Спосіб гасіння вимушених коливань

Реферат: Спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї і гармат. Додатково доповнюється системою, що включає зовнішню посудину, заповнену повітрям або іншим газом, зі стінками циліндра у вигляді радіатора, до верхньої частини якої кріпиться станина стрілецької зброї і гармат, внутрішній циліндр, розміщений по центру зовнішньої посудини, поршень у внутрішньому циліндрі, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру зовнішньої посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпуса машини. UA 91141 U (12) UA 91141 U UA 91141 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі "Військова техніка". Корисна модель може бути застосована для гасіння вимушених коливань кулемета (гармати) з врахуванням вертикальних коливань корпуса машини (автомобіля, БТР, БМП, танка, гелікоптера чи інших військових машин) при її русі, які впливають на точність стрільби, а також може бути застосована для цивільної техніки. Відомий спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї, встановленої на машині [Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное изд., 1987. - 248 c.), які відбуваються завдяки обмежень ділянок місцевості по яких рухається машина, напрямку і швидкості її руху. Але такий спосіб має ряд недоліків, а саме: оскільки п. 255 (C. 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 (C. 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 імовірності 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. - C. 392], при якому гасіння вимушених коливань 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 характеристик ресор і амортизаторів. Але 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 кулемета, що не дозволяє ефективно виконувати стрільбу з ходу. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї і гармат за допомогою системи, що включає зовнішню посудину, заповнену повітрям або іншим газом, зі стінками циліндра у вигляді радіатора, до верхньої частини якої кріпиться станина стрілецької зброї і гармат, внутрішній циліндр, розміщений по центру зовнішньої посудини, поршень у внутрішньому циліндрі, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру зовнішньої посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпуса машини. Поставлена задача вирішується таким чином: спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї і гармат доповнюється системою, що включає зовнішню посудину, заповнену повітрям або іншим газом, зі стінками циліндра у вигляді радіатора, до верхньої частини якої кріпиться станина стрілецької зброї, внутрішній циліндр, розміщений по центру зовнішньої посудини, поршень у внутрішньому циліндрі, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру зовнішньої посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпуса машини, частково згладжує ударні навантаження і дозволяє не здійснити грубі переконання системи. При русі машини по нерівних поверхнях дороги чи ґрунту (пересіченій місцевості) відбуваються її вертикальні коливання, що приводить до відповідного вимушеного руху поршня всередині внутрішнього циліндра і до зміни об'єму повітря чи газу між зовнішньою посудиною і поршнем. Швидке зменшення або збільшення об'єму повітря чи газу приводить до відповідного адіабатного зростання або зниження температури повітря чи газу. Проте, одночасно, при швидкому русі машини відбувається обдування радіатора зовнішньої посудини, а тому - відведення теплоти від повітря чи газу при стисканні їх об'єму та підведення теплоти до повітря чи газу при збільшенні їх об'єму. За рахунок цього досягається зниження амплітуди коливань температури повітря чи газу, і відповідно, зменшення амплітуди вимушених вертикальних коливань системи з прикріпленою до неї станиною зі стрілецькою зброєю. Ця система повинна: 1) забезпечити необхідне гасіння вертикальних коливань стрілецької зброї за рахунок зниження амплітуди вертикальних коливань системи; 2) дозволити ефективно виконувати стрільбу з ходу при довільній швидкості машини; 3) підвищити ефективність використання автомобіля і стрілецької зброї в бою; 1 UA 91141 U 5 10 15 20 25 30 4) знизити імовірність втрат як техніки, так і екіпажу. Суть запропонованої корисної моделі представлена на Фіг. 1а (початкове положення пристрою), Фіг. 1б (стиснуте повітря в посудині), Фіг. 1в (розріджене повітря в посудині) де: 1 станина зі стрілецькою зброєю або гарматою, 2 - посудина, 3 - поршень, 4 - циліндр, 5 - шток, 6 пружини, 7 - корпус машини. Спосіб використовується таким чином: Дія системи базується на властивості будь-якого газу збільшувати свою температуру під час його стискання і зменшувати її під мас його розрідження. Здійснюючи відведення або підведення теплоти до повітря, яке міститься в посудині 2, досягається зменшення амплітуди вимушених коливань стрілецької зброї або гармати 1. Під час руху машини по пересіченій місцевості шток 5, прикріплений до корпусу машини 7, рухає поршень 3, який стискає або створює розрідження повітря в зовнішній посудині 2. Тиск повітря або газу на поршень 3 залежить від об'єму повітря або газу та його температури. Стиснуте повітря в посудині 2 характеризується вищою температурою від температури навколишнього середовища і підвищеним тиском. Внаслідок обдування посудини з радіаторами повітрям з навколишнього середовища теплота від повітря в посудині 2 відводиться до навколишнього середовища. Це приводить до зниження температури повітря або газу в посудині 2, що в свою чергу супроводжується зниженням тиску повітря або газу на поршень 3. Отже, збурююча сила зменшується, що веде до зниження амплітуди вимушених коливань. Під час зворотного руху поршня 3 в циліндрі 4, яке супроводжується створенням розрідження повітря або газу в посудині 2, температура і тиск повітря або газу в посудині 2 знижуються. Проте, внаслідок обдування посудини з радіатором 2 повітрям з навколишнього середовища, до повітря або газу в посудині 2 підводиться тепло, а це приводить до підвищення температури і тиску повітря або газу в посудині 2. Тим самим збурююча сила зменшується, що викликає згасання вимушених коливань системи з прикріпленою стрілецькою зброєю 1. Використання способу, що заявляється, як показали обчислення на спрощеній моделі посудини і внутрішнього циліндра з повітрям, суттєво змінюють температуру і тиск повітря в посудині при відносній зміні об'єму на 20 %. Для обчислення використано формули для адіабатного і політропного процесів. Якщо відбувається стискання повітря в посудині, то його температура і тиск зростають. Оскільки стискання газу відбувається швидко, то має місце адіабатний процес. Після стискання повітря в посудині його температура і тиск в посудині V  визначається з допомогою формул T2  T1 1  V   2 k 1 k V  та p2  p1 1  , де T1  t1  273 V   2 і t1 початкова температура повітря в посудині і її розмірність t1  C , t 2  T2  273 - температура в 35 посудині під час стискання повітря в посудині і t 2  C , V1 - об'єм повітря в посудині до початку руху поршня, V2 - об'єм повітря в посудині після руху поршня, k  14 - показник адіабати для , повітря. В адіабатному процесі має місце наступна залежність між температурою і тиском k  T  k 1 p 2  p1 1  . T   2 Оскільки відбувається обдування пристрою зовнішнім повітрям, то температура в посудині буде менша від теоретичної. Нехай досягається зменшення температури на 20 %, від k 40 обчисленої теоретичним методом, тоді тиск в посудині дорівнює pпос 2  0,8t 2  273  k 1   p1 .   T1   UA 91141 U t1  C 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° V1 V2 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 t2  C 26° 37° 47° 56° 66° 75° 83° 91° 99° 107° p1 (атм.) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,14 1,29 1,44 1,60 1,76 1,93 2,10 2,28 2,46 2,64 pпос (атм.) 5 1 p 2 (атм.) 1,07 1,19 1,30 1,42 1,54 1,66 1,78 1,90 2,03 2,15 Якщо відбувається розрідження повітря в посудині, то його температура і тиск зменшуються. Оскільки розрідження газу відбувається швидко, то має місце адіабатний процес. Після розрідження повітря в посудині його температура і тиск в посудині V  визначається за допомогою формул T2  T1 1  V   2 k 1 k V  та p2  p1 1  , де T1  t1  273 і t1 V   2 початкова температура повітря в посудині і її розмірність t1  C , t 2  T2  273 температура в 10 посудині під час розрідження повітря в посудині і t 2  C , V1 - об'єм повітря в посудині до початку руху поршня, V2 - об'єм повітря в посудині після руху поршня, k  14 - показник , адіабати для повітря. В адіабатному процесі має місце наступна залежність між температурою і k  T  k 1 тиском p 2  p1 1  . T   2 Оскільки відбувається обдування пристрою зовнішнім повітрям, то температура в посудині буде більша від теоретичної. Нехай досягається зростання температури на 20 % від обчисленої k теоретичним методом, тоді тиск в посудині дорівнює pпос  0,8t 2  273  k 1   p1 .   T1   15 t1  C 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 t2  C 9° 3° -3° -10° -16° -23° -30° -38° -46° -54° p1 (атм.) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 p 2 (атм.) 0,931 0,862 0,796 0,73 0,67 0,61 0,55 0,49 0,43 0,38 pпос (атм.) 0,952 0,870 0,803 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 V1 V2 20 Отже, внаслідок відводу або підводу тепла до повітря в посудину при обдуванні посудини збільшується період вимушених коливань посудини та зменшується амплітуда коливань станини зі стрілецькою зброєю. Це дозволяє ефективно виконувати стрільбу з ходу при довільній швидкості машини, підвищити ефективність використання автомобіля і стрілецької зброї в бою, а також знизити імовірність втрат як техніки, так і екіпажу. Результати можуть бути використані в тих галузях техніки, де необхідно гасити коливання довільного пристрою та є можливість відбирати і підводити тепло до посудини, на якій встановлено пристрій. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб гасіння вимушених коливань стрілецької зброї і гармат, який відрізняється тим, що доповнюється системою, що включає зовнішню посудину, заповнену повітрям або іншим газом, зі стінками циліндра у вигляді радіатора, до верхньої частини якої кріпиться станина стрілецької зброї і гармат, внутрішній циліндр, розміщений по центру зовнішньої посудини, поршень у внутрішньому циліндрі, шток, який з'єднує поршень з корпусом машини, і пружини по периметру зовнішньої посудини, з допомогою яких посудина прикріплюється до корпусу машини. 3 UA 91141 U 4 UA 91141 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 5