МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГИЛЬЗЫ ПРИ ВЫСТРЕЛЕ ИЗ ОРУЖИЯ СО СВОБОДНЫМ ЗАТВОРОМ

S A Alekseev

doi:10.22213/2410-9304-2018-3-4-11

Authors

S. A. Alekseev Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-3-4-11

Keywords:

free breech-block, shell, durability, mathematical model

Abstract

One of elements influencing on faultlessness of rifle-gun armament is the shells of live ammunition, enduring the alternating loads at a shot. In a weapon with a free breech-block at its insufficient mass the transversal breaks of shells are possible that result in difficult removable delays at firing. A shell at a shot is in the difficult tense state, enduring tangential, radial and axial tensions. For the estimation of transversal durability of a shell it is necessary to define the intensity of tensions and deformations in the period of growth of intrinsic pressure of gunpowder gases. The stress-deformed state (VAT) of a shell is determined by intrinsic and outward pressure and axial force of resistance to motion from the side of cartridge chamber. Processes of internal ballistics, dynamics of motion of a shell with a breech-block and elastic-plastic deformation are interrelated. Therefore, the numeral solution of these tasks must be conducted jointly at each step at time. Due to vagueness of the resistance force from the side of breech-block the reverse method of solving the tasks of elasticity and plasticity is used for determination of VAT, according to that a part of external forces and a part of displacements are assigned, and from the condition of meeting the corresponding equations all other unknown components of VAT are determined. The generalized mathematical model is worked for a shot from a weapon with a free breech-block, including the models of internal ballistics, model of dynamics of a breech-block and a model of VAT of the shell. With the use of mathematical model a programmatic design complex "Project" is developed, allowing to solve a number of project tasks: calculation of parameters of breech-block motion taking into account the real resistance force of the shell; calculation of the resistance force at extraction of the shell, verification of providing the shell strength and the strength of extraction mechanism parts; determination of the minimum mass of the breech-block, providing the shell strength at a shot.

Author Biography

S. A. Alekseev, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

References

Кириллов В. М. О методах расчета гильз стрелкового оружия на экстракцию. М. : Арт. академия им. Дзержинского, 1947. 39 с.

Ганичев А. Н., Никитин В. А. Современные вопросы функционирования гильз. М. : ЦНИИ НТИ, 1976.

Свердлов М. И. Основы проектирования орудийных гильз. Л : ЛМИ, 1962. 447с.

Кириллов В. М., Сабельников В. М. Патроны стрелкового оружия. М. : ЦНИИ Информации, 1980. 372 с.

Полтавец Ю. Б., Лялин В. М., Нгием Суан Чинь, Андрияничев С. А. О критерии несущей продольно-поперечной прочности тонкостенного цилиндра с дном, находящегося под действием высокого давления и температуры // Известия ТулГУ. Серия «Актуальные вопросы механики». 2005. Вып. 1.

Полтавец Ю. Б., Лялин В. М., Нгием Суан Чинь. Математическая модель связной задачи термопластичности для полого многослойного цилиндра // Известия ТулГУ. Серия «Актуальные вопросы механики». 2005. Вып. 1.

Алферов В. В. Конструкция и расчет автоматического оружия. М. : Машиностроение, 1977. 248 с.

Алексеев С. А. Проектирование автоматического оружия с инерционным запиранием канала ствола : учеб. пособие. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2007. 120 с.

Алексеев С. А., Драгунов М. Е., Черный В. Г. Проектирование пистолетов-пулеметов. М. : ФГУП ЦНИИ “Информтехника”, 2009. 200 с.

Проектирование спецмашин. Ч. 1. Проектирование стрелково-пушечного вооружения (дополнительные главы) : учебник / А. Г. Шипунов [и др.]. Тула : Изд-во ТГУ, 2010. 236 с.

Алексеев С. А., Гараев А. З. Влияние режима работы автоматики пистолетов-пулеметов на тактико-технические характеристики // Оборонная техника. 2015. № 9-10. С. 161-165.

Баллистика ракетного и ствольного оружия: учебник для вузов / под ред. А. А. Королева, В. А. Комочкова. Волгоград, 2010. 472 с.

Ильюшин А. А., Огибалов П. М. Упругопластические деформации полых цилиндров. М. : Изд-во МГУ, 1960. 224 с.

Алексеев С. А. Определение минимальной массы свободного затвора из условия обеспечения поперечной прочности гильзы // Оборонная техника. 2005. № 4-5. С. 63-66.

Алексеев С. А. Условие прочности гильзы при выстреле из оружия со свободным затвором: матер. междунар. науч.-техн. конф., посвящен. 50-летию ИжГТУ. В 5 ч. Ч. 5. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2002. С. 344-353.

Kirillov V. M. O metodah rascheta gilz strelkovogo orujiya na ekstraktsiyu [About the methods of calculation of shells of small-arms on extraction]. Moskow, Art. akademiya im.Dzerjinskogo, 1947 (in Russ.).

Ganichev A. N., Nikitin V. A. Sovremennyie voprosyi funktsionirovaniya gilz [Modern questions of functioning of shells]. Moskow, TSNII NT, 1976 (in Russ.).

Sverdlov M. I. Osnovyi proektirovaniya orudiynyih gilz [Bases of planning of gun shells]. Leningrad: LMI, 1962 (in Russ.).

Kirillov V. M., Sabelnikov V. M. Patronyi strelkovogo orujiya [Cartridges of small-arms]. Moskow, TSNII Informatsii, 1980 (in Russ.).

Poltavets YU. B., Lyalin V. M., Ngiem Suan CHin, Andriyanichev S. A. [On the criterion of the longitudinal-transverse strength carrier of a thin-walled cylinder with a bottom under high pressure and temperature]. Izvestiya TulGU. Seriya «Aktualnyie voprosyi mehaniki». [Information TulSU. Series "Pressing questions of mechanics"], 2005, vol. 1 (in Russ.).

Poltavets YU. B., Lyalin V. M., Ngiem Suan CHin [Mathematical model of the connected thermoplasticity problem for a hollow multilayer cylinder]. Izvestiya TulGU. Seriya « Aktualnyie voprosyi mehaniki. [Information TulSU. Series "Pressing questions of mechanics"], 2005, vol. 1 (in Russ.).

Alferov V. V. Konstruktsiya i raschet avtomaticheskogo orujiya [Construction and calculation automatic weapon ]. Moskow: Mashinostroenie Publ., 1977 (in Russ.).

Alekseev S. A. Proektirovanie avtomaticheskogo orujiya s inertsionnyim zapiraniem kanala stvola [Planning of self-firer with the inertia locking of channel of barrel]. Izhevsk, Izd-vo IzhGTU, 2007 (in Russ.).

Alekseev S. A., Dragunov M. E., CHernyiy V. G. Proektirovanie pistoletov-pulemetov [Planning of submachine guns]. Moskow: FGUP TSNII “Informtehnika”, 2009 (in Russ.).

SHipunov A. G., Alekseev S. A., Griazev M. V, Ignatov A. V., Korolev A. A., Matasov V. F., Cherny V. G. Proektirovanie spetsmashin. CHast 1. Proektirovanie strelkovo-pushechnogo voorujeniya (dopolnitelnyie glavyi) [Planning special mashin of Part 1. Planning of rifle-gun armament (additional heads)]. Tula: TGU, 2010 (in Russ.).

Alekseev S. A., Garaev A. Z. (2015). [Influence of the operating mode of automatics of submachine guns on tactical and technical characteristics]. Oboronnaya tehnika [Defensive technique], 2015, no. 9-10, pp, 161-165 (in Russ.).

Eds. Korolev A. A., Komochkov V. A. Ballistika raketnogo i stvolnogo orujiya: uchebnik dlya vuzov [Ballistics of rocket and barrel weapon]. Volgograd, VGTU, 2010 (in Russ.).

Ilyushin A. A., Ogibalov P. M. Uprugoplasticheskie deformatsii polyih tsilindrov [Elastic-plastic deformations of hollow cylinders]. Moskow: MGU, 1960 (in Russ.).

Alekseev S. A. [Determination of the minimum free-gate weight from the condition of ensuring the transverse strength of the sleeve]. Oboronnaya tehnika [Defensive technique], 2005, no. 4-5, pp. 63-66 (in Russ.).

Alekseev S. A. Uslovie prochnosti gilzyi pri vyistrele iz orujiya so svobodnyim zatvorom [Condition of durability of shell at a shot from a weapon with a free breech-block] [Proc. Mejdunar. nauch.-tehn. konferentsii posv.50-letiyu IjGTU]. Izhevsk, Izd-vo IzhGTU, 2002, pp. 344-353(in Russ.).