RU2701630C1 - Method for high-speed firing of cannon armament tower plant - Google Patents
Method for high-speed firing of cannon armament tower plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701630C1 RU2701630C1 RU2018122603A RU2018122603A RU2701630C1 RU 2701630 C1 RU2701630 C1 RU 2701630C1 RU 2018122603 A RU2018122603 A RU 2018122603A RU 2018122603 A RU2018122603 A RU 2018122603A RU 2701630 C1 RU2701630 C1 RU 2701630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- barrel
- converted
- recoil
- coil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A25/00—Gun mountings permitting recoil or return to battery, e.g. gun cradles; Barrel buffers or brakes
- F41A25/16—Hybrid systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области скорострельного пушечного вооружения и может быть использовано для совершенствования систем обеспечения точности стрельбы.The invention relates to the field of rapid-firing cannon weapons and can be used to improve systems for ensuring accuracy of firing.
Известен способ скоростной стрельбы башенной установки пушечного вооружения, заключающийся в преобразовании кинетической энергии отдачи ствола орудия в тепловую энергию [Зенитный ракетно-пушечный комплекс «Панцирь-С1»: Основы устройства и функционирования: Учебное пособие. Часть 1 / под ред. чл.-кор. РАЕН д-ра техн. наук, проф. В.А. Мальцева и Ю.А. Савенкова - Тула: АО «КБП», 2017. - 289 с.].There is a method of high-speed firing of a turret installation of cannon armament, which consists in converting the kinetic energy of the recoil of the gun barrel into thermal energy [Anti-aircraft missile and cannon system "Shell-C1": Fundamentals of the device and functioning: A training manual.
Известный способ реализуется снижением колебаний всего корпуса боевой машины с башенной установкой за счет повышения упругости опорных устройств (применение дополнительных опор), и преобразованием тем самым энергии отдачи ствола пушки в энергию акустических колебаний инфразвукового диапазона отдельных функциональных механических узлов и деталей. Энергия этих колебаний в конечном итоге рассеивается по всему корпусу машины и обращается в тепловую энергию по акустической и оптической ветвям атомных колебаний в материалах деталей боевой машины.The known method is implemented by reducing the fluctuations of the entire body of the combat vehicle with a turret by increasing the elasticity of the supporting devices (the use of additional supports), and thereby converting the recoil energy of the gun barrel into the energy of acoustic vibrations of the infrasonic range of individual functional mechanical units and parts. The energy of these vibrations is ultimately dissipated throughout the entire body of the vehicle and converted into thermal energy through the acoustic and optical branches of atomic vibrations in the materials of parts of the combat vehicle.
Недостатком известного способа является то, что постоянная времени диссипации (рассеивания) энергии отдачи выстрела больше периода выстрелов. Это ведет к накоплению неуправляемой энергии колебательных процессов в узлах машины и, соответственно, к нарушению работы системы наведения. При этом, повышение жесткости опор машины повышает частоту колебательных процессов в узлах машины с периодом меньше постоянной времени срабатывания системы наведения. Все это ограничивает возможности обеспечения необходимой точности стрельбы.The disadvantage of this method is that the time constant of dissipation (dissipation) of the recoil energy of the shot is greater than the period of the shots. This leads to the accumulation of uncontrolled energy of oscillatory processes in the nodes of the machine and, accordingly, to disruption of the guidance system. At the same time, increasing the rigidity of the machine supports increases the frequency of oscillatory processes in the machine nodes with a period less than the response time constant of the guidance system. All this limits the ability to provide the required accuracy.
Технический результат направлен на уменьшение энергии упругих напряжений в корпусе башенной установки при стрельбе, создаваемых отдачей ствола пушки.The technical result is aimed at reducing the energy of elastic stresses in the housing of the turret when firing created by the recoil of the gun barrel.
Технический результат достигается тем, что в способе скоростной стрельбы башенной установки пушечного вооружения, заключающимся в преобразовании кинетической энергии отдачи ствола пушки в тепловую энергию, кинетическая энергия отдачи ствола орудия преобразуется в электрическую энергию, которая преобразуется в тепловую энергию.The technical result is achieved by the fact that in the method of high-speed firing of a turret installation of cannon armament, which consists in converting the kinetic energy of the recoil of the gun barrel into thermal energy, the kinetic energy of the recoil of the gun’s barrel is converted into electrical energy, which is converted into thermal energy.
Принцип предлагаемого способа основан на преобразовании энергии движения отдачи ствола в электрическую энергию, которая преобразуется в энергию электрического тока, которая преобразуется в магнитную энергию торможения ствола и в тепловую энергию рассеивателя тепла.The principle of the proposed method is based on the conversion of the recoil energy of the barrel into electrical energy, which is converted into electric current energy, which is converted into the braking magnetic energy of the barrel and into the heat energy of the heat dissipator.
На рисунке приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа (далее - устройство).The figure shows a functional diagram of a device for implementing the proposed method (hereinafter - the device).
Устройство содержит ствол 1, снаряд 2 в стволе, корпус 8, откатный цилиндр 3 и упругие элементы 7, соединенные с корпусом, шток 4, соединенный со стволом 1 и упругими элементами 7, магнит 5 связанный со штоком 4, катушка электрическая 6, закрепленная к корпусу 8. Откатный цилиндр 3 служит в качестве держателя и направляющего для ствола 1 при откате. Магнит 5 и катушка 6 выполнены секционированно для повышения величины наводимой ЭДС и повышения КПД по преобразованию движения ствола с магнитом в электрическую энергию. В катушку может быть вмонтировано нагрузочное резистивное сопротивление. Электрическая энергия может рассеиваться на резистивном сопротивлении короткозамкнутой катушки.The device comprises a
Устройство работает следующим образом. При вылете снаряда 2 ствол 1 получает импульс силы в обратном направлении и при движении в цилиндре 3 штоком 4 сжимает упругие элементы 7, которые распределяют по времени ударную нагрузку выстрела на корпус 8 и уменьшают величину действующей на корпус 8 силы при выстреле. При движении штока 4 магнит 5 наводит электродвижущую силу (ЭДС) в неподвижной электрической обмотке катушки 6. Электрический ток, создаваемый ЭДС в катушке 6, рассеивает энергию на резистивном сопротивлении катушки или специального нагревательного элемента, соединенного с катушкой.The device operates as follows. When the
Таким образом, кинетическая энергия движения ствола 1 посредством магнита 5 преобразуется в энергию электрического тока в обмотке 6, которая преобразуется в нагревательном элементе в тепловую энергию. Согласно закону сохранения энергии и практике генерации электрической энергии КПД преобразования механической энергии в электрическую может превышать 60%, что зависит от соотношения взаимодействующих масс ствола 1 и корпуса 8. По правилу Ленца, чем больше электрический ток в обмотке катушки 6, тем больше магнитное поле обмотки, противодействующее движению магнита 5 штока 4. Величина тока тем больше, чем меньше сопротивление обмотки с нагревательным элементом. В пределе наиболее эффективным электромагнитным тормозом является короткозамкнутая обмотка, выполняющая роль обмотки для наведения ЭДС (тока) и нагревательного элемента.Thus, the kinetic energy of the movement of the
Количество энергии, отводимой в тепло, можно оценить по величине наводимой ЭДС и сопротивлению обмоткиThe amount of energy diverted to heat can be estimated by the magnitude of the induced emf and the resistance of the winding
где Е -электродвижущая сила катушки, В;where E is the electromotive force of the coil, V;
μ - относительная магнитная проницаемость магнита;μ is the relative magnetic permeability of the magnet;
μ0 - магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum, GN / m;
Н - напряженность магнитного поля магнита, А/м;H is the magnetic field of the magnet, A / m;
S - площадь сечения магнитного потока, м2;S is the cross-sectional area of the magnetic flux, m 2 ;
Δt - время изменения магнитного потока, равное времени отката ствола, с;Δt is the time of change of the magnetic flux equal to the time of the rollback of the barrel, s;
k - коэффициент уменьшения средней скорости движения ствола по отношению к средней скорости движения снаряда в стволе.k is the coefficient of decrease in the average velocity of the barrel relative to the average velocity of the projectile in the barrel.
Наведенная электрическая мощность в катушке, превращаемая в тепловую энергию, определяется из уравненияThe induced electric power in the coil, converted into thermal energy, is determined from the equation
где R - сопротивление всей цепи обмотки, Ом.where R is the resistance of the entire winding circuit, Ohm.
Так, при возможно реализуемых величинах Е=1000 В и R=0,05 Ом, мощность может достигать значений Р=106/10-2=108 Дж/с.For example, when possible values of the sold E = 1000 and R = 0,05 ohms, power can reach values of P = 10 6/10 -2 = 10 8 J / s.
При движении ствола в 10 раз медленнее снаряда tств=0,1 Δtсн=0,06 с выделяемая энергия равна W=Ptств=0,06 108=105 Дж.When the barrel moves 10 times slower than the projectile t barrel = 0.1 Δt cn = 0.06 s, the energy released is W = Pt barrel = 0.06 10 8 = 10 5 J.
Оценочный расчет показывает, что энергия движения ствола может быть распределена не менее чем в равной мере между электромагнитной системой торможения ствола и корпусом, которому энергия ствола передается через шток и упругий элемент, а в предельном случае через шток 4, магнит 5, магнитное поле, катушку 6 на корпус. Для такого распределения допустимая мощность обмотки 6 электромагнита 5, 6 должна быть больше мощности, передаваемой через шток 4 на корпус 8 через упругие элементы в отсутствии магнитного поля.Evaluation calculation shows that the energy of movement of the barrel can be distributed no less than equally between the electromagnetic braking system of the barrel and the body, to which the energy of the barrel is transmitted through the rod and the elastic element, and in the extreme case through the
При передаче всей энергии отката ствола на корпус через магнитное поле совершаемая работа в электромагнитной системе магнит-катушка будет равна работе сжатия упругого элементаWhen transferring all the energy of the recoil of the barrel to the body through a magnetic field, the work done in the electromagnetic system of the magnet-coil will be equal to the compression work of the elastic element
где I - электрический ток катушки, А;where I is the electric current of the coil, A;
t - время перемещения катушки, с;t is the travel time of the coil, s;
G - модуль упругости упругого элемента Н/м;G is the elastic modulus of the elastic element N / m;
Δx - величина сжатия упругого элемента, м.Δx is the compression value of the elastic element, m
Из практики известно, что механическая сила, действующая на индуктор электрического генератора, превращается в механическую силу магнитного поля, называемой пондермоторной силой, которая превращается в силу тока в проводнике, не обладающей и не вызывающей механической силы реакции в проводнике. Таким образом, механическая энергия, характеризуемая механической силой, может быть преобразована в электрическую энергию, превращаемую в тепло без посредства механической силы.It is known from practice that the mechanical force acting on the inductor of an electric generator turns into a mechanical force of a magnetic field, called a pondermotor force, which turns into a current in a conductor that does not have and does not cause a mechanical reaction force in the conductor. Thus, mechanical energy characterized by mechanical force can be converted into electrical energy converted into heat without the aid of mechanical force.
Сопоставительный анализ показал, что кинетическая энергия, передаваемая движением ствола корпусу, может быть уменьшена в два раза.A comparative analysis showed that the kinetic energy transmitted by the movement of the barrel to the body can be reduced by half.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122603A RU2701630C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Method for high-speed firing of cannon armament tower plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122603A RU2701630C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Method for high-speed firing of cannon armament tower plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2701630C1 true RU2701630C1 (en) | 2019-09-30 |
Family
ID=68170592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018122603A RU2701630C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Method for high-speed firing of cannon armament tower plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2701630C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6668478B2 (en) * | 2000-12-01 | 2003-12-30 | Jason Bergstrom | Firearm pneumatic counter-recoil modulator & airgun thrust-adjustor |
RU2521054C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Росийской Федерации | Electromagnetic conversion of powder gas energy into mechanical force and device to this end |
RU2578910C1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-03-27 | Александр Григорьевич Шаньшеров | Device for reduction of recoil of aircraft gun with flywheel |
-
2018
- 2018-06-20 RU RU2018122603A patent/RU2701630C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6668478B2 (en) * | 2000-12-01 | 2003-12-30 | Jason Bergstrom | Firearm pneumatic counter-recoil modulator & airgun thrust-adjustor |
RU2521054C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Росийской Федерации | Electromagnetic conversion of powder gas energy into mechanical force and device to this end |
RU2578910C1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-03-27 | Александр Григорьевич Шаньшеров | Device for reduction of recoil of aircraft gun with flywheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8686576B1 (en) | System and method for harvesting electrical energy by linear induction | |
US7525203B1 (en) | Back-up electric power generator for electronic components attached to automatic firearms | |
US10041757B2 (en) | Electromagnetic muzzle velocity controller and booster for guns | |
US8302584B1 (en) | Rail gun launcher | |
US7730821B2 (en) | Electromagnetic launcher with augmenting breech | |
US10088266B1 (en) | Anti-recoil device accessory for a firearm | |
Zhang et al. | Design and testing of 15-stage synchronous induction coilgun | |
Zhang et al. | Experimental results from a 4-stage synchronous induction coilgun | |
Li et al. | The development of EML technology in China | |
US9354019B2 (en) | Electromagnetic tube gun | |
CN104501654B (en) | A kind of vicarious solenoid decelerator and retarding method | |
RU2701630C1 (en) | Method for high-speed firing of cannon armament tower plant | |
Song et al. | Design, fabrication, and experimental results of a pulsed power-based four-stage induction coilgun for launching a heavy projectile | |
RU2331033C1 (en) | Multistage electromagnetic accelerator with acceleration sensor | |
KR101895119B1 (en) | Coil gun | |
Zhiyuan et al. | Dynamic research of multi-stage reluctance coil gun | |
US2720819A (en) | Magnetic recoil mechanism for guns | |
Castillo et al. | Projectile accelerator prototype using electromagnetic fields | |
KR101567264B1 (en) | Buffer device using induced electromotive force | |
US20150226507A1 (en) | Recoil mitigating apparatus and methods | |
RU2726393C9 (en) | Rail electromagnetic accelerator | |
RU2578910C1 (en) | Device for reduction of recoil of aircraft gun with flywheel | |
Li et al. | Experimental results from pseudoliquid armatures launched by two-turn railgun | |
RU2619628C1 (en) | Recoil system - i | |
Lee et al. | Design of a Recoil System for a Railgun |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |