Снайперская винтовка на базе СВД

Введение


До создания автоматов, винтовки являлись основным вооружением пехоты. Магазинные винтовки, ставшие вершиной конструкторской мысли для неавтоматического оружия, обладали значительной дальностью эффективного огня - до 600 м, высокой боевой скорострельностью - до 30 в/мин, мощный патрон с пулями специального назначения. Сравнительно небольшая масса - до 5 кг, простота устройства и высокая надежность позволяют действовать с ними в различных условиях боя. Для поражения противника в рукопашном бою большинство образцов винтовок имеет откидной и съемный штык.

Снайперские винтовки, это специально изготовленные винтовки имеющие особо кучный бой. Они снабжаются оптическим прицелом и специальным снайперскими патронами, что существенно повышает кучность стрельбы. В последние годы появились крупнокалиберные снайперские винтовки с эффективной дальностью стрельбы 1200-1500 м.

На смену неавтоматическим магазинным винтовкам, предшествовавшие второй мировой войне, стали приходить автоматические и самозарядные винтовки.

В плоть до 60х годов на вооружение советской армии стояла снайперская винтовка, представляющая собой вариант 7,62 мм магазинной винтовки образца 1891/30 гг. системы Мосина, приспособленной для установки снайперского прицела и имевшая некоторые другие доработки, мало влияющие на кучность боя. В 1958 году были начаты работы над специальной снайперской самозарядной винтовки под тоже 7,62 мм винтовочный патрон образца 1908/30 гг. (7,62×54).

Предполагалось совместить в винтовке маневренность и неприхотливость самозарядного оружия с точностью и кучностью специальных целевых образцов. Не случайно задание на разработку было выдано конструктору спортивного целегого оружия Е.Ф. Драгунову. Параллельно с ним работал А. Константинов, свой образец СВС-12В разработали и С.Т. Симонов. После долгих испытаний, в 1963 г. образец Драгунова был принят на вооружение под обозначением СВД.

Автоматика СВД действует за счет отвода пороховых газов через боковое отверстие в стенке канала ствола в газовую камору. Запирание канала ствола осуществляется поворотом затвора на 3 боевых упора симметрично расположенными вдоль оси.

Ведущей деталью автоматики служит затворная рама, воспринимающая воздействие пороховых газов через газовый поршень и толкатель. Толкатель и поршень выполнены как отдельные детали с собственной возвратной пружиной и возвращаются в переднее положение сразу же после отброса рамы назад. Рукоятка перезаряжания выполнена заодно с затворной рамой и расположена с права. Возвратный механизм затворной рамы включает две пружины, что повышает плавность работы автоматики. Газовая камора имеет регулятор количества отводимых пороховых газов.

Ударный механизм - курковый, с П - образной боевой пружиной кручения. Спусковой механизм допускает ведение только одиночного огня. Предохранитель флажковый, двойного действия: он одновременно запирает спусковой крючок и ограничивает движение затворной рамы назад подпирая рукоятку перезаряжания. Автоспуск обеспечивает производство выстрела только при плотно запертом канале ствола. УСМ собран в отдельном корпусе. На дульной части ствола имеется деревянный приклад: вырез в прикладе образует пистолетную рукоятку.

Для удобства прицеливания на прикладе крепится регулируемая щека. Узел цевья состоит из двух симметричных ствольных накладок с прорезями для улучшенного охлаждения ствола. На винтовку крепится оптический прицел ПСО - 1, четырех кратного увеличения. Сетка прицела имеет специальную дальномерную шкалу. В оптическую схему прицела введен люминесцентный экран, позволяющий обнаружить источник ИК излучения. Прицел снабжен механизмами выверки по дальности и направлению и устройством освещения сетки. Винтовка также имеет открытый секторный прицел с расположением колодки в середине, и мушки у дульного среза ствола.

Для стрельбы из снайперской винтовки был разработан 7,62 мм снайперский патрон, пуля у которого в целом аналогична обыкновенной пуле со стальным сердечником, но обеспечивающая лучшую кучность. Для стрельбы из СВД можно применять все типы патрона 7,62×54. 10 патронов в шахматном порядке размещаются в сменном металлическом магазине коробчатой секторной формы.

ТТХ:

Вес винтовки:

без магазина и оптического прицела, кг 3,7

со снаряженым магазином и оптикой, кг 4,52

Длина, мм 1225

Длина ствола, мм 620

Число нарезов 4

Шаг нарезов, мм 320

Начальная скорость, м/с 825

Дульная энергия, Дж 3307


1. Техническое задание


Спроектировать снайперскую винтовку на базе СВД обеспечивающую поражение цели в бронежилете 5-ого уровня защиты на расстоянии 300 м.

Для решения этой задачи нужно изменить баллистические характеристики винтовки СВД, т.е. Изменить длину ствола.


2. Расчетная часть


Для решения задачи внутренней баллистики необходимо определить необходимую начальную скорость пули.

Удельная энергия бронежилетов 5-ого уровня для поражения составляет 45.

Определим скорость пули для обеспечения необходимой удельной энергии.


,


где m - масса пули, 0,0096 кг

V - скорость пули у цели

E - удельная энергия для поражения, 45

S - площадь пули, 0,00004561 м2



Для определения начальной скорости пули используем программу «Vneshbol».

Входные данные

Баллистичкский коэффициент C 6.7

Угол бросания Q 1 (град)

Начальная скорость Vo 900 (m/c)

Шаг вывода результатов H 40 (m)

Для решения основной задачи внутренней баллистики используется программа «L16pc Version4.0».

Исходные данные:алибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл. (МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (Мдж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/м3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00001

Результаты решения прямой задачи:н, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

.4 14.4 13.8 0.009 0.000 0.00004 1.9

.3 35.2 33.6 0.021 0.001 0.00013 11.0

.9 81.4 77.6 0.050 0.003 0.00024 32.7

.9 165.2 157.4 0.112 0.008 0.00034 79.7

.1 264.4 251.9 0.219 0.020 0.00044 164.2

.3 314.7 299.9 0.357 0.042 0.00054 279.8

Максимум давления

.2 315.7 300.9 0.386 0.048 0.00055 304.5

.4 297.3 283.3 0.494 0.076 0.00063 401.1

.9 250.2 238.4 0.609 0.122 0.00073 508.5

.3 202.9 193.4 0.700 0.177 0.00083 596.8

.2 164.4 156.6 0.772 0.240 0.00093 668.3

.6 134.6 128.2 0.829 0.310 0.00103 726.4

.0 111.8 106.5 0.875 0.385 0.00113 774.4

.9 94.2 89.7 0.912 0.465 0.00123 814.5

.0 80.4 76.6 0.944 0.548 0.00133 848.5

.6 69.4 66.1 0.971 0.634 0.00143 877.6

Дульный момент

.8 61.5 58.6 0.989 0.712 0.00152 900.0д= 3.89 кДж КПД= 0.235 Iк= 0.2240 МПа*сг1= 3231 К Тгд= 2471 К Iотд= 12.66 Н*с

При проектировании ствола необходимо определить его основные размеры. Размеры ствола определяются при его расчёте на прочность.

Расчёт ствола на прочность производим при помощи программы Stv20pc. Тип ствола - моноблок, материал ствола сталь 30ХН2МФА ГОСТ 4543-88, категория прочности материала ствола «O» - 85.

Расчет баллистики

Исходные данные для расчета баллистики:алибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл(МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (Мдж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/м3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00001

Результаты решения для t=+15 C:н, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

.6 22.8 21.7 0.002 0.000 0.00008 5.5

.3 55.0 52.4 0.022 0.001 0.00018 19.9

.5 121.6 115.9 0.067 0.005 0.00028 53.0

.8 223.3 212.8 0.155 0.013 0.00038 119.8

.6 308.0 293.5 0.287 0.030 0.00048 225.5

Максимум давления

.6 324.3 309.0 0.375 0.046 0.00054 300.2

.2 320.3 305.3 0.434 0.059 0.00058 350.8

.8 280.3 267.1 0.565 0.100 0.00068 469.1

.7 229.0 218.2 0.671 0.152 0.00078 568.6

.5 184.6 175.9 0.753 0.213 0.00088 649.0

.7 149.8 142.8 0.818 0.281 0.00098 714.1

.0 123.4 117.6 0.870 0.355 0.00108 767.2

.6 103.1 98.2 0.912 0.434 0.00118 811.3

.0 87.3 83.2 0.946 0.518 0.00128 848.4

.3 74.9 71.4 0.976 0.604 0.00138 880.0

Конец горения

.8 64.9 61.9 1.000 0.693 0.00148 907.3

.8 64.9 61.9 1.000 0.693 0.00148 907.3

Дульный момент

.0 62.9 59.9 1.000 0.712 0.00150 912.4д= 4.00 кДж КПД= 0.242 Iк= 0.2210 МПа*сг1= 3231 К Тгд= 2450 К Iотд= 12.78 Н*с

Результаты решения для t=-50.0 Cн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

.8 20.7 19.7 0.001 0.000 0.00008 5.2

.4 44.7 42.6 0.015 0.001 0.00018 17.4

.0 89.6 85.4 0.045 0.004 0.00028 42.9

.1 156.1 148.7 0.100 0.011 0.00038 90.4

.7 219.6 209.3 0.183 0.023 0.00048 164.6

.4 246.1 234.5 0.282 0.044 0.00058 257.1

Максимум давления

.6 246.3 234.7 0.292 0.047 0.00059 266.8

.4 233.2 222.3 0.379 0.075 0.00068 351.8

.9 202.5 192.9 0.463 0.114 0.00078 437.2

.0 169.9 161.9 0.534 0.162 0.00088 509.9

.7 141.7 135.0 0.591 0.216 0.00098 570.6

.1 118.8 113.2 0.638 0.275 0.00108 621.3

.4 100.6 95.8 0.677 0.340 0.00118 664.1

.9 86.0 82.0 0.710 0.408 0.00128 700.4

.9 74.4 70.9 0.738 0.480 0.00138 731.7

.7 64.9 61.8 0.762 0.554 0.00148 758.8

.0 57.1 54.4 0.783 0.631 0.00158 782.6

Дульный момент

.4 50.5 48.1 0.801 0.712 0.00168 803.9д= 3.10 кДж КПД= 0.188 Iк= 0.2536 МПа*сг1= 3231 К Тгд= 2625 К Iотд= 11.73 Н*с

Результаты решения для t=+ 50.0 Cн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

.6 23.9 22.8 0.003 0.000 0.00008 5.6

.3 60.9 58.1 0.026 0.001 0.00018 21.2

.2 141.1 134.5 0.080 0.005 0.00028 58.9

.3 264.6 252.1 0.190 0.015 0.00038 137.6

.3 357.7 340.8 0.352 0.034 0.00048 261.9

Максимум давления

.9 367.7 350.4 0.423 0.046 0.00052 318.9

.5 355.6 338.8 0.525 0.068 0.00058 404.2

.6 298.8 284.7 0.671 0.115 0.00068 532.9

.1 237.6 226.4 0.784 0.173 0.00078 637.4

.8 188.3 179.5 0.870 0.241 0.00088 720.2

.0 151.3 144.2 0.936 0.317 0.00098 786.2

.2 123.7 117.9 0.989 0.398 0.00108 839.7

Конец горения

.4 116.8 111.3 1.000 0.424 0.00111 853.8

.2 99.1 94.5 1.000 0.484 0.00118 883.3

.3 79.5 75.7 1.000 0.575 0.00128 918.0

.0 65.1 62.1 1.000 0.668 0.00138 946.1

Дульный момент

.3 59.8 57.0 1.000 0.712 0.00143 957.4д= 4.40 кДж КПД= 0.266 Iк= 0.2078 МПа*сг1= 3231 К Тгд= 2371 К Iотд= 13.21 Н*с

Исходные данные для проектирования ствола:

Запас прочности Na…………………… 0.80000

Запас прочности Nb…………………… 1.10000

Запас прочности Nc…………………… 1.20000

Запас прочности Nd…………………… 3.50000

Число сечений…………………… 25.00000

Длина ствола lд, м…………………… 0.71200

Длина каморы lкм, м…………………… 0.07315

Мин.температура, гр…………………… -50.00000

Макс.температ., гр…………………… 50.00000

Катег.прочн. трубы…………………… 75.00000

Категория кожуха…………………… 75.00000

Натяг, мм…………………… 0.00000

Участок скрепл., м…………………… 0.04000

Тип ствола: МОНОБЛОК

Результаты проектного прочностного расчета ствола:с L, м d1, мм d2, мм a p, МПа N Pж, МПа Рд, МПа ПРОЧНОСТЬ

0.000 12.48 22.51 1.803 367.7 0.800 294.2 294.2 +

0.019 12.08 24.56 2.032 366.6 0.878 322.0 322.0 +

0.038 11.68 27.41 2.346 363.5 0.956 347.6 347.6 +

0.040 10.69 25.39 2.375 363.2 0.962 349.5 349.5 +

0.043 8.61 21.00 2.439 362.4 0.975 353.4 353.4 +

0.052 8.55 22.73 2.659 359.8 1.014 364.7 364.7 +

0.055 7.92 21.70 2.740 358.9 1.026 368.2 368.2 +

0.073 7.92 26.70 3.371 352.2 1.100 387.4 387.4 +

0.074 7.92 26.73 3.375 351.8 1.101 387.5 387.5 +

0.093 7.92 26.95 3.403 342.5 1.133 388.1 388.1 +

0.121 7.92 25.38 3.205 325.2 1.179 383.4 383.4 +

0.149 7.92 22.75 2.872 297.6 1.254 373.3 373.3 +

0.195 7.92 19.27 2.433 249.2 1.417 353.0 353.0 +

0.250 7.92 16.30 2.058 201.4 1.611 324.5 324.5 +

0.273 7.92 15.51 1.958 185.5 1.692 314.0 314.0 +

0.313 7.92 14.49 1.830 162.5 1.834 297.9 297.9 +

0.383 7.92 13.36 1.687 132.4 2.081 275.4 275.4 +

0.458 7.92 12.60 1.591 109.6 2.345 257.0 257.0 +

0.473 7.92 12.48 1.576 105.8 2.398 253.8 253.8 +

0.538 7.92 11.88 1.499 89.8 2.628 235.9 235.9 +

0.573 7.92 11.55 1.458 81.8 2.751 225.0 225.0 +

0.621 7.92 11.19 1.413 72.6 2.921 212.1 212.1 +

0.673 7.92 10.91 1.378 64.8 3.105 201.1 201.1 +

0.707 7.92 10.83 1.367 61.2 3.225 197.5 197.5 +

0.785 7.92 10.63 1.343 54.0 3.500 189.1 189.1 += 0.986 кг Xц.м.= 0.2181 м

Результаты проверочного прочностного расчета ствола:с L, м d1, мм d2, мм a p, МПа N Pж, МПа Рд, МПа ПРОЧНОСТЬ

0.000 12.48 30.00 2.403 367.7 0.955 294.2 351.2 +

0.019 12.08 30.00 2.483 366.6 0.971 322.0 355.9 +

0.038 11.68 30.00 2.568 363.5 0.991 347.6 360.4 +

0.040 10.69 30.00 2.806 363.2 1.021 349.5 370.8 +

0.043 8.61 30.00 3.484 362.4 1.076 353.4 389.8 +

0.052 8.55 30.00 3.509 359.8 1.085 364.7 390.3 +

0.055 7.92 30.00 3.788 358.9 1.101 368.2 395.2 +

0.073 7.92 30.00 3.788 352.2 1.122 387.4 395.2 +

0.074 7.92 28.00 3.535 351.8 1.111 387.5 390.8 +

0.093 7.92 28.00 3.535 342.5 1.141 388.1 390.8 +

0.121 7.92 28.00 3.535 325.2 1.202 383.4 390.8 +

0.149 7.92 25.00 3.157 297.6 1.284 373.3 382.2 +

0.195 7.92 25.00 3.157 249.2 1.534 353.0 382.2 +

0.250 7.92 25.00 3.157 201.4 1.897 324.5 382.2 +

0.273 7.92 22.00 2.778 185.5 1.993 314.0 369.7 +

0.313 7.92 22.00 2.778 162.5 2.275 297.9 369.7 +

0.383 7.92 18.00 2.273 132.4 2.588 275.4 342.5 +

0.458 7.92 18.00 2.273 109.6 3.126 257.0 342.5 +

0.473 7.92 18.00 2.273 105.8 3.237 253.8 342.5 +

0.538 7.92 14.00 1.768 89.8 3.218 235.9 288.8 +

0.573 7.92 14.00 1.768 81.8 3.532 225.0 288.8 +

0.621 7.92 14.00 1.768 72.6 3.977 212.1 288.8 +

0.673 7.92 12.00 1.515 64.8 3.701 201.1 239.7 +

0.707 7.92 12.00 1.515 61.2 3.915 197.5 239.7 +

0.785 7.92 12.00 1.515 54.0 4.437 189.1 239.7 += 1.721 кг Xц.м.= 0.2440 м

винтовка автоматика оружие снайперский

3. Расчет автоматики оружия


Расчет двигателя автоматики производиться по программе «Bgdss». Для системы с использованием в качестве двигателя автоматики бокового газового двигателя типична схема запирания канала ствола поворотом затвора: палец на затворе взаимодействует с фигурным пазом на затворной раме, при этом затвор поворачиваясь закрепляется своими боевыми выступами за боевые упоры на ствольной коробке.

Запирание облегчает выступ на ствольной, с которым взаимодействует выступ затвора во время движения затворной рамы в КПП. Запирание осуществляется на 3 боевых упора, что улучшает центрирование патрона в патроннике.

В данном расчете мы должны получить скорость ведущего звена при откате и накате. При расчете пользовались программой BGDSS, в которую в которую вводили конструктивные данные газового двигателя, МПР и FПР при откате и накате на участках циклограммы и коэффициенты удара взаимодействующих частей.

Элементы автоматики:

-Масса затвора: МЗ = 0,09 кг

-Масса затворной рамы: МЗР = 0,3 кг

Масса подвижных частей: МПЧ = 0,39 кг

Момент инерции затвора:



V1 = ?R12h1 = 3.14*16*95 = 4772.8 мм32 = ?R22h2 = 3.14*156.25*20 = 9812.5 мм3 = V1 + V2 = 14585.3 мм3

m1 = (V1 * МЗ)/V = 0.03

m2 = (V2 * МЗ)/V = 0.06З = I1 + I21 = (m1*R12)/2 = (0.03*0.0042)/2 = 0.24*10-6 кг*м22 = (m2*R22)/2 = (0.06*0.01252)/2 = 4.69*10-6 кг*м2З = I1 + I2 = 0.432*10-6+2.8125*10-6 = 4.93*10-6 кг*м2


-Длина отката: ХОТК = 0,142 м

-Масса патрона: МП = 0,022 кг

Момент инерции гильзы:


IГ = (МГ*RГ2)/2 = (0,0093*0,0062)/2 = 0,16*10-6 кг*м2

Момент инерции патрона:


IП = (МП*RП2)/2 = (0,022*0,0062)/2= 0,39*10-6 кг*м2


-Масса возвратной пружины: МВП = 0,02 кг

-Величина предварительного поджатия возвратной пружины: По = 33 н

Жесткость возвратной пружины: СВП = 412 н/м

Масса курка: МК = 25 гр

Момент инерции курка:


1 = ?(R22 - R12) H = 3.14*23.8*(23.04-12.25) = 806 мм32 = a*b*h= 7*13.4*(10-4) = 563 мм33 = a*b*h= 28*9.6*4 = 1075.2 мм34 = ?(R22 - R12) H = 3.14*4*(81-23.04) = 728 мм3 = V1 + V2 + V3 + V4 = 3172.2 мм3

m1 = (V1 * МК)/V = 0.0064

m2 = (V2 * МК)/V = 0.0044

m2 = (V3 * МК)/V = 0.0085

m4 = (V4 * МК)/V = 0.00571 = (m1*(R12 +R22))/2 = (0.0064*(0,00482+0,00352))/2 = 0,113*10-6 кг*м22 = (m2*(a2+b2))/12 + m2*L2= (0,0044*(0,0072+0,01342))/12 + 0,0044*0,0282= 3,5*10-6 кг*м23 = (m3*(a2+b2))/12+m3*L2= (0,0085*(0,00282+0,00962))/12 + 0,0085*0,0222= 4,18*10-6 кг*м24 = (m4*(R12 +R22))/2 = (0.0057*(0,0092+0,00482))/2 = 0,3*10-6 кг*м2К = I1 + I2 + I3 + I4 = 0,113*10-6+3,5*10-6+4,18*10-6+0,3*10-6= 8,1*10-6 кг*м2


Определение передаточных отношений и КПД:

-Затвор - затворная рама:


З/ЗР = Vз/VЗР = tg? = tg45º = 1


КПД передачи:



Затворная рама - курок:

Передаточное отношение имеет непостоянное значение т.к. точка контакта постоянно смещается. Для определения передаточного отношения в конкретных точках были построены планы скоростей в этих точках с помощью программы «Компас 5.5», по которым были рассчитаны передаточные отношения при определенных положениях курка и затворной рамы.

Передаточное отношение



Результаты расчета сведены в таблицу


ХЗР35915212533456270i1,171,081,030,970,840,70,140,490,290150,790,32Rк10-2 м3,423,363,33,293,393,413,522,613,343,322,051,96?, град04,959,5720,530,634,6842,557,972,981,929,261,2?к0,40,410,420,430,450,460,240,440,370,260,450,39Мпр.к0,02390,02010,01860,01620,01110,00750,00050,006450,00160,00060,02650,0056

Где ХЗР перемещение затворной рамы

Rк - радиус курка

I - передаточное отношение

?к - КПД курка


fТР = 0,2 коэффициент трения


Мпр.к = приведенная масса курка




4. Расчет приведенных масс


Приведенной массой механизма называется такая условная расчетная величина массы, которую необходимо сосредоточить в точке приведения механизма, чтобы кинетическая энергия этой точки в каждый момент времени равнялась сумме +кинетических энергий всех подвижных звеньев механизма.

Откат


Х = 0…3 МПР = МЗР + 1/3*МВП = 0,3 + 1/3*0,02 = 0,307 кг

Х = 3 МПР = МЗР + 1/3*МВП + МПР.К = 0,3 + 1/3*0,02 +0,0239 = 0,331 кг

Х = 5 МПР = МЗР + 1/3*МВП + МПР.К = 0,3 + 1/3*0,02 +0,0201 = 0,327 кг


Начало поворота затвора


Х = 5 МПР=МЗР+1/3*МВП + МПР.К + = 0,307 + 0,0201 + = 0,37 кг

Х = 9 МПР=МЗР+1/3*МВП+МПР.К+ = 0,307 + 0,0186 + = 0,369 кг

Х = 15 МПР=МЗР+1/3*МВП+МПР.К+=0,307 + 0,0162 + = 0,366 кг


Канал ствола открылся и затвор начался двигаться в месте с затворной рамой

Х = 15 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0162+ 0,0093 = 0,422 кг

Х = 21 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0111+ 0,0093 = 0,417 кг

Х = 25 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0075+ 0,0093 = 0,413 кг

Х = 33 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0005+ 0,0093 = 0,406 кг


На данном участке работы автоматики происходит перехват курка т.е. скачкообразно меняется взаимодействия курка с затворной рамой радиус.


Х = 33 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0265+ 0,0093 = 0,432 кг

Х = 45 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,00645+ 0,0093 = 0,412 кг

Х = 62 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0016+ 0,0093 = 0,4076 кг

Х = 70 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МПР.К+ МГ=0,39+ 1/3*0,02 +0,0006+ 0,0093 = 0,4065 кг


На данном участке работы курок выходит из зацепления с затворной рамой и встает своим боевым взводом на шептало автоспуска.


Х = 70…120 МПР=МПЧ+1/3*МВП+МГ=0,39+ 1/3*0,02 + 0,0093 = 0,406 кг


Происходит отражение гильзы за приделы оружия


Х = 120…142 МПР=МПЧ+1/3*МВП=0,39+ 1/3*0,02 = 0,397 кг

Накат


Х = 142…120 МПР=МПЧ+1/3*МВП=0,39+ 1/3*0,02 = 0,397 кг


Происходит извлечение очередного патрона из патронника


Х = 120…15 МПР=МПЧ+1/3*МВП + МП =0,39+ 1/3*0,02 + 0,022 = 0,419 кг


Начало запирания канала ствола


Х=15…5

МПР=МЗР+1/3*МВП+=0,3+1/3*0,02+=0,35 кг

Х = 5…0 МПР=МЗР+1/3*МВП =0,39+ 1/3*0,02 = 0,307 кг


Расчет приведенной силы

Приведенной силой называется условная расчетная величена, которая будучи приложенной к точке приведения механизма на возможном ее перемещении, производит работу, равную сумме элементарных работ приводимых сил, что эквивалентно равенству мощностей приведенной и приводимых сил.

Силы возвратной пружины


FВП = ПО + СВП*ХЗР


П0 = 33 Н; Свп = 412 Н/м


Х, мм035915212533456270120142Fвп H3334,23635,0636,70839,1841,65243,346,59651,5458,54461,8482,4491,504Сила трения о патрон



где fТР - коэффициент трения fТР = 0,2

ПМ - усилие поджатия пружины магазина при 10 патронов ПМ = 24 Н

g - ускорение свободного падения g = 9,81 Н/м2

n - количество патронов в магазине, n = 10

МП - масса патрона, МП =0,022 кг

МПОД - масса подавателя, МПОД = 0,02 кг

Н

Момент силы сопротивления взведения курка


МК = МО + СБП * ?К


Где МО - момент предварительного поджатия, МО = 0,56 Н/м

?К - угол поворота курка, рад

СБП - жесткость боевой пружины, Н/м



М? - момент в конце поджатия, М? = 1,05 Н/м


XR?МкМк/Rк30,034200,5616,3742750,03364,950,58961817,5481690,0339,570,61726218,7049150,032920,50,68266120,74956210,033930,60,74309321,92016250,034134,680,76750622,5075330,035242,50,81429623,13342330,020542,50,81429639,72178450,026157,90,90644134,72956620,033472,90,99619329,82614700,033281,91,05004431,62783

Откат


Х = 0 FПР = FВП + FТР.П = 33 + 4,33 = 37,33 Н

Х = 3 FПР = FВП + FТР.П = 34,236 + 4,33 = 38,566 Н

Х = 3 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 34,236 + 16,37 + 4,33 = 54,94 Н

Х = 5 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П + FТР.П = 35,06 + 17,55 + 4,33 = 56,94 Н

Х = 9 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 36,708 + 18,7+ 4,33 = 59,74 Н

Х = 15 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 39,18 + 20,75 + 4,33 = 64,26 Н

Х = 21 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 41,652 + 21,92 + 4,33 = 67,902 Н

Х = 25 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 43,3 + 22,51 + 4,33 = 70,14 Н

Х = 33 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 46,596 + 23,133 + 4,33 = 74,06 Н


На данном участке работы автоматики происходит перехват курка т.е. скачкообразно меняется взаимодействия курка с затворной рамой радиус.


Х = 33 FПР = FВП + МК/RК+ FТР.П = 46,596 + 39,72 + 4,33 = 90,65 Н

Х = 45 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 51,54+ 34,73 + 4,33 = 90,6 Н

Х = 62 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 58,544+ 29,83 + 4,33 = 88,37 Н

Х = 70 FПР = FВП + МК/RК + FТР.П = 61,84+ 31,63 + 4,33 = 93.47 Н


На данном участке работы курок выходит из зацепления с затворной рамой и встает своим боевым взводом на шептало автоспуска.


Х = 70 FПР = FВП + FТР.П = 61,84 + 4,33 = 66,17 Н

Происходит отражение гильзы за приделы оружия


Х = 120 FПР = FВП + FТР.П = 82,44 + 4,33 = 86,77 Н

Х = 120 FПР = FВП = 82,44 = 82,44 Н

Х = 142 FПР = FВП = 84,5 = 91,504 Н


Накат


Х = 142 FПР = FВП = 84,5 = 91,504 Н

Х = 120 FПР = FВП = 82,44 = 82,44 Н


Происходит извлечение очередного патрона из патронника


Х = 120 FПР = FВП - FТР.П = 82,44 - 4,33 = 78,11 Н

Х = 0 FПР = FВП - FТР.П = 33 - 4,33 = 28,67 Н


По полученным данным МПР и FПР строим графики которые представлены на листе «Расчет автоматики».


5. Расчет двигателя автоматики


В данном расчете мы должны получить скорость ведущего звена при откате и накате. При расчете пользовались программой BGDSS, в которую в которую вводили конструктивные данные газового двигателя, МПР и FПР при откате и накате на участках циклограммы и коэффициенты удара взаимодействующих частей.

Расчет коэффициентов

-косой удар затворной рамы и затвора


-прямой удар затвора и затворной рамы



-прямой удар гильзы об отражатель



-прямой удар затвора по патрону



косой удар затворной рамы и курка в момент взведения



косой удар затворной рамы и курка в момент перехвата в точке Х = 33


- косой удар затворной рамы и курка в момент перехвата в точке Х = 62



Назначение параметров БГД.

) Путь снаряда до ГО должен находится в пределах (0,5…0,7) lд, т.е. от 0,276 м до 0,3864 м, примем 0,3175 м. Чем ближе газоотводное отверстие к казённой части, тем больше энергия двигателя (т.к. больше давление), но стабильность работы двигателя хуже (сильный разброс давлений в районе Рmax, не сгорает полностью порох, в результате чего на стенках газоотводного отверстия и газовой камеры образуется нагар). Чем дальше ГО от казённого среза ствола, тем меньше энергия и больше поперечные колебания ствола.

) Диаметр поршня должен быть равен 10…14 мм, примем 11 мм. При увеличении диаметра поршня увеличивается площадь поршня, что приводит к повышению энергии двигателя, но сверху размер диаметра поршня ограничивается габаритами ствола.

) Диаметр цилиндра получим из диаметра поршня, прибавив 0,1 мм, тогда диаметр цилиндра 11,1 мм.

) Длина газовой камеры должна находится в пределах (1…1,5) диаметра поршня, т.е. от 1 мм до 20 мм, примем 20 мм. Длина газовой камеры характеризует начальный объём в газовом двигателе. Начальный свободный объём слабо влияет на энергию двигателя, при его изменении скорость к концу работы двигателя практически не изменяется, но её нарастание при увеличении свободного объёма становится более плавным.

) Длина газопровода - это есть длина газовой камеры плюс путь поршня, т.е. примем длину газопровода равную 44 мм.

) Угол наклона ГО примем 120°.

) Диаметр ГО должен находится в пределах (1…0,5d), т.е. от 1 до 3,81 мм, примем 3,2 мм. Наиболее сильно влияет на энергию двигателя.

Исходные данные:алибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл(МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (МДж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/дм3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00010

Длина ствола lд(м): 0.71200

Начальная скорость Vд (м/с): 900.00000

Полная длина отката (м): 0.14200

Х-ка дульного уст-ва «Альфа»: 0.47000

Коэфф.удара в КЗП: 0.40000

Приведенные массы и силы при откате:Хi, м Мпрi, кг Aудi

0.000 0.307 1.0000

0.003 0.307 0.8800

0.003 0.331 1.0000

0.005 0.327 0.8300

0.005 0.370 1.0000

0.009 0.369 1.0000

0.015 0.366 0.8700

0.015 0.422 1.0000

0.021 0.417 1.0000

0.025 0.413 1.0000

0.033 0.406 0.9900

0.033 0.432 1.0000

0.045 0.412 1.0000

0.062 0.408 0.9900

0.070 0.407 1.0000

0.070 0.406 1.0000

0.120 0.406 0.9900

0.120 0.397 1.0000Хj, м Fпрj, кг

0.000 37.33

0.003 38.57

0.003 54.94

0.005 56.94

0.009 59.74

0.015 64.26

0.021 67.90

0.025 70.14

0.033 74.06

0.033 90.65

0.045 90.60

0.062 88.37

0.070 93.47

0.070 66.17

0.120 86.77

0.120 82.44

0.142 91.50

Приведенные массы и силы при накате:Хi, м Мпрi, кг Aудi

0.000 0.307 1.0000

0.005 0.307 1.0000

0.005 0.350 0.8300

0.015 0.350 1.0000

0.015 0.419 0.8700

0.120 0.419 1.0000

0.120 0.397 0.9700

0.142 0.397 1.0000Хj, м Fпрj, кг

0.000 28.67

0.120 78.11

0.120 82.44

0.142 91.50

Диаметр ГО, мм: 3.2000

Длина газопровода, мм: 44.0000

Угол наклона ГО, град: 120.0000

Диаметр поршня, мм: 11.0000

Диаметр цилиндра, мм: 11.1000

Площадь сбр. отв-й, мм2: 0.0000

Путь до сбр. отв-ий, мм: 0.0000

Длина газ. камеры, мм: 20.0000

Путь снаряда до ГО, м: 0.3175


6. Результаты расчета БГД


Откат, cек X, м V, м/сек р, МПа

.000600 0.0006 2.91 25.176

Удар в точке 2 (X= 0.003 м):корость до удара V= 6.82 м/с; после удара V= 6.00 м/с

Удар в точке 3 (X= 0.003 м):корость до удара V= 6.00 м/с; после удара V= 6.00 м/с

.001200 0.0037 6.62 20.725

Удар в точке 4 (X= 0.005 м):корость до удара V= 7.65 м/с; после удара V= 6.35 м/с

Удар в точке 5 (X= 0.005 м):корость до удара V= 6.35 м/с; после удара V= 6.35 м/с

.001800 0.0080 7.60 9.882

Удар в точке 6 (X= 0.009 м):корость до удара V= 8.02 м/с; после удара V= 8.02 м/с

.002400 0.0129 8.59 4.900

Удар в точке 7 (X= 0.015 м):корость до удара V= 8.86 м/с; после удара V= 7.71 м/с

Удар в точке 8 (X= 0.015 м):корость до удара V= 7.71 м/с; после удара V= 7.71 м/с

.003000 0.0178 7.87 2.714

Удар в точке 9 (X= 0.021 м):корость до удара V= 8.01 м/с; после удара V= 8.01 м/с

.003600 0.0226 8.06 1.665

Удар в точке10 (X= 0.025 м):корость до удара V= 8.12 м/с; после удара V= 8.12 м/с

.004200 0.0275 8.15 1.089

Удар в точке11 (X= 0.033 м):корость до удара V= 8.09 м/с; после удара V= 8.01 м/с

Удар в точке12 (X= 0.033 м):корость до удара V= 8.01 м/с; после удара V= 8.01 м/с

.005700 0.0397 8.01 0.440

Удар в точке13 (X= 0.045 м):корость до удара V= 7.88 м/с; после удара V= 7.88 м/с

Удар в точке14 (X= 0.062 м):корость до удара V= 7.54 м/с; после удара V= 7.46 м/с

Удар в точке15 (X= 0.070 м):корость до удара V= 7.26 м/с; после удара V= 7.26 м/с

Удар в точке16 (X= 0.070 м):корость до удара V= 7.26 м/с; после удара V= 7.26 м/с

.011700 0.0846 6.87 0.064

Удар в точке17 (X= 0.120 м):корость до удара V= 5.64 м/с; после удара V= 5.59 м/с

Удар в точке18 (X= 0.120 м):корость до удара V= 5.59 м/с; после удара V= 5.59 м/с

.017700 0.1222 5.59 0.022

Удар в крайнем заднем положении: Vкзп= 4.68 м/с

Накат, cек X, м V, м/сек р, МПа

Удар в точке 8 (X= 0.142 м):корость до удара V= -2.10 м/с; после удара V= -2.10 м/с

.023700 0.1378 -2.33 0.013

Удар в точке 6 (X= 0.120 м):корость до удара V= -3.69 м/с; после удара V= -3.69 м/с

Удар в точке 7 (X= 0.120 м):корость до удара V= -3.69 м/с; после удара V= -3.58 м/с

.029700 0.1197 -3.58 0.009

.035700 0.0950 -4.68 0.007

.041700 0.0635 -5.79 0.005

.047700 0.0254 -6.91 0.004

Удар в точке 4 (X= 0.015 м):корость до удара V= -7.31 м/с; после удара V= -7.31 м/с

Удар в точке 5 (X= 0.015 м):корость до удара V= -7.31 м/с; после удара V= -6.36 м/с

Удар в точке 2 (X= 0.005 м):корость до удара V= -6.59 м/с; после удара V= -6.59 м/с

Удар в точке 3 (X= 0.005 м):корость до удара V= -6.59 м/с; после удара V= -5.47 м/с

Удар в крайнем переднем положении: Vкпп= 5.69 м/с

Энергия в КПЗ:



Данное значение энергии удовлетворяет заданному критерию проектирования.

Расчёт узла запирания.

Расчёт узла запирания представляет собой расчёт на срез и смятие боевых упоров затвора.

Расчёт боевых упоров на смятие.



где Рм=367,7 МПа,



Рм - максимальное канальное давление при пятидесяти градусах Цельсия; Sдн - площадь канала ствола в дульном срезе; Fсм - площадь смятия боевых упоров; к - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между боевыми упорами.


прочность на смятие обеспечивается.

Расчёт боевых упоров на срез.



для стали 45

где Fср - площадь среза.

прочность на срез обеспечивается.

Расчёт механизма подачи патронов

Расчёт механизма подачи патронов представлен в виде расчёта своевременности подачи патрона на линию досылания (выбор основных параметров пружины магазина) и определения основных размеров коробчатых магазинов.



)Из графика находим

)Для наиболее надёжного извлечения:

) где - величина подъёма очередного патрона в магазине, тогда

) где mп - масса патрона, n - количество патронов в магазине:


а) При полном магазине: примем 30Н;

б) При одном патроне в магазине:

Пh=30Н<50Н - условие выполняется,

) Основные размеры магазина:



Где Нп - высота ступени подавателя; ?з - угол наклона загибов магазина (из прорисовки).


Расчет ударного механизма

Определение массы бойка из условия отсутствия инерционного накола капсюля.



где - энергия 100% невоспламенения капсюля, она для винтовочного патрона равна 0,304 Дж; - скорость затвора в КПП, она равна 5,69 м/с.

Тогда , примем , как у снайперской винтовки Драгунова.

Определение силовых параметров боевой пружины, обеспечивающих 100% воспламенение капсюля.

) Для винтовочных патронов


)

)

) 0,8 - коэффициент, учитывающий тепловые потери энергии при кручении пружины.

) где М0 - начальный момент на боевой пружине; n=2; ?раб - рабочий угол боевой пружины, ?раб=78°=1,36 рад.

Тогда


Расчёт времени срабатывания ударного механизма.



где tк - время движения курка; tу - время движения ударника.



где ? - частота колебаний тела под действием пружины, где Сугл - угловая жёсткость пружины курка, Iк - момент инерции курка, М0 и Мк - начальный и конечный моменты закручивания пружины курка.



где - величина хода ударника; Vmax - максимальная скорость ударника.



где Vу=0, ударник до удара по нему курка был неподвижен; b=0, удар без отскока; - замещающие массы ударника и бойка; i - передаточное отношение; Vк - скорость курка перед ударом, она определится из уравнения энергий:



Тогда

Расчёт спускового механизма

Расчёт спускового механизма заключается в расчёте усилия спуска. Усилие спуска должно находиться в пределах от 20 до 30 Н. Верхний предел назначается из условий достаточной эффективности стрельбы, а нижний предел обуславливается требованиями по безопасности обращения с оружием. Для определения усилия спуска рассмотрим детали спускового механизма в равновесии.


1) Запишем уравнение моментов относительно т. О для спускового крючка и тяги:



) Запишем уравнение моментов относительно т. О1 для шептала:



) Запишем уравнение моментов относительно т. О2 для курка:



Определим неизвестные реакции и усилие спуска:

Полученное усилие спуска удовлетворяет требованиям, предъявляемым к спусковым механизмам.

Расчёт возвратного механизма

Расчёт возвратного механизма состоит в подборе характеристик возвратной пружины.

) Зная массу подвижных частей (0,39 кг), найдём необходимую энергию возвратной пружины из условия отсутствия произвольного перезаряжания при инерционных нагрузках:


где Н - высота, с которой бросается образец при испытаниях.

) Длина отката:



где l1 - расстояние от носика пули до казённого среза канала ствола; lп - длина патрона; lпер - величина перебега затвора за фланец патрона.


) примем n=2.

) откуда


) С другой стороны подвижные части должны удерживаться в КПП при любых углах возвышения оружия, тогда , 27>19,1 - условие выполняется. Из эргономических соображений П?<70 Н, 54<70 - условие выполняется.

) Жесткость возвратной пружины:



Список литературы


1.Драгунов М.Е., Галаган Л.А. Проектирование образца автоматического стрелкового оружия для условий современного боя: Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Проектирование автоматического оружия». - Ижевск: Издательство ИМИ, 1991. Ч. 1, Ч. 2.

2.Михайлов Л.Е. «Конструкции стрелкового автоматического оружия» М: 1983

.Останин В.Е. Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Теория механизмов и машин».

.В. Мураховский, С. Федосеев «Оружие пехоты 97»

.Кириллов В.И., Сабельников В.М. «Патроны стрелкового оружия» М.: Воениздат, 1980

. Михайлов Л.Е. Конструкции стрелкового автоматического оружия. М.: ЦНИИ информации, 1983


Теги: Снайперская винтовка на базе СВД  Курсовая работа (теория)  Военная кафедра
Просмотров: 33693
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Снайперская винтовка на базе СВД
Назад