Повышение баллистических характеристик стрелкового оружия за счет применения модернизированной схемы Герлаха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Удмуртский государственный университет

Повышение баллистических характеристик стрелкового оружия за счет применения модернизированной схемы Герлаха

А.В. Кулагин

Ижевск, Удмуртия

В статье предложен метод совершенствования баллистических характеристик стрелкового оружия путем применения комбинированного канала ствола. Этот подход подтвержден решением основной задачи внутренней баллистики и некоторыми смоделированными опытными данными.

Ключевые слова: дульная энергия, прочность, давление, скорость, импульс, баллистика.

Традиционные пути увеличения дульной энергии, которая является одним из основных элементов повышения эффективности стрелкового оружия (самозарядное оружие, пулеметы), да и в целом артиллерийского оружия (пушки, гаубицы) в настоящее время можно считать исчерпанными. В дальнейшем будем вести речь применительно к стрелковому оружию. Здесь можно предложить три метода повышения эффективности:

1. За счет применения нового баллистического решения ствол с комбинированным каналом - надкалиберная пуля (рис. 1), что позволит использовать естественный резерв прочности казенной части стволов стрелкового оружия и создать оружие с более высоким уровнем начальных скоростей [1-4]; ствол срелковый оружие баллистический

2. За счет различных методов упрочнения, что конструктивно и технологически часто противоречит друг другу[5,6];

3. За счет повышения прочностных характеристик материалов, что тоже приводит к рассогласованию с пластичностью и габаритно-массовыми характеристиками в условиях повышенных температур[5-7].

Предлагаемый баллистический способ хорошо вписывается в существующие образцы стрелкового оружия и является модернизацией известной схемы Герлаха, примененной во время второй мировой войны. Однако вследствие двойного уширения и больших поперечных размеров ствола и оружия, а также вследствие технологических трудностей изготовления цилиндро-конических стволов эта схема не была реализована в серийном производстве. За объект исследования примем снайперскую винтовку Драгунова (СВД).

Рис. 1 Ствол с комбинированным каналом

Модернизированная схема отличается применением цилиндрической гильзы вместо бутылочной, а также тем, что коническая часть в ней выступает не как основная часть ствола, а как переходная от разгонной цилиндрической части, длиной l_гл, к основной, направляющей нарезной части ко длинной l_н (рис.1). Назовем условно такую конструкцию стволом с комбинированным каналом.

Для определения значений баллистических характеристик решаем основную задачу внутренней баллистики (ОЗВБ) со следующими исходными данными [1-3,8-10]:

диаметр цилиндрической части ствола 10 мм; диаметр нарезной части ствола 7,62мм; масса топлива 0,0039 кг; плотность заряжания 900 кг/м³; масса пули 0,0096 кг; путь пули 588 мм; путь по цилиндрической части ствола 60 мм; путь по конической части ствола 30 мм; путь по нарезной части ствола 498 мм; длина зарядной каморы 32 мм; показатель изоэнтропы 0,235; коволюм 0,00095 м³/кг; давление форсирования 15 МПа; коэффициент формы зерна 1; сила топлива 1,03 МДж/кг; начальное значение импульса 0,123 МПа^.с максимальное давление 360 МПа.

Результат р сводим в таблицу 1, в которой t-время движения пули,Ш- коэффициент формы зерен топлива, V-скорость движения пули l-путь, проходимый пулей p-давление газов в канале, RT-мощность топлива на килограмм его массы.

Таблица № 1

Энерго-баллистические параметры по схеме Герлаха

На вылете из канала ствола, что соответствует последней строке таблицы 1 имеем окончательное значение импульса энергии выстрела 410 МПа^.с и импульса отдачи 14,9658 кг^.м/с. Смоделируем схему Герлаха по полученным параметрам и сведем результаты по опытам в таблицу 2.

Таблица № 2

Существующие и опытные конструкторско-баллистические характеристики

Из данных таблицы следует, что применение ствола с комбинированным каналом позволяет значительно увеличить уровень начальных скоростей пуль (до 25%), а, следовательно и дульных энергий при весе топлива щ и плотности заряжания Д, что достигается за счет:

увеличения объема каморы от 3,85 см³ до 4,3 см³. увеличения импульса движущей силы на участке l_гл+l_кон повышения максимального давления p _m, которое дает в рассматриваемой схеме больший эффект, чем в обычных цилиндрических стволах.

Результаты заставляют по-новому взглянуть на производительность цилиндро-конических стволов, увеличение которой определяется оптимальной длиной гладкого участка, которая находится в пределах 15-45 мм и вписывается в существующие размеры посадочной в ствольную коробку части штатных стволов. Длина конической части ствола в первом приближении принята 30 мм и подлежит экспериментальной проверке.

Эскизная проработка оружия с экспериментальным стволом показала его высокую степень преемственности: в нем полностью заимствуется более 50% деталей, в том числе затвор ствольная коробка, детали автоматики, а при производстве сохраняется 80-90% существующего техпроцесса. Новые детали - ствол, магазин, подаватель и др. Гильза патрона для нового изделия представляет собой разновидность винтовочной гильзы и состоит из одного цилиндрического участка, совпадающего по размерам с цилиндрической частью (первым конусом) винтовочной гильзы.

Литература

1. Жук А.Б. Стрелковое оружие. Револьверы, пистолеты, винтовки, пистолеты-пулеметы, автоматы. М.: «Воениздат»,1992. 735 с.

2. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: «Оборонгиз», 1962. 703 с.

3. Корнер Дж. Внутренняя баллистика орудий. Пер. с англ. под ред. проф. И.В. Граве.-М: Издательство иностранной литературы, 1953. 462 с.

4.Ширяев Д.Забытая история пули Гарольда Герлаха/Армия мира. Вооружение, 2011. URL:dogswar.ru/armii-mira/vooryjenie/3863-zabytaia-istoriia-py.html.

5.Орлов Б.В., Ларман Э.К., Маликов В.Г. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий. М.: «Машиностроение». 1976, 430 с.

6.Кулагин А.В., Дородов П.В. О запасе прочности и оценке надежности узлов металлоконструкций//Инженерный вестник Дона, 2012, № 2 URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/810.

7. Кулагин А.В. Газодинамический подход к оценке потерь на теплоотдачу в простом газопроводе.//Инженерный вестник Дона, 2013, №2URL:ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_82_Kulagin.pdf_1736.pdf.

8.Ассовский И.Г. Физика горения и внутренняя баллистика. М.: Наука. 2005. 357 с.

9. Gutman V.R. Solid propellant burning rate theory, ARS, 1960, 30. No.9, pp. 908-910.

10. Stone M.W. Slotted Tube Grain Design, ARS-II,1961, pp. 223-228.

Размещено на Allbest.ru