Спосіб гасіння вимушених коливань

Реферат: Спосіб гасіння вимушених коливань об'єкту, який встановлено на колісний транспортний засіб. Використовують систему (рідинним демпфером), що включає посудину, заповнену рідиною, до верхньої частини якої кріпиться станина (стрілецької зброї і гармат) об'єкту, поршень з отворами, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпуса машини. UA 95611 U (54) СПОСІБ ГАСІННЯ ВИМУШЕНИХ КОЛИВАНЬ UA 95611 U UA 95611 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області машинобудування, зокрема до галузі "Військова техніка". Корисна модель може бути застосована для гасіння вимушених коливань об'єкту, встановленого на колісний транспортний засіб. В ній враховано вертикальні коливання корпусу машини (автомобіля, БТР, БМП чи інших військових машин) при русі по пересічній місцевості чи бездоріжжю, які впливають на точність стрільби. Також корисна модель може бути застосована для цивільної техніки при транспортуванні віброчутливого вантажу, де можуть виникнути пошкодження спричинені динамічними навантаженнями. Відомий спосіб гасіння вимушених коливань об'єкту (для бойових дій), встановленого на колісний транспортний засіб (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное изд., 1987, - 248 с), які відбуваються шляхом обмеження ділянок місцевості по яких рухається машина, напрямку і швидкості її руху. Але такий спосіб має ряд недоліків, а саме: - оскільки п. 255 (стр. 139) "Настанови зі стрілецької справи" (Міністерство оборони України, Київ, 2005, 166 с.) вказує, що "Вогонь при стрільбі з ходу відкривати: - при найменших коливаннях машини, коли вона рухається по рівній ділянці місцевості чи коли коливання починає змінювати свій напрямок (згасає); - коли швидкість машини не змінюється", то це зменшує ефективність використання автомобіля і кулемета в бою; - оскільки п. 252 (стр. 137) "Настанови зі стрілецької справи" (Міністерство оборони України, Київ, 2005, 166 с.) вказує, що "Стрільба з короткої зупинки ведеться на більші дальності, ніж стрільба з ходу, або коли вогонь з ходу через різкі коливання мало ефективний, то при цьому стрільба з короткої зупинки може привести до підвищення ймовірності втрат, як техніки, так і екіпажу". Найближчим до корисної моделі, що заявляється, є спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї і гармат (Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля // Изд.3-е, переработ, и доп. М., "Машиностроение", 1972. - стр. 392), при якому гасіння вимушених коливань об'єкту (стрілецької зброї), встановленої на машині, відбувається завдяки підвісці автомобіля, яка включає в себе пружні ресори і амортизатори. Ресори і амортизатори частково гасять коливання корпуса автомобіля, які залежать від їх характеристик. Однак такий спосіб має ряд недоліків, а саме: - частота і амплітуда вертикальних коливань стрілецької зброї збігається з частотою і амплітудою коливань корпуса автомобіля, що не дозволяє вести вогонь з ходу; - ресори і амортизатори недостатньо забезпечують зниження амплітуди вертикальних коливань автомобіля і об'єкту (кулемета), що не дозволяє ефективно виконувати стрільбу з ходу. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб гасіння вимушених коливань бойового модуля об'єкту (в якому встановлюється озброєння бойової машини) встановленого на колісний транспортний засіб за допомогою системи, яка забезпечить зменшення коливань озброєння при русі транспортного засобу по пересічній місцевості для збільшення ймовірності ураження цілей при веденні вогню з ходу (особливо для бойових модулів з дистанційним керуванням). Поставлена задача вирішується таким чином: спосіб гасіння вимушених коливань бойового модуля доповнюється системою, що включає наступні елементи: посудину, заповнену рідиною, до верхньої частини якої кріпиться станина бойового модуля; поршень з отворами, який розміщений всередині посудини; шток, який з'єднує поршень з корпусом машини і пружини по периметру посудини, за допомогою яких посудина кріпиться до корпусу машини. Наведені елементи у сукупності частково згладжують ударні навантаження, що впливає на зменшення відхилення точки прицілювання озброєння і дозволяє не здійснити грубі перекошення системи, які спричинені динамічними навантаженнями. При русі машини по нерівних поверхнях дороги чи ґрунту (пересічній місцевості чи бездоріжжю) відбуваються її вертикальні коливання, що призводить до відповідного вимушеного руху поршня з отворами, який розміщений всередині посудини і до зміни об'єму рідини між верхньою частиною посудини через отвори поршня. Закон вимушеного руху поршня задаємо у вигляді: zt   a sin t . Швидке зменшення або збільшення об'єму рідини призводить до збільшення відповідної амплітуди вимушених вертикальних коливань системи. Проте, одночасно, при швидкому русі машини відбувається різке стискання і переливання рідини через отвори поршня у нижню частину посудини або у верхню її частину, де діє сила тертя і сила опору, яка залежить від густини рідини і від сумарної площі поверхонь отворів в поршні. За рахунок цього досягається зменшення амплітуди вимушених вертикальних коливань системи з прикріпленою до неї станиною з встановленим на неї об'єктом чи віброчутливим вантажем. Ця система повинна: 1 UA 95611 U 5 10 15 20 25 30 35 40 1) забезпечити необхідне гасіння вертикальних коливань об'єкту, встановленого на колісний транспортний засіб за рахунок зниження амплітуди вертикальних коливань системи; 2) підвищити ймовірність ураження цілей при веденні стрільби з ходу при довільній швидкості машини; 3) підвищити ефективність використання автомобіля і стрілецької зброї в бою; 4) знизити ймовірність втрат, як техніки, так і екіпажу, при веденні вогню з коротких зупинок. Суть запропонованої корисної моделі представлена на Фіг. 1 (початкове положення пристрою), Фіг. 2 (рідина внизу поршня у посудині), Фіг. 3 (рідина у верхній частині посудин) де: 1 - корпус транспортного засобу, 2 - посудина з рідиною, 3 - поршень з отворами, 4 - шток, 5 об'єкт встановлений на КТЗ, 6 - пружини. Спосіб використовується таким чином: Дія системи базується на властивості виникнення сили опору внаслідок протікання рідини через отвори всередині поршня. Сила опору залежить від густини рідини, сумарної площі поверхонь отворів в поршні. Внаслідок протікання рідини через отвори поршня 3, досягається зменшення амплітуди вимушених коливань об'єкту, встановленого на транспортний засіб 1. Під час руху машини по пересічній місцевості корпус машини 1 рухає жорстко прикріплений до нього шток 4, який, в свою чергу, рухає поршень з отворами 3, що примушує рідину перетікати з однієї частини посудини 2 в іншу. Якщо поршень рухається в гору, то рідина з верхньої частини посудини 2 витікає через отвори в нижню частину посудини 2, а коли поршень рухається вниз, то рідина з нижньої частини посудини 2 перетікає у верхню її частину. Внаслідок цього фіксується два фактори: - внаслідок переміщення рідини з верхньої частини в нижню або навпаки - з нижньої частини у верхню сила опору, що виникає між рідиною і поршнем зменшує амплітуду коливань посудини 2 і об'єкта 5, який кріпиться до посудини. - зменшення амплітуди коливань об'єкта 5 залежить від густини рідини, її питомої маси, сумарної площі отворів в поршні, об'єму посудини. Покажемо це графічно на (Фіг.4, де лінія А – закон вимушених коливань, лінія Б – вертикальне переміщення об'єкта), за допомогою комп'ютерної програми Mathematica 5.0. При цьому використаємо такі вихідні дані: m  100 кг; Н Нс с  20000 ;  50000 ; м м zt   a sin t;  z0   0; z0   0, m - вага об'єкту, встановленого на ТЗ, c - коефіцієнт жорсткості пружини,  - коефіцієнт опору рідини. Розглянемо випадок, якщо   0.2;a  0.05 Отже, внаслідок протікання рідини в посудині через отвори поршня, де виникає сила опору, сила тертя, що спричиняє затухання вимушених коливань посудини та зменшується амплітуда коливань корпусу, до якого кріпиться об'єкт. Це дозволяє ефективно виконувати стрільбу з ходу при довільній швидкості машини, підвищити ефективність використання автомобіля і стрілецької зброї в бою, а також знизити ймовірність втрат як техніки, так і екіпажу. Результати можуть бути використані в тих галузях техніки, де необхідно гасити коливання довільного пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб гасіння вимушених коливань об'єкту, який встановлено на колісний транспортний засіб, який відрізняється тим, що для гасіння коливань використовують систему (рідинним демпфером), що включає посудину, заповнену рідиною, до верхньої частини якої кріпиться станина (стрілецької зброї і гармат) об'єкту, поршень з отворами, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпуса машини. 2 UA 95611 U 3 UA 95611 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4