CC BY
84
- провести прочностные расчеты деталей и пружин пистолета при стрельбе новыми подводными патронами.
Власов Виктор Алексеевич, канд. техн. наук, доцент, ivts. tulgu@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сидоров Илья Владимирович, аспирант, ivts. tulgu@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DESIGN FEATURES OF UNDERWATER SMALL ARMS V.A. Vlasov, I. V. Sidorov
The analysis of modern underwater weapons is carried out. The task is to create a method of calculation and design that would allow samples of small arms in service to get a second quality - shooting under water. For example, the GSH-18 pistol the calculations of its work under water, and recommendations for the creation of a new underwater cartridge for normal operation of the gun under water.
Key words: underwater, gun, ammunition, swimmers.
Vlasov Viktor Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Tula state University,
Sidorov Ilya Vladimirovich, postgraduate, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК 623.442
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ АВТОМАТИКИ ПИСТОЛЕТОВ-ПУЛЕМЕТОВ СО СВОБОДНЫМ ЗАТВОРОМ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТРЕЛЬБЫ
А.З. Гараев, С.М. Мещеряков, А.И. Неверов
Рассматривается вопрос влияния основных конструктивных параметров автоматики систем с отдачей свободного затвора на импульсно-силовую диаграмму. Проведено исследование влияние режима работы автоматики пистолетов-пулеметов со свободным затвором на эффективность стрельбы.
Ключевые слова: автоматическое стрелковое оружие, пистолет-пулемет, устойчивость, импульс отдачи, свободный затвор, коэффициент фиктивности массы затвора, шептало, выкат затвора.
Устойчивость ручного автоматического оружия есть свойство сохранять приданное положение канала ствола в пространстве перед выстрелом [1].
Исследование устойчивости автоматического стрелкового оружия проводилось как отечественными, так и зарубежными исследователями [2, 3]. Степень точности математических моделей, определяемую вводимыми в них допущениями, накладывает ограничения на удобство и простоту пользования ими.
Устойчивость оружия, построенного на классической схеме возвратно-поступательного движения ведущего звена, определяется силовыми факторами возмущения от действия выстрела и реакции стрелка (описывается импульсно-силовой диаграммой оружия), массоинерционными характеристиками образца оружия, а также дульными устройствами.
Рассмотрим особенности импульсно-силовой диаграммы оружия (ИСД) с отдачей свободного затвора. Полный импульс отдачи оружия за весь цикл автоматики не зависит от режима работы автоматики и определяется типом патрона: массой пули q, массой пороха со, коэффициентом периода последействия /? и дульной скоростью пули Уо
Зр={Ч + /5со)-У0.
Импульс отдачи, воспринимаемый оружием за время цикла работы автоматики, складывается из ряда последовательно действующих импульсов: .¡2, ./з и растянутого по времени импульса силы П возвратной пружины (рис. 1).
Первый по времени импульс «Л, в случае схемы со свободным затвором, является импульсом JR от действия силы трения между гильзой и патронником.
Импульс Зг - это импульс от удара затвора в крайнем заднем положении, импульс /з - от удара затвора в крайнем переднем положении.
Рис. 1. Импульсно-силовая диаграмма оружия со свободным затвором
Как показывает, опыт стрельбы из пистолетов со свободным затвором, при загрязнении патронника вероятность попадания уменьшается более чем в 2 раза по сравнению со стрельбой при чистом смазанном патроннике [4]. Это объясняется тем, что импульс силы сопротивления гильзы Зк, действующий на оружие во время прохождения пули по каналу ствола, при загрязнении патронника увеличивается в 1,5...2 раза. Величина этого импульса одинакова для всех схем работы и зависит от коэффициента фиктивности массы затвора (р3:
3 (Ф -1)
] = _- т
* Ф3 ' (1)
Для мощных пистолетных патронов и в случае сухого грязного патронника этот импульс может составлять до половины и больше от всего импульса отдачи. Влияние этого импульса будет больше при одиночной
стрельбе, так как при автоматической стрельбе импульс J\ будет частично уравновешиваться импульсом Jз от удара затвора в крайнем переднем положении.
Импульс в крайнем переднем положении затвора определяется как
Jз = Мз^КПП (1+Ъ), (2)
где Мз - масса свободного затвора; Ъ - коэффициент восстановления скорости при ударе, вследствие кинематической связи затвора и ствола через возвратную пружину, можно принять равным нулю.
Скорость затвора в крайнем переднем положении, без учета работы по досыланию патрона, можно определить, как
^КПП
2Е
ВП I Л /2
м-^ (3)
з
Импульс в крайнем заднем положении затвора (КЗП) для критического и безударного режимов работы равен нулю, для ударного режима работы
J2 = Мз^КЗП (1+Ъ), (4)
От ударного импульса J2 в крайнем заднем положении можно избавиться за счет усиления возвратной пружины при переходе к безударному режиму работы. В этом случае импульс J2 в виде импульса от силы пружины растянется по времени на весь цикл работы автоматики, но при этом увеличится и импульс удара в крайнем переднем положении. Как показывают расчеты, при безударном режиме работы увеличиваются габариты оружия за счет возвратной пружины. Окончательный выбор режима работы автоматики нужно производить при решении задачи устойчивости оружия.
При проектировании пистолетов-пулеметов (ПП) к ним предъявляются противоречивые требования: с одной стороны, компактности оружия, а с другой стороны, невысокого темпа стрельбы для управления оружием при стрельбе очередями. Современные ПП проектируются как с безударным режимом работы автоматики при отсутствии удара затвора о ствольную коробку в КЗП, так и с ударным режимом. В некоторых образцах возможен переход от одного режима работы к другому, например, при смене типа патрона (ПП «Бизон-2»), либо при изменении температуры окружающей среды. Максимальную скорость затвора при откате, обеспечивающую скорость затвора в КЗП равную нулю, будем называть критической скоростью Vk, а соответствующий режим работы автоматики - критическим режимом. Значение максимальной критической скорости определяется из условия равенства кинетической энергии затвора сумме работ, совершаемых затвором при откате. Максимальная скорость затвора Vm достигается в конце работы двигателя автоматики, а при фиксированном импульсе патрона ее величина зависит от массы затвора.
В работе [4] показано, что влияние максимальной скорости затвора на темп стрельбы различно при ударном и безударном режимах работы. При безударном режиме увеличение скорости приводит к снижению темпа
стрельбы. Минимальный темп стрельбы достигается при Ут = Уь. При дальнейшем увеличении скорости устанавливается ударный режим работы и происходит увеличение темпа стрельбы.
Режим работы автоматики при фиксированных значениях импульса патрона массы затвора Мз и длины отката X определяется энергией возвратной пружины на участке отката. Величина энергии возвратной пружины при критическом режиме работы определится как
ЕК =
ВП
2фХК!
(5)
где К = 1,2.. .1,3 - коэффициент учета работ по перезаряжанию при откате.
При назначении энергии выше этой величины устанавливается безударный режим работы, а при уменьшении энергии возвратной пружины установится ударный режим работы. Темп стрельбы и в первом и во втором случае повышается по сравнению с темпом при критическом режиме.
Рассмотрим влияние характера работы автоматики на ИСД оружия, темп стрельбы и массогабаритные характеристики на примере трех образцов отечественных ПП: с ударным режимом работы ПП-91 «Кедр» и два образца ПП-90 и ПП-93 с безударным режимом. Все эти образцы разработаны по схеме со свободным затвором под патрон 9 х 18 ПМ, однако имеют различные компоновочные схемы: выстрел из ПП-90, ПП-93 происходит с «заднего шептала», а у ПП-91 «Кедр» с «переднего шептала». Их ИСД приведены на рис. 2.
П
0 1» 4
п
4
Рис. 2. Импульсно-силовая диаграмма оружия со свободным затвором: а - ударный режим при стрельбе с «переднего шептала»; б - безударный режим при стрельбе с «заднего шептала»
Конструктивные параметры этих образцов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Конструктивные параметры ^автоматики ПП
Параметры ПП ПП-91 «Кедр» ПП-90 ПП-93
Применяемый патрон 9х18ПМ 9х18ПМ 9х18ПМ
Режим работы автоматики ударный безударный безударный
Положение затвора перед выстрелом переднее заднее заднее
Масса затвора М3, кг 0,310 0,465 0,455
Длина отката X, мм 84 110 95
Окончание табл. 1
Жесткость пружины с, Н/м 315 330 360
Усилие предварительного поджатия пружины По, Н 27,0 15,8 19,8
Усилие рабочего поджатия пружины Пи Н 59,0 52,2 54,0
Энергия возвратной пружины Евп, Дж 3,60 3,74 3,51
Темп стрельбы п, выстр/мин 1100 590 650
В работе [5] приведены результаты экспериментальных стрельб современных отечественных ПП. Результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Кучность стрельбы из ПП на дальности 25 м_
Положение стрельбы Режим огня Процент попаданий РАДИУС КРУГА ПОПАДАНИИ R, см
«Кедр» 9x18 ПМ, ударный режим «переднее» шептало «Кипарис» 9x18 ПМ, ударный режим «переднее» шептало «Каштан» 9x18 ПМ, ударный режим «заднее» шептало ПП-90 9x18 ПМ, безударный режим «заднее» шептало ПП-93 9x18 ПМ, безударный режим «заднее» шептало
Устойчивое (сидя с упора) одиноч. R100 5,6 6,7 10,0 - 9,0
R50 2,6 2,2 4,0 - 4,5
корот. очереди R100 16,1 13,8 22,5 11,7 13,4
R50 5,5 5,5 9,0 4,6 5Д
Неустойчивое (стоя) одиноч. R100 - 8,0 - - -
R50 - 3,5 - - -
корот. очереди R100 - 45,0 - 26,3 30,0
R50 - 19,0 - 11,8 12,7
В результате проведенного анализа можно сделать следующие выводы: при ведении наиболее характерного вида огня ПП (стрельба из неустойчивого положения короткими очередями) наилучшие результаты показывает ПП-90. Это объясняется безударным режимом работы автоматики и «выкатом» затвора. Длина отката затвора в сравнении с ПП «Кипарис» у него больше на 40 %; при ведении одиночного огня, наибольшее значение на кучность стрельбы оказывает положение затвора перед выстрелом («переднее» или «заднее шептало») - ПП-91 «Кедр» и «Кипарис» показывают лучшие результаты в сравнении с ПП-93 и ПП «Каштан».
Список литературы
1. Теория и расчет автоматического оружия / под. ред. В.М. Кириллова. Пенза: Пенз. гос. ун-т, 1973.
2. Уточнение математической модели автоматики автоматического оружия методами траекторной идентификации / A.A. Коновалов, Р.В. Го-лев, А.Г. Безгин // Вопросы проектирования стрелкового и артиллерийского вооружения. 1975. № 3.
3. Шеришевский М.С. Эффективность стрельбы из автоматического оружия / М.С. Шеришевский, А.Н. Гонтарев, Ю.В. Минаев. М.: ЦНИИ информации, 1979.
4. Алексеев С.А., Гараев А.З. Оценка влияния параметров автоматики пистолетов-пулеметов на их тактико-технические характеристики // Сб. науч. тр. Всерос. науч. конф. / Пермь: ПВИ ВНГ РФ, 2016.
5. Алексеев С. А. Современные отечественные пистолеты-пулеметы: анализ конструктивных и тактико-технических характеристик / под. ред. С.А. Алексеева. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001.
Гараев Айвар Загирович, доцент, artur3 791@,mail.ru, Россия, Пермь, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации,
Мещеряков Сергей Михайлович, канд. техн. наук, доцент, artur3 791@mail. ru, Россия, Пермь, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации,
Неверов Александр Иванович, начальник кафедры, artur3 791@mail.ru, Россия, Пермь, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации
THE INFLUENCE OF THE AUTOMATIC MODE OF AUTOMATIC SUBMACHINE GUNS WITH FREE SHUTTER ON THE EFFECTIVENESS OF SHUTING
A.I. Garaev, S.N. Mescherykov, A.I. Neverov
The article presents a study of influence of the automatic mode of automatic submachine guns with free shutter on the effectiveness of shuting.
Key words: automatic small arms, submachine gun, resilience, recoil momentum, free shutter, shutter mass dummy factor, dog, roll our shutter.
Garaev Aivar Zagirovich, docent, artur3 791@,mail.ru, Russia, Perm, the Perm Military Institute of the National Guard's Forces of the Russian Federation,
Mescherykov Sergey Nihailovch candidate of technical sciences, docent, artur3 791@,mail. ru, Russia, Perm, the Perm Military Institute of the National Guard's Forces of the Russian Federation,
Neverov Alexander Ivanovich, head of department, artur3 791@,mail. ru, Russia, Perm, the Perm Military Institute of the National Guard's Forces of the Russian Federation
