CC BY
20
Dr Zoran Ristić,
pukovnik, dipl. inž.
Vojna akademija — Odsek logistike, Beograd
NEKE KARAKTERISTIKE PROTOČNIH OTVORA HIDRAULIČNE KOČNICE TRZANJA ARTILJERIJSKIH ORU\A
UDC: 62-592.2.000.532.5 : 623.41/.42
Rezime:
U radu su prikazani tipicni oblici protocnih otvora hidraulicnih kocnica artiljerijskih oruđa i njihove osnovne karakteristike. Izvr{ena je analiza koeficijenata protoka tecnosti i koeficijenta otpora proticanja tecnosti za razlicitu geometriju protocnih otvora na osnovu eksperimentalnih podataka. Data je metodologija određivanja koeficijenta otpora proticanja tecnosti i uticaj na velicinu sile otpora hidraulicne kocnice trzanja.
Kljucne reci: hidraulicna kocnica, artiljerijska oruđa, protocni otvori, koeficijent otpora pro-ticanja.
SOME CHARACTERISTICS OF THE ORIFICE AREAS IN HYDRAULIC RECOIL BRAKES ON ARTILLERY WEAPONS
Summary:
This work presents some common forms of the orifice area in hydraulic recoil brakes and their basic characteristics. The analysis of the fluid flow coefficient and the flow resistance coefficient is performed for various geometry surface areas on the basis of experimental data. The methodology of determining the flow resistance coefficient and its influence on the hydraulic braking force has been given.
Key words: hydraulic brake, artillery weapon, orifice area, flow resistance coefficient.
Uvod
Problem proticanja te~nosti kroz ce-vi, naro~ito poslednjih godina, inicirao je relativno veliki broj eksperimenata i teo-rijskih radova iz te oblasti. U ve}ini ovih radova razmatraju se zakonitosti protica-nja uglavnom idealne te~nosti, a manje viskoznih te~nosti, posebno ne na na~in koji odgovara realnom procesu u hidrau-li~noj ko~nici (HK) oru|a. Neki autori problem hidrauli~nih ko~nica oru|a te-sno vezuju bilo za studiju proticanja kroz cevi, bilo kroz dijafragme. Sve zavi-si od toga da li se otvor za proticanje te~-
nosti u klipu HK razmatra kao „cev“ ili samo kao „otvor“ u tankoj pregradi.
Bitna razlika izme|u ovih otvora je u tome {to kod cevi najve}i zna~aj ima dužina i pre~nik, a kod dijafragmi ulazni i izlazni oblik otvora. Treba naglasiti da su proto~ni otvori u hidrauli~nim cilin-drima na ko~nicama oruđa, koji propu-{taju te~nost s jedne strane klipa na dru-gu, vrlo sli~ni dijafragmama. Uloga dijafragme HK sastoji se u stvaranju razlike pritiska između jedne i druge strane dijafragme, kao i da naglim smanjenjem pre-seka za proticanje u cilindru transformi{e energiju pritiska u kineti~ku energiju.
58
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2004.
Hidraulicno funkcionisanje dijafrag-me karakterise se, pre svega, koeficijen-tom protoka ^p, a kada se radi o problemu HK, i koeficijentom otpora proticanja k. Oba koeficijenta odre|uju se na isti na-cin, merenjem protoka Q (m3/s) pod iz-vesnim pritiskom. Za viskozne tecnosti važi relacija [1]:
Q = ^џа V2Ap/p (1)
gde je:
џ - koeficijent kontrakcije, a - presek protocnog otvora,
Ap - razlika pritiska izmelu dve tacke s jedne i druge strane dijafragme,
£, - koeficijent gubitaka (obuhvata unu-trasnja trenja realne tecnosti), p - gustina protocne tecnosti,
Ako se uzme da je Е,џ = ^p onda se prema (1) za koeficijent protoka dobija:
Q
^p a/2Ap7F (2)
Analogno, prema [2], za koeficijent otpora proticanja k dobija se ista relacija. Ovako definisani koeficijenti melusobno se razlikuju za velicine pada pritiska Ap merenog u prostoru iza dijafragme. U prakticnoj upotrebi postoji odreleni broj dijafragmi koje su normalizovane, sa tacno odrelenim dimenzijama i hi-draulicnim karakteristikama. U praksi HK mogu se naći slucajevi vise vari-janti osnovnih tipova dijafragmi, pri ce-mu se svaka od varijanti može kombi-novati sa prstenastim oblikom protoc-nog otvora.
Neki rezultati eksperimenata ovih dijafragmi mogu da se primene i na pro-
tocne otvore u HK, uz veću ili manju tac-nost rezultata, s obzirom na to da su i metode merenja protoka u principu mno-gobrojne i vrlo razlicite.
Cilj je da se iz dobijenih rezultata sa merenjem protoka dole do zakljucka koji će korektno moći da se primeni na odre-livanje hidraulicnih karakteristika nekog već usvojenog protocnog otvora u HK odrelenog tipa.
Eksperimentalna istraživanja
U siroj literaturi [3 i 4] mogu se naći brojni podaci o eksperimentalnom odreli-vanju koeficijenta protoka i otpora tecno-sti kroz razlicite tipove dijafragmi. Rezultati su prikazani u funkciji Re-broja koji se može odnositi na otvore precnika u dijafragmi ili na presek same cevi u kojoj je smestena dijafragma. Dijafragme, geome-trijski slicne i postavljene u slicne cevi, takole se mogu izraziti u funkciji od Re-broja i odnosa precnika dijafragme i cevi.
^p = f (^
Od brojnih eksperimenata sa dija-fragmama, raznih autora (Johansen, Hodgson, Daugherty, Witte, Hansen, Jakob i dr.), ovde će biti navedeni neki važniji rezultati koji su karakteristicni za HK. Pri tome, treba napomenuti da je za HK mnogo znacajnije poznavanje i odreliva-nje koeficijenta otpora proticanja k. Pre-ma karakteru promene k u funkciji od Re-broja važno je da se odredi vrednost Re pri kojem k postaje konstantno. Bu-dući da se pri odrelivanju k pad pritiska Ap meri u tackama gde tecni mlaz potpu-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2004.
59
no ispunjava cilindar, to se izmedu po-smatranih preseka moraju uvažiti svi pa-dovi pritiska prema Bernuli-Bordinoj jednacini. Tako se, za realne tecnosti na osnovu poznatih jednacina i jednacine kontinuiteta, u slucaju naglog prosirenja preseka za pad pritiska dobija [2]:
Лр = Л(1 - m)2 ^ (3)
k2 2
gde je:
k - koeficijent otpora proticanja, k = f(Re), m = (d/D)2 i w - brzina strujanja tecnosti.
Relacija (3) omogućava da se za de-finisane protocne otvore u HK odredenog tipa, korisćenjem eksperimentalnih ili proracunskih rezultata, mogu sasvim ko-rektno utvrditi vrednosti koeficijenta otpora (k). Ova cinjenica iskorisćena je u daljem radu.
Ocigledno je da bi koeficijent k tre-balo da se razlikuje od koeficijenta pro-toka ^p za velicinu pada pritiska iza dija-fragme koji se obicno ne obuhvata mere-njem protoka. Medutim, iz eksperimen-talnih rezultata odredivanja zavisnosti vi-di se da ^p, k = f(Re) na dijafragmama sa razlicitim otvorima (Ruppel je ispitao 26 dijafragmi sa otvorima m = 0,04 + 0,6, a Dumez sa tecnostima raznih viskoznosti i Re < 1000). Eksperimenti Shlaga i Wit-tea pokazali su da:
- ispred dijafragme razlika izmedu pritiska dobijenog standardnim mere-njem u blizini protocnog otvora i pritiska dobijenog u tacki gde tecni mlaz potpuno ispunjava cev, može dostići 15% stan-dardnog pritiska;
- iza dijafragme, pri cemu je mere-nje pritiska vrseno na odstojanju od 3D
do 5D, ova razlika pritiska može dostići 50% standardnog pritiska za odnos d/D = 0,2, odnosno 5% standardnog pritiska za odnos d/D = 0,7.
Kako je u HK protocni otvor mali u odnosu na cev, tj. hidraulicni cilindar u kome se kreće klip (m < 0,04 + 0,09), može se ocekivati da će i razlike izmedu koeficijenata k i ^p biti relativno male. Pri većim Re-brojevima oba koeficijenta su konstantna, a koeficijent k može se dobiti iz ^p, tako sto se pri d/D = (0,05 i 0,1) koeficijent ^p poveća za 1%, odno-sno 2% [2]. Takode, utvrdeno je da pri velikim Re brojevima koeficijenti protoka i otpora teže da se izjednace sa koefi-cijentom kontrakcije tecnosti p,. Kod srednjih i malih Re brojeva oba koeficijenta teže da se izjednace, i oba se potpuno razlikuju od koeficijenta kontrakcije.
Za protivtrzajuće uredaje uopste, a za HK posebno, znacajno je da se za raz-ne oblike protocnog otvora utvrdi pri ko-jem najmanjem Re-broju koeficijent protoka postaje konstantan (^p = const). U odnosu na klasicnu metodu, poboljsani model proracuna hidraulicnih parametara kocnice treba da omogući utvrdivanje vrednosti k = f(Re) za celi proces kreta-nja klipa pri trzanju.
Od brojnih eksperimentalnih rezul-tata sa kružnim otvorima, ciji je odnos d/D < 0,3 , a koji se navode u [2] i [5], na slici 1 predstavljeni su samo oni koji su tipicni i najcesće korisćeni pri projekto-vanju HK na artiljerijskim sistemima.
Iz eksperimentalnih istraživanja, ko-ja su uporedno predstavljena na slici 2, za navedene protocne otvore može se is-taći sledeće:
- za protocni otvor u tankoj pregradi sa prednjom ravnom povrsinom (Johan-
60
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2004.
Sl. 1 — Oblici protocnih otvora hidraulicne kočnice
sen, Hodgson - slika 1a), koeficijent pro-toka postaje približno konstantan po-~ev od Re = 100. Sa povećanjem Re brojeva ^p raste, ima maksimum i teži prema vrednosti ^p = 0,62;
- za konvergentno-divergentni pro-to~ni otvor (Witte - slika 1b), cilindri~ni deo skoro da ne postoji. Koeficijent pro-toka ^p je konstantan, po~ev od Re = 500, i teži prema vrednosti ^p = 0,92;
- proto~ni otvor obrnut je u odnosu na prethodni (Hansen, slika 1c), ima vrlo kratak ulazni konus, a cilindri~ni deo skoro da i ne postoji. Maksimum se po-stiže kod Re = 1000, a konstantna vred-nost za ^p je pri Re = 5000;
- proto~ni otvor cilindri~nog tipa (slika 1d) daje promenljive vrednosti koeficijenta ^p. Kod dužih otvora ^p postaje konstantan tek za vrednosti Re > 1000, a za kraće otvore mora se približno uzeti da je konstantan kod Re > 2000;
- proto~ni otvor u zaobljenoj dija-fragmi (slika 1e) sa odnosom m = 0,05 daje približno konstantan koeficjent ^p pri Re = 1000, a sa odnosom m = 0,36 pri Re = 500. Kod odnosa pre~nika m = 0,05, ^p teži vrednosti 0,77, a za m = 0,36 prema 0,9.
Može se konstatovati da proto~ni otvor tipa Johansen ima najkonstantniji, a cilindri~ni proto~ni otvor najpromenlji-viji koeficijent protoka ^p i, prema tome, koeficijent otpora k proticanja te~nosti. Ovu ~injenicu treba imati u vidu, naro~i-to pri projektovanju proto~nih otvora kod pojedinih tipova HK, a time i ukupne ve-li~ine potrebne sile hidrauli~nog otpora trzanju. Na kraju, treba podsetiti da prema podacima o HK, postojećim modeli-ma u vezi sa istraživanjem koeficijenta otpora proticanja, jos uvek nisu pouzda-no i ta~no određene pripadajuće vrednosti koeficijenta za celi proces trzanja.
Analiza koeficijenta otpora proticanja tecnosti
U dostupnim izvorima obi~no se da-ju razli~ite vrednosti koeficijenta otpora proticanja te~nosti k, tabela 1. S druge strane, u postojećoj metodologiji prora-~una HK (klasi~ni metod), za koeficijen-te otpora k uzimaju se konstantne vrednosti na celom putu trzanja, sto nije ko-rektno i ta~no.
Tabela 1
Vrednost koeficijenta otpora proticanja
Autori Osnovno proticanje Dopunsko proticanje
1+i kj=—— (Tolockov) Џ •1- II £ gr II •1- gr
k> = ^ J a 1 1 c2p2r У А+а) (Orlov) 1,1 < k < 4 •I- CO II
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2004.
61
Oznake velicina u tabeli 1 su:
£, - koeficijent unutrasnjeg trenja tecnosti;
џ - koeficijent kontrakcije tecnosti za otvore sa ostrim ivicama;
C = 0,9 + 0,95 - koeficijent gubita-ka usled trenja tecnosti;
Цг = 0,5 фг2 - koeficijent kontrakcije tecnosti za otvore sa zaobljenim ivicama; r
фг = 1 + 1,77 —j= - geometrijska ka-
Va
rakteristika otvora (r - radijus zaobljenja);
a, A - povrsina preseka kanala i ci-lindra kocnice.
Prema [6] obicno se uzima da je 0,5< C џr < C i 0 < r < 0,23Wa.
Postavlja se pitanje da li se ovi re-zultati mogu primeniti na protocne otvo-re u HK? Sa gledista hidraulicnog funk-cionisanja i s obzirom na konstrukcione oblike, ocigledno je da postoji vise razlo-ga koji sprecavaju prostu primenu rezul-tata opita sa dijafragmama na protocne otvore HK. Medu njima su karakteristic-ni sledeći:
- u HK od pocetka do kraja trzanja režim i brzina proticanja se vise puta me-njaju, a cesto i presek protocnog otvora;
- pokretanje tecnosti iz stanja miro-vanja vrsi se naglo, sa velikim brzinama strujanja, pri cemu je lako moguće da se izazove turbulencija strujanja;
- protocni otvori kocnica cesto su komplikovani (po obliku i dimenzijama), tako da u celini nemaju nikakve veze sa uobicajenim otvorima eksperimentalne hidromehanike. Kako je dijafragma obicno predstavljena jednom tankom pregra-dom sa vrlo malom dužinom otvora, do-tle su protocni otvori HK cesto dugacki deset do dvadeset precnika sa naglim promenama pravca i preseka;
- stvaranje emulzije u tecnosti usled oscilovanja lafeta oruda pri opaljenju (mesanje sa vazdusnim mehurima) može da izazove vrtloženje tecnosti i formira-nje turbulentnog režima i pri manjim Re-brojevima nego pri ispitivanju u stabil-nim laboratorijskim uslovima.
Sve to pokazuje da se dobijeni eksperi-mentalni rezultati pri laboratorijskim ispiti-vanjima ne mogu dosledno primeniti na HK, osim kao polazna i gruba uprosćenja.
Ukoliko se oblik protocnog otvora HK vise razlikuje od normalnih dijafrag-mi, utoliko je nesigurnija vrednost koefi-cijenta otpora proticanja k koja bi se od-redila prema slicnosti sa ovim dijafragmama. Nacin odredivanja koeficijenta k zavisiće od toga u kom stepenu je protoc-ni otvor komplikovaniji od najprostijeg otvora, tj. dijafragme.
Koeficijent otpora k, cija je vrednost data u vrlo sirokim granicama (tabela 1), ili je vezana za rezultate eksperimenta sa normiranim dijafragmama, predstavlja najslabiju stranu klasicne metode za od-redivanje hidraulicnog pritiska u HK. Klasicna metoda, razvijena na osnovu korigovanog Toricelijevog zakona [2], daje relativno jednostavan oblik za hidra-ulicni otpor kocnice, a time i jednostav-nije resenje jednacine kretanja trzajuće mase. Ova metoda, uz odredene korekci-je koje se pre svega odnose na „retusira-nje“ (dodatna dorada) već izradenih pro-tocnih otvora, i danas se koristi pri pro-jektovanju kocnica na orudima sve dok se ne dobiju zadovoljavajući rezultati.
Autori klasicne metode posmatraju koeficijent k kao korektivni koeficijent koji sa-drži sve ono sto izaziva razliku u proticanju izmedu idealnih i viskoznih tecnosti. Njime se obuhvata korekcija pada pritiska zbog vi-skoznosti, vrtloga, oblika i dužine protoc-
62
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2004.
nog otvora, i brzine proticanja. Imajući u vi-du raznolikost protocnih otvora HK, zavi-sno od konstrukcionog re{enja, velicine koeficijenta k koje navode pojedini autori sko-ro da nemaju nikakvu prakticnu vrednost. Za HK razvrstane prema obliku i dužini protocnog otvora, razliciti su i uslovi po ko-jima se odreduju vrednosti parametara proticanja. Prema [2] kod HK sa vrlo kratkim protocnim otvorima koje obezbeduju du-gacko trzanje, velicina koeficijenta k usvaja se sa srednjom vredno{ću koja je konstant-na na celoj dužini trzanja, a odreduje se prema dijagramu prikazanom na slici 2.
Kod HK, sa dužinama otvora za proticanje od 20 do 50 mm, koje ostvaru-ju promenljiva trzanja, brzina proticanja tecnosti brzo dostiže svoju maksimalnu vrednost. Pri takvoj brzini, koja zatim postepeno opada na preostalom - većem delu ukupne dužine trzanja, Re-broj je dovoljno veliki, pa se može uzeti da je koeficijent otpora konstantan, a hidrau-licni pritisak proporcionalan brzini proti-canja w2. Pri tome se ne može zanemariti uticaj dužine protocnog kanala. Kod oru-da sa kratkim trzanjem (veliki uglovi ele-vacije cevi), brzina proticanja tecnosti na pocetnom delu puta trzanja raste, a u to-ku druge polovine opada. Proticanje je, prema tome, jako promenljivo, a time i vrednost koeficijenta k.
U slucaju HK sa vi{e protocnih kanala raznih oblika, dužine i pravca, koje se u praksi rede susreću, ocigledno je da bi bilo izuzetno te{ko da se svi otpori ob-uhvate nekim zajednickim koeficijentom koji bi se unapred odredio. Pad pritiska izmedu ulaza u protocni kanal i krajnjeg izlaza može se tada izraziti jednim kom-pleksnim izrazom u kojem se nalaze hi-draulicne vrednosti za svaku pojedinacnu sekciju protocnog kanala [2, 5].
Za postavljanje tacnijeg modela hi-draulicnog funkcionisanja HK, bez obzi-ra na konstrukciona re{enja, treba uvažiti sledeće cinjenice:
- hidraulicni režim u kocnici vrlo je promenljiv u toku samo jednog trzanja, kao i od jednog do drugog opaljenja met-ka u funkciji temperature;
- koeficijent otpora proticanja k, koji obuhvata sve faktore promena realne slike procesa strujanja tecnosti, prakticno je ne-moguće tacno definisati i analizirati bez pouzdanih eksperimentalnih rezultata;
- pri trzanju tecnost protice kroz protocne otvore u kocnici uvek kroz naj-manje tri faze, od kojih su pocetna i zavr-{na u laminarnom režimu, a srednja u la-minarnom ili turbulentnom režimu [6];
- faktori koji uticu na promenljivost funkcionisanja su: viskoznost tecnosti, specificna masa tecnosti, oblik i dimenzi-je protocnog otvora, oblik ulaza i izlaza protocnog otvora, kao i uslovi ispred i iza protocnog otvora.
Na osnovu navedenog ukupni pad pritiska u kocnici, u odnosu na klasicni model Toricelijeve teoreme, korigovane eksperimentalnim koeficijentom k [7], može se korektnije definisati. Naime, on treba da se izrazi kao suma padova pritiska: u samom protocnom kanalu, zbog promene povr{ine preseka, i zbog naglog ili konicnog suženja i pro{irenja otvora. U teorijskom smislu, na ovaj nacin je pozna-ta Bernuli-Bordina relacija [8], pro{irena clanom koji sadrži gubitke usled unutra-{njeg trenja tecnosti. Prema tome, pritisak u svakoj tacki trzanja, u op{tem slucaju, jeste suma laminarnog, turbulentnog i Bernuli-Bordinog clana. Koliko će clano-va kojim se defini{e laminarni ili turbu-lentni režim strujanja tecnosti u kocnici biti konstitutivno za op{tu jednacinu pritiska zavisi od konstrukcionih oblika i di-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2004.
63
menzija kanala kroz koje tecnost treba da prođe za vreme trzanja. U svakom sluca-ju, jednacina hidraulicnog pritiska u koc-nici, izražena u funkciji brzine kretanja klipa je kompleksna, kao i ukupni hidrau-licni otpor kocnice u toku trzanja.
Ovakav prilaz u definisanju dina-mickog modela ponasanja hidraulicne kocnice može poslužiti za njenu matema-ticku formalizaciju i poboljsanje klasicne metode projektovanja HK oruđa.
Prema podacima u dostupnoj litera-turi, ne postoji a priori egzaktan model za određivanje koeficijenta otpora proti-canja tecnosti koji se može jednoznacno primeniti na HK. Posto su prethodno utvrđeni parametri od kojih zavisi pro-menljivost koeficijenta otpora proticanja k, posebno je važno da se za određeni tip HK odredi zakonitost promene k = f(x, t) na ukupnom putu trzanja. Ideja je da se u dijapazonu granicnih vrednosti k prema podacima iz literature (tabela 1) meto-dom simulacije na usvojenom modelu definise zakon k = f(x, t) koji obezbeđuje isti ili približno isti nivo promene sile hi-draulicnog otpora kocnice utvrđene eks-perimentalnim putem. Korektnost celog postupka potvrdiće ili demantovati ste-pen odstupanja velicina dobijen na osno-vu uporedne analize proracunskih i eks-perimentalnih rezultata.
Treba naglasiti da je potpuno i tacno definisanje koeficijenta k prakticno ne-moguće bez opsežnih eksperimentalnih istraživanja na konkretnim resenjima HK artiljerijskih sistema u realnim uslovima. Ovakva ispitivanja zahtevaju složenu mernu opremu i znatna materijalna sred-stva koja u nasim uslovima sada nisu moguća. Radi toga posebno su vredna is-traživanja izvrsena u VTI [9] tokom se-damdesetih godina na određenom broju artiljerijskih sistema.
U dostupnoj literaturi iz ove oblasti u novije vreme takođe nisu poznati niti objavljeni rezultati eksperimentalnih is-traživanja.
Neka saznanja o ovom problemu, prema [10], koja su publikovana u SAD, a namenjena za potrebe US Army Armament Research And Development Command - Dover, mogu korisno da posluže za prakticno određivanje koeficijenta otpora k. Naime, metodologija određivanja koeficijenta k opisuje se kao pokusaj i greska iterativnog postupka proracuna. Na pocetku procesa usvaja se određena vrednost koeficijenta k i izracunava priti-sak tecnosti (kriva pritiska) prema mate-matickom modelu. Ako proracunska kri-va pritiska nije podudarna ili približna te-stiranoj (eksperimentalnoj) krivi pritiska, koeficijent k se menja i kriva pritisaka ponovo proracunava. Procedura se nasta-vlja sve dok se ne utvrdi prihvatljiva vrednost koeficijenta k. Ako HK ima promenljivu dužinu trzanja, k se utvrđuje najpre za kratko trzanje, a nakon toga se procedura ponavlja za duge trzajuće pro-tocne otvore (kanale).
Zavisno od tipa HK, zatim od toga kako su protocni otvori definisani, kao i od vrste hidraulicne tecnosti koja se kori-sti, koeficijent k je u granicama 0,5 < k < 1,0. Međutim, ove vrednosti nisu univer-zalne za postojeće slucajeve konvencio-nalnih trzajućih uređaja, pa se koeficijen-ti otpora k moraju definisati za svaki konkretni trzajući uređaj.
U procesu izbora potrebnog koeficijenta otpora k u obzir treba da se uzme velicina koeficijenta otpora za dugo trzanje (najveće dozvoljeno trzanje), vreme trzanja i pik (vrh) krive pritiska tecnosti. Realno je, i za praksu korektno, da pri
64
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2004.
dugom trzanju dole do slaganja oko 1% rezultata ili manje, za krive pritiska na celoj dužini trzanja, kako je prikazano na slici 3.
Prema polaznim podacima koji su generisani kori{}enjem odgovaraju}eg kompjuterskog modela [10], dobijeni su rezultati prora~una za slede}e artiljerij-
ske sisteme: M119 E5, M119 L, M123 L MOD i M123 HMD1. Karakteristi~ne vrednosti prora~unskih veli~ina prikaza-ne su u tabeli 2.
Na osnovu sprovedene analize, ko-na~no su za koeficijente otpora protica-nja utvrđene tražene vrednosti (posebno ozna~ena kolona u tabeli 2).
I.
^1
ГО
CL 1
1
1
3
1
c
E 8
о
3 6
ГО 4 (Л
•- 2
8x10' 6 x1 0 7 4 x1 0 7 2 x1 0 7 0 x1 0 7 0 x1 0 6 0 x1 0 6 0 x1 0 6 0 x1 0 6
0 .0 0
0 0 0.0 2 0.0 4 0.0 6 0.0 8 0.1 0 0.1 2 0.1 4 0.1 6
V re m e trzanja (s)
Sl. 3 — Eksperimentalna i proračunska kriva pritiska
Tabela 2
Vrednosti proračunskih veličina artiljerijskih sistema
Velicine M119 ES M119 L M123 LMOD M123 HMD1
Koeficijenti otpora proticanja
kL - kanali klipnjace 0,66 0,61 0,63 0,62
ks - uski otvori (prorezi) 0,63 0,63 0,58 0,60
kp - otvori na klipu 0,95 0,95 0,95 0,95
kH - šupljine klipa 0,50 0,50 0,60 0,60
kj - lavirintni otvori 0,95 0,95 0,95 0,95
pm - maksimalni pritisak tecnosti 154,8 bara 89,6 bara 150,1 bara 239,4 bara
tr - vreme trzanja 0,1320 s 0,151 s 0,1440 s 0,1265 s
xx - dužina trzanja 0,592 m 0,870 m 0,914 m 0,659 m
Ae - poklapanje kriva pritiska relativna greška 1,05 % -3,73% 2,98% 5,46%
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2004.
65
Zaključak
Geometrijski oblici protočnih otvora i hidraulicni gubici i otpori koji nastaju pri proticanju tecnosti u cilindru kocnice, dominantno uticu na dinamicko ponasa-nje HK trzanja artiljerijskih oruđa.
U radu su opisane važnije karakteri-stike tipicnih oblika protocnih otvora, i prikazana uporedna analiza sa raznim ob-licima dijafragmi na osnovu eksperimen-talnih rezultata.
Utvrđeno je da se dobijeni eksperi-mentalni podaci u slucaju dijafragmi ne mogu korektno i dosledno primeniti na protocne otvore u HK trzanja, već da se mogu uzeti samo kao polazno i grubo upro{ćenje. Iz analize koeficijenata otpo-ra proticanja tecnosti kroz protocne otvore u cilindru kocnice sledi da on nije konstantan, kako se uzima u klasicnom modelu proracuna HK. Za tacno defini-sanje koeficijenta otpora neophodna su
eksperimentalna merenja na konkretnim re{enjima HK u realnim uslovima. S ob-zirom na to, u radu su opisana iskustva koja mogu korisno da posluže za prak-ticno određivanje vrednosti koeficijenta otpora proticanja tecnosti (k).
Literatura:
[1] Ristić, Z.: Prilog numerickoj analizi hidraulicnog sistema za kocenje kretanja cevi oruđa (doktorska disertacija) VTA, Beograd, 1999.
[2] Stanisavljević, B.: Projektovanje artiljerijskih sistema, (knjiga 2) — Teorija hidroelasticnih sistema, VTI, Beograd, 1960.
[3] Pecarnik, N.: Tehnicka mehanika fluida, Skolska knjiga, Zagreb, 1989.
[4] Asković, R. i dr.: Hidraulika: Teorijske osnove ispitivanja i merenja, OMO, Beograd, 1985.
[5] Rivals, A.: Cours de matriels d’Artillery, Tom III, Paris, 1954.
[6] Perme, B.: Mehanika fluida, VTA, Beograd, 1998.
[7] Jovanović, R.: Eksperimentalno određivanje koeficijenata proticanja u hidraulicnim kocnicama oruđa, NTP br.10, VTI Beograd, 1971.
[8] Jasin, M.: Rascot parametrov gidrodemferov s diskretno iz-meniem{cimsja oknami, Ma{inostroenie, Moskva, 1981.
[9] VTI Beograd: Elaborat br. 35—418, Izbor optimalne metode proracuna HES oruđa, Beograd, 1974.
[10] Arora, J.; Hauge, E.: A Gide to Designe of Artillery Recoill System, US AADCOM, Dover, 1977.
66
VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2004.
