Zařízení pro zpětný ráz - zařízení určená ke zmírnění rázového zatížení na lafetu zbraně při zpětném rázu , přeměňující mechanickou energii na energii tepelnou a sloužící k tlumení otřesů a otřesů.
Plyny vytékající z hlavně zbraně působí podle třetího Newtonova zákona na samotnou hlaveň stejnou a opačně směřovanou silou. Je implementován princip proudového pohonu , který umocňuje čistě mechanický zpětný ráz při odletu střely. Přesný výpočet celkové energie zpětného rázu je složitý postup , ale v dělostřelecké vědě existuje obecné pravidlo, že 3 % úsťové energie střely přejde na energii mechanického zpětného rázu. Například pro 122 mm dělo A-19 je celková energie mechanického zpětného rázu 0,03 × 8 MJ = 240 kJ . To odpovídá potenciální energii břemene o hmotnosti 1 tuny , zvednutého 24 m nad úroveň země, brané jako referenční bod nulové energie. Za normálních podmínek by to stačilo k rozdrcení nebo rozbití lafety . Zpětná zařízení této zbraně (nemá úsťovou brzdu) však tuto energii zpětného rázu úspěšně tlumí a využívají ji k uvedení zpětné části zbraně do původní polohy před dalším výstřelem.
Celková distribuce energie během výstřelu se liší v závislosti na typu zbraně, hnací náplně a projektilu, ale obecně obrázek vypadá asi takto:
Uvažujme dva stavy systému - v okamžiku "0" úplného spálení náplně pohonné látky, ale když je střela stále nehybná, a v okamžiku "1" střely opouštějící zbraň. Přitom zavádíme dva předpoklady. První bude úplné spálení náplně pohonné látky, než se projektil začne pohybovat. Ve skutečnosti ke spalování stále dochází, když se střela již začala pohybovat. Přesný výpočet je však v tomto případě velmi obtížný, protože se jedná o samostatný problém. Výše popsaný předpoklad je považován za docela vhodný pro řešení praktických problémů. Druhým předpokladem bude absence tepelných ztrát, které porušují čistě mechanické zákony zachování energie a hybnosti. V praxi to znamená, že energie zpětného rázu a účinnost zbraně se odhadují shora.
V okamžiku "0" nemá střela o hmotnosti m sn , zpětné části děla o hmotnosti M a práškové plyny o hmotnosti m pg žádné mechanické rychlosti v inerciální vztažné soustavě spojené se Zemí. Takže veškerá hybnost je nulová.
V okamžiku "1" střela získala rychlost v , části zpětného rázu (při absenci zařízení pro zpětný ráz) získaly rychlost V . V souladu s tím je průmět hybnosti střely pSN na osu směřující podél vývrtu zbraně roven m SNv a průmět hybnosti částí zpětného rázu P = - MV . Podle modelu přijatého v dělostřelectvu pro rozdělení rychlosti nařízeného pohybu práškových plynů podél hlavně zbraně je tato rychlost rovna nule u závěru a lineárně se zvyšuje na v na ústí hlavně. Výpočet celkové hybnosti práškových plynů integrací podél vývrtu pistole dává hodnotu p pg = 0,5 m pg v . Aplikací zákona zachování hybnosti získáme
m sn v + 0,5 m pg v = MV
Z této rovnice můžete vypočítat rychlost zpětných částí a hodnotu kinetické energie zpětného rázu E = 0,5 MV² od odletu střely, která je potřebná při návrhu zařízení pro zpětný ráz zbraně a pro případné vybavení. hlavně s úsťovou brzdou . Tato zařízení jsou potřebná ke zmírnění rázového zatížení vozíku během zpětného rázu. Podobně výpočtem užitečné kinetické energie střely e \ u003d 0,5 m sn v² můžete získat účinnost zbraně vydělením e m pg Q ( protože hmotnost práškových plynů se rovná hmotnosti hnací náplně ).
Dělostřelecké zbraně historicky používaly zpětný ráz lafety k absorbování zpětného rázu [1] . V případě, kdy byl zpětný ráz omezen pouze třením, byl zpětný ráz lafety poměrně velký (několik metrů), což vyžadovalo dlouhé kasematy a široké valgangy od pevnostního dělostřelectva . Na lodích a v dalších situacích, kdy mělo být zpětné vracení omezeno, se používalo silné konopné lano - kalhoty [2] , které zůstalo nějakou dobu i po objevení se zpětných brzd jako pojistka pro případ selhání brzd, ale zcela zanikla již v 19. století. Ve druhé polovině 19. století se na krátkou dobu objevily zpětné klíny [3] , rychle nahrazené brzdami hydraulickými, pneumatickými, pružinovými a nárazníkovými . Pevnostní dělostřelectvo využívalo také šikmé otočné rámy [4] .
Kalhoty
Posuvné klíny
houpací rám
Externí hydraulická zpětná brzda
Pohled v řezu na podobnou vratnou brzdu
Na konci 19. století se rozšířil systém využívající externí zpětná zařízení. Vnější brzda zpětného rázu byla připevněna k plošině, na které byla umístěna zbraň, a byla připojena k oku ve spodní části lafety. Bez ní zbraň neměla mechanismus omezující zpětný ráz a při výstřelu se zbraň převrátila zpět na klíny zpětného rázu za koly a poté se vrátila do původní polohy. První nevýhodou takového systému bylo, že příprava palebné plošiny z betonu nebo dřeva zabrala značnou dobu, než se zbraň dostala do bojové pozice. Vzhledem k tomu, že neměl rýhovač, bylo nutné zbraň po každém výstřelu přesunout do původní polohy a znovu zamířit, což vyžadovalo mnoho úsilí, zabíralo mnoho času a omezovalo rychlost střelby.
Při vrácení zpět. Hlaveň se působením práškových plynů při výstřelu odvaluje spolu s válcem zpětné brzdy s vřetenem a rýhovacím válcem upevněným v sponě závěru. Tyč zpětné brzdy a rýhovací tyč upevněné v krytu kolébky zůstávají nehybné. Kapalina v brzdovém válci mezi pístem a ucpávkou prochází šesti šikmými otvory v hlavě tyče. Po průchodu těmito otvory většina kapaliny projde prstencovou mezerou mezi ovládacím kroužkem a vřetenem do zadní části válce zpětného brzdění, kde se vytvoří řídký prostor. Menší část kapaliny projde mezi vřetenem a vnitřním povrchem dříku osmi šikmými otvory, poté vstoupí do dutiny moderátoru, stlačí ventil a naplní dutinu moderátoru dříku. Energie pohybu valivých částí je absorbována v důsledku hydraulického odporu kapaliny rozstřikované přes měnící se mezeru mezi ovládacím kroužkem a vřetenem brzdy zpětného rázu. S rostoucí délkou zpětného chodu se prstencová mezera mezi vřetenem a ovládacím kroužkem zmenšuje a ke konci zpětného chodu mizí. V důsledku toho dochází k hladkému zpomalení rollbacku. Současně s působením zpětné brzdy dochází k činnosti rýhovače, která spočívá v tom, že kapalina v pracovním válci rýhovače mezi kuželem ucpávky a pístem je vytlačena otvorem držáku do středního válce, a ze středního válce otvorem s trubkou do vnějšího válce a ještě více v něm stlačuje vzduch pod tlakem, čímž akumuluje potřebnou energii pro odvalování odvalovacích částí pistole.
Při rolování. Stlačený vzduch ve vnějším válci rýhovače, který se snaží expandovat, tlačí na kapalinu, která přenáší tlak na píst pístu a těsnící zařízení ve skříni ucpávky. Ale protože píst s tyčí je nehybný, pak se pod tlakem kapaliny na těsnicí zařízení vrátí rýhovací válce spolu s hlavní a válečkem zpětné brzdy do své původní polohy. Kapalina ve válci zpětného rázu za pístem půjde do přední části válce stávající prstencovou mezerou mezi vřetenem a seřizovacím kroužkem.
Ventil moderátoru působením pružiny ventilu uzavře dutinu moderátoru a část kapaliny, která vstoupila do prostoru moderátoru, je rozstřikována pouze mezerami vytvořenými
drážky proměnné hloubky mezi vnitřním povrchem stonku a vnějším povrchem moderátorovy košile. Odolnost kapaliny vůči rozstřikování přes různé mezery mezi představcem a pláštěm moderátoru zajišťuje brzdění při přeběhu. Hladkosti válce je dosaženo tím, že na konci válce se drážky s proměnlivou hloubkou sbíhají k ničemu. Při intenzivní střelbě se kapalina v zpětné brzdě zahřívá a zvětšuje se její objem, což může způsobit odvalování hlavně. Aby se tomu zabránilo, má brzda zpětného rázu kompenzátor, do kterého přebytečná kapalina proudí z prostoru moderátoru otevřeným otvorem v tělese ventilu a spojovacích trubkách a stlačuje píst kompenzátoru pod tlakem pružiny. S poklesem rychlosti hoření a ochlazením kapaliny ve zpětném brzdovém válci bude objem brzdového válce doplněn kapalinou z kompenzátoru. Píst kompenzátoru, který je pod stálým tlakem stlačených pružin, vytlačí přebytečnou kapalinu zpět do prostoru moderátoru a odtud do válce zpětného rázu.
Pružinová rýhovačka byla často používána na zbraních z 1. světové války, ale ukázala se nespolehlivá a nakonec byla nahrazena pneumatickými vroubky.
Například dělo Mark 12 5" / 38 (americké námořní dělo ráže 127 mm z období druhé světové války) je vybaveno hydraulickou brzdou zpětného rázu . Skládá se ze dvou pístů v hydraulickém válci, které absorbují energii hlavního zpětného rázu. také tlumí údery pneumatických rýhovacích mechanismů, když se hlaveň vrací do výchozí polohy.
Pneumatická rýhovačka je komora naplněná vysokotlakým vzduchem. Píst je umístěn vzadu. Když se píst vrátí zpět, stlačí vzduch v rýhovači a vrátí hlaveň do původní polohy. Ve výchozí poloze je tlak v rýhovací komoře 10 MPa. Během rollbacku vzroste tlak v rýhovači na 15 MPa.
Rollback brzda - sada zpětných zařízení určených ke zpomalení a omezení zpětného rázu zbraně (hlavně podél kolébky) po výstřelu. Konstrukčně kombinováno s náběhovou brzdou (náběhová a přeběhová brzda), která zpomaluje zpětné rázy při převrácení zbraně (hlavně). Zpětné brzdy moderních děl jsou obvykle hydraulické. K plnění hydraulických systémů se dříve používala kapalina Steol-M na bázi glycerinu a etanolu . Nyní se místo steolu nalévá kapalina proti zpětnému rázu POG-70, což je vodný roztok etylenglykolu s přísadami proti pěnění a korozi.
| Vlastnosti bojového vozidla | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ochrana |
| ||||||||||||||
| Palebná síla |
| ||||||||||||||
| Mobilita |
| ||||||||||||||