CC BY
291
УДК 623.442
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ МАЛОКАЛИБЕРНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ПУШЕК
В.К. Зеленко, В. А. Власов, В.С. Замотаев
Рассматривается методика создания новых образцов малокалиберных автоматических пушек, заключающаяся в создании трехмерной модели известной пушки, стоящей на вооружении, которая в дальнейшем методом масштабного проектирования преобразуется в новый образец под другой патрон. При таком подходе резко сокращается время на проектирование, уменьшаются объемы испытаний, используется отработанная технология получения деталей. Описывается вариант создания новой 23-мм пушки на базе 30-мм пушки 2А72.
Ключевые слова: малокалиберные автоматические пушки, трехмерное моделирование, масштабное проектирование.
Процесс разработки новейших систем вооружений в настоящее время является кропотливой работой занимающей много времени и средств [1, 2].
В России малокалиберные автоматические пушки (МАП) не создавались более тридцати лет. За это время возникли новые задачи и появились современные разнообразные носители, для которых необходимы и новые пушки.
Бывшая отечественная практика создания оружия показала, что в зависимости от определенной задачи разрабатывалась новая техника и под нее свой образец вооружения. Как правило разрабатывалась новая схема автоматики, которая требовала огромных усилий, средств и времени для ее отработки. После итоговых испытаний, при постановке на производстве на серийном заводе оружие претерпевало множество изменений, в результате так называемой конструкторско-технологической отработки, что требовало повторения дорогостоящих испытаний.
Не стоит забывать, что любая система должна пройти проверку временем. Только время и использование в боевых действиях может показать надежность и эффективность образца. В итоге, процесс обретения настоящих достоинств оружия требует больших затрат времени и средств.
Западные коллеги - конструкторы оружия, отработав одну схему автоматики, надолго распространяют ее на различные калибры и модернизированные боеприпасы различного назначения, применяя при этом методику 3Б моделирования и масштабного проектирования.
Масштабное проектирование на сегодняшний день является наибо-
лее мобильным методом создания современной техники, сопровождаемый использованием новейших программ компьютерного твердотельного моделирования.
Суть данного метода является в изменении уже созданного образца с помощью масштабирования под новый боеприпас. Для этого выбирается известный образец, наиболее подходящий по характеристикам и конструкции для решения новых задач, проводится сканирование его деталей на трехмерном сканере и создается 3Б модель этого образца. Модель является основой для работы над трехмерной моделью новой техники. Далее по наперед выбранным критериям определяются масштабы по трем осям координат, и проводится масштабирование каждой детали с учетом ее положения в образце. Из деталей с новыми размерами собирается твердотельная модель, которую можно считать измененной копией бывшей машины.
Методика позволяет значительно сократить время на проектирование образца, упрощает создание технологии изготовления, уменьшает объемы проводимых испытаний.
В тоже время, применяя данную методику к проектированию оружия, надо учитывать: что она не позволит получить размеры ствола и двигателя, которые рассчитываются по другим зависимостям; нельзя смоделировать систему питания - она зависит от патрона и размеров ленты; есть и другие факторы (эргономика, электрооборудование и т. д.).
На кафедре «Стрелково-пушечное вооружение» проведена работа по обучению студентов методам 3Б моделирования при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Например, в одной из работ была выбрана 30-мм пушка 2А72 широко применяемая в сухопутных войсках. Достоинством этой пушки является селективное питание и надежность. Пушка имеет низкий темп стрельбы, он составляет около 400 выстр./мин., что позволяет более экономно расходовать боекомплект. Недостатками является так называемый эффект «хлыста» - ствол при выстреле испытывает на себе мощные колебания, что приводит к резкому снижению точности при стрельбе очередью. Данный недостаток решается помещением стола в направляющие (БМД-4 и БМП-3) или сильным снижением темпа стрельбы (БТР-80А). 2А72 использует мощные выстрелы калибра 30 мм и предназначена для поражения целей на расстоянии до 3000 м.
В условиях локальной войны основная боевая единица армии вероятного противника является пехота, борьба с которой ведется на расстоянии до 2000 м и использование дорогих 30-мм снарядов является нецелесообразным, а использование крупнокалиберных пулеметов на данной дистанции неэффективно, в особенности при стрельбе по легкоброниро-
39
ванной технике, авиации и пехоте, защищенной укрытием.
Приведенные рассуждения позволяют предположить, что многие задачи может решить патрон АМ-23,который способен поражать большинство видов целей на расстоянии до 2000 м, с возможностью разрыва снаряда у цели, поражая ее осколочно-фугасным действием.
Двумя дипломниками проведена большая работа по обмеру деталей пушки 2А72, создана 3Б-модель каждой детали и проведена электронная сборка пушки. Для этого воспользовалась программа
На следующем шаге в данной работе был применен специальный оператор «Масштаб», позволяющий изменять масштаб детали или поверхности в области ее центроиды или системы координат. Элемент «Масштаб» изменяет масштаб только геометрии модели для использования при экспортировании данных, полостей и т. п.
Масштаб, который применен в данной работе был выбран из сравнения двух патронов, под который выполнена пушка - аналог 2А72 и патрона новой пушки АМ-23. Причем рассматривалось два масштаба - по осевой линии и масштаб в радиальном направлении, что вполне допустимо для тел вращения. В результате оказалось, что патрон АО-18 больше патрона АМ-23 по осевой линии в 1,4 раза, а по большему диаметру гильзы в 1,42 раза. Эта схожесть патронов позволила выбрать один масштаб 1,4.
Далее, используя коэффициент 1,4, были уменьшены детали прототипа, которые будут использоваться в новой пушке. Детали, которые не могут быть использованы в новом образце (ствол и др.), проектируются отдельно.
В результате уже проведенной работы на кафедре пройдены описанные выше этапы проектирования и на рис. 1 показан внешний вид новой уменьшенной пушки (а) и пушка прототип (б).
Одновременно проводится расчет всех пружин и ствола т. д.
В процессе проектирования ствольная кольцевая пружина амортизатора заменена на систему обычных пружин, что позволило исключить эффект «хлыста» ствола.
В итоге получаем новый образец вооружения (рис. 2), предназначенный для выполнения абсолютно иных задач.
В таблице представлены сравнительные характеристики прототипа (2А72) и разработанного (СПВ-23) образцов.
Благодаря использованию калибра 23-мм снаряда АМ-23 и особенностям конструкции пушки ее можно установить на многие виды техники, в том числе гражданские машины - джипы (рис. 3).
б
Рис. 1. Внешний вид в масштабе: а - новая пушка; б - 2А72
Рис. 2. 3Б-модель новой пушки
Сравнительные характеристики прототипа и разработанного образцов
№ п/п Характеристика 2А72 СПВ-23
1 Калибр, мм 30 23
2 Снаряд АО-18 АМ-23
3 Дальность прицельной стрельбы, м до 3000 до 2000
4 Масса, кг 82 менее 40
Рис. 3. Джип с моделью установки СПВ-23
Данный образец может быть применим также на вертолетах для вооружения турельных установок, обстреливающих нижнюю полусферу, т. е. для борьбы с наземными целями.
С технической точки зрения производство данного оружия значительно упрощается из-за:
- идентичности простановки размеров с серийно выпускаемой пушкой 2А72, а значит единства технологических и конструкторских баз;
- облегчается проектирование приспособлений для обработки деталей.
Список литературы
1. Основы устройства и функционирования стрелкового оружия / В.А. Власов [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 340 с.
2. Власов В.А. Оружие выпускников ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 294 с.
Зеленко Виктор Кириллович, д-р техн. наук, зав. кафедрой, ivts. tulgu@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Власов Виктор Алексеевич, канд. техн. наук., проф., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Замотаев Виктор Сергеевич, студент, ivts. [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE NEW TECHNOLOGY OF CREA TION OF SMALL-CALIBER A UTOMATIC GUNS
V.K. Zelenko, V.A. Vlasov, V.S. Zamotaev
The method of creation of the new model of small-caliber automatic guns is considered which is creation of 3d model of famous gun in service and the next turns into a new model, using another cartridge by the method of large-scale design. This way shortly reduces time for design, reduces the volume of test, the proven technology used for receive the items. The variant of creation of the new 23 mm gun based on 30 mm 2a72 is described.
Key words: small-caliber automatic guns,3d modeling, large-scale design.
Zelenko Victor Kirillovich, doctor of technical science, the chief of the department, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Vlasov Victor Alexeevich, candidate of technical science, professor, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Zamotaev Victor Sergeevich, student, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
