими.

2.До останньої четверті XIX століття у арт. орудий ствол жорстко зв'язувався з лафетом, внаслідок чого при пострілі він не міг відкатуватися щодо лафета. Такі гармати називаються гарматами з жорстким лафетом. (рис.5.1. і 5.2.)

Гармати з жорстким лафетом, з силою віддачі Рдн, виникаюча в каналі ствола при пострілі, передавалася через стіл на лафет.

Унаслідок високого тиску в каналі ствола при пострілі сила Рдн може досягати сотень тонн = 100× 10⁴ – 600× 10⁴ Н.

Тому гармата з жорстким лафетом для забезпечення міцності і стійкості робилися важкими, при пострілі підстрибували і відкатувалися іноді на декілька метрів назад.

Гармата з жорстким лафетомне могли забезпечити:

- необхідної скорострільності;

- обмежували можливості тиску в каналі ствола, а отже і збільшити дальність стрільби.

Для виключення впливу другорядних і важко враховуються чинників, розглядаючи дію пострілу на гармату приймаються наступні допущення:

- гармата встановлено на горизонтальній підставі при УГН = 0 і будь-кому УВН;

- лафет і підстава (або грунт) є абсолютно жорсткими тілами;

- всі сили, діючі на гармату, лежать у вертикальній площині симетрії;

- гармата, при пострілі, залишається у спокої щодо підстави;

Розглянемо дію пострілу на гармату з жорстким лафетом, коли ствол жорстко з¢єднаний з лафетом.

Знайдемо умові, при якій лафет не буде відділяться від станини і не одержить горизонтального переміщення.

При пострілі на лафет діють наступні сили і реакції:

Рдн – рівнодіюча сил, виникаюча при пострілі, і прикладена до дна каналу ствола і направлена в протилежну сторону руху снаряда;

Qб – сила ваги гармати, прикладена до центру гойдання ствола і направлена вниз і рівна його силі тяжкості;

R₁,R₂ – вертикальна реакція основання на лафет і направлені вгору;

Rб – горизонтальна реакція бойового штиря, і направлена у бік руху снаряда і прикладена до центру основання.

Щоб арт. система була нерухома і стійка під час пострілу, всі діючі сили і моменти повинні взаємно врівноважуватися, тобто сума проекцій всіх сил на осі координат і сума моментів їх щодо будь-якої крапки винні равнятся нулю.

Узявши проекції сил на вісь Х і моменти цих сил щодо осі, що проходять через крапку З, одержимо: (12.1),

Де D – відстань від основання до центру тяжкості системи; L – діаметр основання верстата; j - кут стрільби; h = Нcosj - Dsinj.

З верхнього рівняння (12. 1) одержуємо, Рдн = Rб, тобто щоб система була нерухомою, необхідний опір штиря Rб зробити великим або рівним силі Рдн.

Умова нерухомості: Rб ³ Рдн (12.2)

З нижнього рівняння (12.1) маємо:

Для стійкості системи необхідно, щоб була реакція R₁ > 0, тоді умова стійкості системи буде: умова стійкості

або (12.3).

Розглядаючи нерівність (3), бачимо, що момент прагне обертати систему проти годинникової стрілки, а момент Рдн×h за годинниковою стрілкою, тобто прагне перекинути систему. Зробивши достатньо великою вагу системи і діаметр підстави можна досягти стійкості системи з жорстким верстатом при пострілі.

3.У сучасних арт. установках з відкотом по осі верстат має пружний зв'язок із стволом задопомогою противідкотних пристроїв, поміщених в частині, що гойдається. Частина з цапфами і механізмами наведення (МВН, МГН), що гойдається, сполучена з верстатом (лафетом).

У гармат з пружним лафетом при пострілі частини (ствол з ПОУ) відкотів на початку відкатуються уздовж осі каналу ствола назад, а потім накатуються в початкове положення.

У таких гармат при відкоті на лафет діє не сила Рдн, а сила, рівна і протилежна по напряму силі, з якою гальмується ствол, тобто сила опору відкоту К(R) або її ще називають сила віддачі .

Ця сила К або R складається з:

- гальмуючих сил гальма відкоту і накочувача;

- сил тертя в рухомих з'єднаннях;

- складовою сили ваги частин відкотів уздовж осі каналу ствола.

Оскільки час відкоту – час дії сили віддачі, значно більше часу пострілу (часу дії сили Рдн) то для рівноваги системи сила віддачі повинна бути значно менше сили Рдн. І при цьому, чим більше довжина відкоту, тим менше сила віддачі.

Таким чином ПОУ дозволяють значно зменшити сили, діючі на лафет. В сучасних АУ сила віддачі максимальна в 30-40 разів менше Рдн _max .

На частини відкотів при пострілі діють наступні зовнішні сили:

Рдн – рівнодіюча сил, діюча в каналі ствола у напрямі його осі;

Q₀– сила тяжкості частин відкотів, прикладених до центру тяжкості їх;

Решта зовнішніх сил залишилася такі ж як і при дії з жорстким верстатом (R₁, R₂, Rб, Qб).

А така система внаслідок переміщення частин відкотів при пострілі, з погляду механіки представляють змінну систему, в якій окрім зовнішніх сил (R₁, R₂, Rб, Qб), діятимуть і внутрішні сили.

Тому для вживань умов статичної рівноваги до такої системи на підставі принципу д'Аламбера необхідно до зовнішніх діючих сил додати силу інерції частин відкотів , прикладену до центру тяжкості їх і направлену у зворотний бік їх руху і буде рівна:

, де

- прискорення відкоту

- сила інерції

Приклавши силу інерції рухомих частин до центру тяжкості частин відкотів, приводимо цю рухому систему до системи рівноваги і вирішуватимемо задачу як статичну.

Прийнявши це допущення за основу, виведемо умову нерухомості і стійкості арт. системи на пружному верстаті.

Для подальшого міркування допустимо, що центр тяжкості частин відкотів розташований на деякій відстані нижче за вісь каналу ствола l.

Умова рівноваги системи:

Узявши проекції сил на осі х і біля і моменти цих сил, що проходять через крапку С одержимо:

підставляючи значення =Рдн – К в перше рівняння системи одержимо:

Rб=К cos φ – ця умова нерухомості арт. системи.

Підставивши це ж значення у друге рівняння системи, одержимо - умова стійкості.

Якщо гармата залишається стійкою, то тоді реакція > 0, а значить цю умову стійкості можна записати в наступному виглядіе, нехтуючи L (діаметром підстави арт.системи) або ж .

Проаналізувавши вирази Rб=К cos φ і зробимо висновок, що дія пострілу на пружний верстат зводиться до виникнення однієї сили:

K=Rб- Q₀ sin φ, прикладеної до центру тяжкості частин відкотів і напрямів у бік відкоту з моментом .

Коли центр тяжкості частин відкотів лежить на осі каналу ствола, тобто l=0, дія пострілу в площині стрільби зводиться тільки до сили К – силі віддачі, діючий на верстат.

Момент називається моментом динамічної пари, а l - плечем динамічної пари.

Розглядаючи вираз Rб=К cos φ робимо висновок, що для зменшення Rб необхідно зменшувати значення К – сили віддачі.

Аналізуючи вираз приходимо до висновку, що для підвищення стійкості арт. установки вигідно збільшувати (силу ваги арт.системи) і L (діаметр підстави арт. системи) і зменшувати і момент Рдн ×l .

4.Під умовою нерухомості арт. установки при відкоті розуміють відсутність його переміщення в горизонтальній площині. Ця умова виконується при:

Rб ³Рдн, для арт. установки з жорстким лафетом

Rб ³К(R) cos φ для арт. установки з пружним лафетом.

Гармата повинна бути нерухомою за найсприятливіших умов:

К(R)= Кmax (Rmax ) j =0 при цьому:

Rб³Кmax для арт. установки з пружним лафетом

Rб³Рдн max для арт. установки з жорстким лафетом

При розрахунку нерухомості визначається площа опорних сошників станин (або домкратів) при цьому враховується допустимий тиск на грунт, що знаходиться в межах (4 ¸5)×10⁵ Н/м².

Для гармат з пружним лафетом умова нерухомості розраховується визначенням площі опорних сошників (домкратів), які знаходяться в межах 0,1 – 0,6 м², для гармат з жорстким лафетом ця площа може коливатися в межах 2,5 – 10 м².

Явно, що таке умову виконати практично неможливо.

Під стійкістю арт. установкирозуміють відсутність її переміщення у вертикальній площині при відкоті ствола тобто відсутність обертання гармати щодо опори (сошників або домкратів). Обертання арт. установки буде відсутнє до моменту відриву АУ від грунту і визначається з виразу:

Арт. установка буде стійка при відкоті, якщо в процесі відкоту перекидаючий момент буде менше або рівним стабілізуючому, які в процесі відкоту змінні оскільки величина Д змінна.

Умова стійкості АУ при відкоті приймає остаточний вигляд

де х – величина переміщення ц.т. частин відкотів арт. Установки; Д₀ – довжина станин; Q₀ – всіх частин відкотів арт. установки

Проаналізуємо умову стійкості в різних поляганнях:

1.Для гармат з жорстким лафетом К(R)=Рдн max і х=0 вираз стійкості приймає вигляд ; φ=0; Н₀»l+h – висота лінії вогню і при цьому необхідно мати вагу порядка 10⁶ – 10⁹ Н і довжина станин порядка сотень метрів. Очевидно, що створити таку арт. установку з сучасною балістикою на жорсткому лафеті неможливо.

2. У період дії порохових газів стійкість арт. установки тим вище, чим менше сила Рдн і плече l. Величина Рдн обумовлена заданими балістичними характеристиками арт. установки.

Щоб зменшити або зробити негативне плече l, необхідно, щоб центр тяжкості частин відкотів розташовувався можливо ближче до осі каналу ствола, або вище осі. З цією метою ПОУ розміщують або симетрично щодо ствола, або над стволом.

3. Верхнє розташування ПОУ дозволяє зменшити висоту лінії вогню і залежне від неї плече h. Зменшення плеча приводить до зменшення перекидаючого моменту К(R)×h.

Момент Рдн×l впливає не тільки на стійкість АУ, але і:

- підвищує динамічні навантаження на МВН (підйомний механізм);

- викликає коливання ствола, що приводить до додаткового розсіювання снарядів.

У більшості сучасних АУ плече динамічної пари l не перевищує 5- 30 мм.

Зменшення плеча h можливе тільки за рахунок пониженні висоти лінії вогню і при цьому для виключення ударів гузівника об грунт необхідно скоротити довжину відкоту, тобто збільшити силу К(R). Зменшення висоти лінії вогню обмежується умовою загальної компановки АУ. У сучасних АУ Н=0,8-1 м.

4.Стійкість АУ підвищується із зменшенням сили опору відкоту К(R) або плеча Н.

Проте із зменшенням сили К(R), збільшується довжина відкоту, що може привести при великих УВН, до удару гузівника об грунт.

5.Устойчивость АУ підвищується із збільшенням ваги гармати в бойовому положенні Qб і плеча Д₀ . Збільшення цих параметрів обмежено умовами маневреності АУ.

Незначне збільшення Д₀ можна досягти при вживанні верстатів, що складаються або телескопічних.

6. Стійкість АУ підвищується із збільшенням ваги частин відкотів Q₀ при незмінній вазі Qб. Із збільшенням Q₀ момент стійкості зменшується, але при цьому ще більшою мірою зменшується перекидаючий момент внаслідок зменшення сили К(R), що у результаті приводить до підвищення стійкості.

Із збільшенням ваги частин відкотів за інших рівних умов пропорційно зменшується сила опору відкоту К(R). Оскільки частка плеча Q₀Xcosj менше частки члена Rh – у виразі стійкості АУ, те збільшення Q₀ кінець кінцем приводить до збільшення стійкості АУ. Для збільшення ваги частин відкотів Q₀ у багато кого АУ відкатуються циліндри ПОУ.

7. Стійкість АУ підвищуєтьсязі збільшенням кута ствола φ збільшується Мст (стабілізуючий момент) за рахунок зменшення cos φ і зменшується Мопр (перекидаючий момент) за рахунок зменшення плеча h.

Властивість збільшення стійкості гармати із збільшенням УВН φ використовують для забезпечення стійкості міцних АУ шляхом здійснення змінної довжини відкоту. Гармати із змінною довжиною відкоту при малих φ для зменшення сили R мають відкіт довгий. Щоб виключити удар гузівника об грунт при великих φ відкіт роблять коротким. Не дивлячись на збільшення при цьому R стійкість АУ не порушиться.

Для виключення удару гузівника об грунт у міру збільшення УВН можна не змінювати довжину відкоту, а без порушення стійкості збільшувати висоту лінії вогню Н і відповідно плече h.

АУ із змінною висотою лінії вогню поширювання не одержали через складність конструкції.

8. Умова стійкості дозволяє одержати теоретичну залежність подовжнього значення сили опору відкоту R при якій дана гармата буде стійкою. При цьому величину УВН приймають граничною – це такий мінімальний УВН, при якому стійкість даної АУ ще забезпечується.

Щоб мати нагоду вести стрільбу прямим наведенням, для всіх польових гармат доцільно мати УВН = 0.

Для гаубиць і могутніх далекобійних гармат, стійкість яких при φ=0, забезпечити важко, допускається значення φ_пр = 5 -10° і більш.

9. Унаслідок впливу пружності шин, податливості і пружності грунту при пострілі має місце стрибки АУ і відкіт назад, що приводить до збиття наведення, ця величина коливається від декількох десятків мм до декількох сотень мм.

Щоб не заподіяти ударів навіднику відхід не повинен перевищувати величини рівної видаленню зіниці виходу прицілу.

Унаслідок стрибка АУ, наявність зазорів і пружності деталей лафета після пострілу відбувається коливання всієї АУ і частини, що гойдається, зокрема.

Час загасання цих коливань обмежує можливість збільшення скорострільності.

Для зменшення впливу пружності шин деякі АУ мають пристрій для установки їх в бойовому положенні на більш жорсткій опорі. Це досягається вживанням домкратів, піддонів, забиваних в грунт сошників.

Завдання на самостійну підготовку, вивчити:

1. Призначення, класифікація, склад і основні вимоги, що пред'являються до

лафетів.

2. Дія пострілу на жорсткий лафет.

3. Дія пострілу на арт.систему з відкотом по осі.

4. Умови нерухомості і стійкості гармат при відкоті.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Провівши ряд математичних обчислень виводиться наступне рівняння	\|	Лекція № 13

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.017 сек.