TARIFNAME HAVAN, OBUS VE DIGER TOP SISTEMLERI içiN BIR GERI TEPME MEKANIZMASI Teknik Alan Bulus, havan topu, obüs ve diger top sistemi taretlerinde kullanilan bir geri tepme mekanizmasi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Son yillarda, top sistemlerini daha etkin kullanabilmek için toplar otomatik hale getirilmekte ve degisik tip araçlarin üzerine yerlestirilerek hareket kabiliyeti artirilmaktadir. Top namlusu yükselis ve yanca eksen serbestisine sahip bir taret üzerine yerlestirilmekte ve bu eksenlerde hedefe eyleyicilerle otomatik olarak yönlenebilmektedir. Top sisteminin araç üzerinde bulunmasi ve atistan sonra aracin hizli manevra yapabilmesi, aracin kaçmasina olanak saglamaktadir. Top sisteminin hedef tespiti, otomatik yönlenebilme, mühimmat yükleme vb. gibi islevleri için taret üzerinde çesitli mekanik ve elektronik birimler bulunmaktadir. Top namlusunda atis kaynakli olusan gaz sok kuvveti, mühimmati namlu içinde Öne dogru ivmelendirirken, namluyu da geri ivmelendirmektedir. Otomatik havan topu ve obüs taretlerinde, taret, araç ve üzerlerinde bulunan birimleri, namluya etkiyen bu sok kuvvetinden korumak gereklidir. Bunun için namlu ve taret arasinda geri tepme mekanizmasi kullanilmakta ve böylece taret, araç ve birimler atis sokuna karsi yalitilmaktadir. Geri tepme mekanizmalari, düsük kalibreli silah sistemlerinden yüksek kalibreli top sistemlerine kadar, degisik kalibredeki silah sistemlerinde yaygin olarak kullanilmaktadir. Halihazirda havan toplari ve genel olarak top sistemleri için degisik geri tepme mekanizmasi tasarimlari mevcuttur. U86536324B'i numarali patentte, silah ve havan sistemleri için bir hidropnbmatik geri tepme mekanizmasi anlatilmistir. Bagimli tipteki bu geri tepme mekanizmasinda hidrolik yagli fren ve pnömatik geri getirme mekanizmalari ayni kovan içine konulmustur. Hidrolik fren pistonu üzerinde yay beslemeli tek yönlü valf bulunmaktadir. Bu valf ile geri tepme ve ileri hareket esnasinda yag akisi yönlendirilerek fren ve geri getirme hareketleri düzenlenmektedir. Kovan içinde bulunan konik çubuk, ana piston içinde bulunan delige girerek, piston pozisyonuna göre istenilen kuvvet profili elde edilmektedir. Fonksiyonel olarak etkili bir tasarim olmasina ragmen, bu geri tepme mekanizmasi 'üretim maliyeti, basitlik, güvenilirlik gibi konularda dezavantajlidir. US3501997A numarali patentte, havan toplari Için bir geri tepme mekanizmasi kullanilmistir. Bu geri tepme mekanizmasinda piston ve silindir arasinda sikisabilen ve enerjiyi sönümleyen bir malzeme kullanilmistir. Bu malzemenin hem enerji sönümleme orani hem de geri tepme hareketi sonrasi namluyu atis pozisyonuna geri getirebilecek direngenlik degeri yüksektir. Bahsedilen malzemenin zamanla sbnümleme ve direngenlik degerleri degismekte ve mukavemeti azalmaktadir. Bu nedenlerden Ötür'ü malzeme görevini uzun süre devam ettirememektedir. U88056464BZ numarali patentte, toplar ve havanlar için bir geri tepme mekanizmasi tasarimi anlatilmistir. Bu tasarimda, namlu içindeki patlama gazi, geri tepme silindirlerine akis kontrol valfleriyle yönlendirilir. Yönlendirilen gaz geri tepme frenlerindeki hidrolik yagi pistonlar araciligiyla basinçlandirir. Basinçli yag sistemdeki diger valfler araciligiyla kontrol edilir ve geri tepme mekanizmasindaki frenleme görevini yapar. Bu sistemde patlama gazinin geri tepme mekanizmasinda kullanilmasi, iç balistikte degismeye neden olacaktir. Ayrica mevcut namlularda, bu gazi namlu disina yönlendirmek için namluya mekanik bir müdahale gerekmektedir. Bu durum namlu mekanik yapisinda zayiflamaya neden olabilir. Ayrica sistemde birden fazla vananin kullanilmasi, hareketli piston sayisinin fazla olmasi vb. gibi durumlar sistemin maliyetini ve karmasikligini aitirmaktadir. US4576086A numarali patentte, toplar ve silahlar için hidropn'omatik bir geri tepme mekanizmasi tasarimi anlatilmistir. Bu geri tepme mekanizmasi göreceli olarak karmasik ve hassas 'üretim gerektiren parçalardan olusan bir yapiya sahiptir. Fonksiyonel olarak ileri bir tasarim olmasina ragmen, bu tasarimin `üretim maliyeti oldukça yüksektir. U82790357A numarali patentte, genel olarak bir geri tepme mekanizmasiyla birlikte bir havan topu sistemi anlatilmistir. Bu sistemdeki geri tepme mekanizmasi, mekanik yayli ve yagli bir yapiya sahiptir. Sönümleme, yagin piston ile silindir arasindaki açikliktan geçisi sirasinda meydana gelmektedir. Bu patentte anlatilan geri tepme mekanizmasinda, yag akis açikliginin geri tepme mesafesine göre degismemesi, sistemde mekanik yayin kullanilmasi ve karsi geri tepme hareketi sonunda herhangi bir sön'umleme elemanin olmamasi gibi nedenlerden dolayi bu tasarim tercih edilen bir tasarim degildir. US4724740A numarali patentte, havan toplari Için bir geri tepme mekanizmasi anlatilmistir. Bu geri tepme mekanizmasi istenilen geri tepme ve karsi geri tepme hareketleri için istenilen performans özelliklerinin saglanmasi yönünden avantajli olmasina ragmen, uygulama, basitlik, `üretim maliyeti vb. yönlerden dezavantajlidir. CN10601721OB numarali basvuru, portatif bir havan topu ve geri tepme gövdesi ile ilgilidir. Geri tepme gövdesi; bir firlatma borusu, bir geri tepme mekanizmasi ve karsi geri tepme mekanizmasi içerir. Geri tepme mekanizmasi ise dis silindir, orta ayirma plakasi, piston, bir piston kolu, tampon sivisi, ikinci bir piston ve basinç ayar yayi içerir. Orta ayirma plakasi ile ikinci piston arasindaki bosluk siviyla doldurulmaktadir. Geri tepme gövdesi, geri tepme islemini, geri tepme ve karsi geri tepme mekanizmasi ile saglandigindan dolayi geri tepme kuvvetini azaltmak için geri tepme kinetik enerjisinin bir kismini harcamaktadir. US1045137SB2 numarali patent, tabana monte edilebilen silah ve geri tepme sistemi ile ilgilidir. Sistemde kullanilan geri tepme silindirleri bir sivi transfer manifoldu vasitasiyla iliskili bir gaz haznesine veya irca silindirine hidro-pnömatik bir sistemle baglanmaktadir. Sistemde bulunan iç silindirin, dis silindirin ve ikinci irca silindirinin bir kisminda bulunan sivi, geri tepme pistonunun yer degistirmesine izin vererek silah namlusunda olusan enerjinin bir kismini sönümlemektedir. Mevcut tasarimlardan bazilari, geri tepme mekanizmalari için gereken geri ve karsi geri tepme mesafesine göre degismeyen sabit bir geri ve karsi geri tepme kuvveti olusturabilmesi açisindan yüksek performansa sahiptir. Fakat bu tasarimlar karmasiklik, uygulama, 'üretim maliyeti ve güvenilirlik konularinda avantajli degildir. Digerlerinin ise geri tepme mekanizmalarindan istenen, geri ve karsi geri tepme mesafelerinde degismeyen sabit kuvvet elde etme performansi iyi degildir. Fakat bu tasarimlar basitlik, uygulanabilirlik, güvenilirlik ve 'üretim maliyetleri açisindan oldukça avantajlidir. Sonuç olarak yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli görülmüstîi r. Bulusun Amaci Bulus, havan toplari, ob'i'isler ve diger top sistem taretleri için kullanilabilir olup geri ve karsi geri tepme mesafesine göre degismeyen sabit bir geri ve karsi geri tepme kuvvetini, oldukça basit, kolayca uygulanabilir, yüksek güvenirlikli ve düsük 'üretim maliyetine sahip bir tasarimla elde etmeye olanak saglamaktadir. Taretlerde namlu grubu ile taret arasinda kullanilan geri tepme mekanizmasi, tareti, taretin baglandigi platformu ve taret `üzerinde kullanilan birimleri atis sok kuvvetine karsi yalitarak korur. Atis sok kuvvetinden kaynakli namlu grubu kinetik enerjisi, geri tepme mekanizmasi tarafindan belirli bir geri tepme mesafesinde göreceli olarak düsük geri tepme kuvvetleriyle sön'ümlenir. Dolayisiyla, yüksek atis sok kuvveti geri tepme mekanizmasi sayesinde tarete düsük geri tepme kuvveti olarak aktarilir. Bulus konusu mekanizma, piyasadan kolayca temin edilebilecek hazir ürünler ile hizli ve kolay bir biçimde üretilebilecek metalleri içermektedir. Mekanizmada, piyasadan satin alinabilen hazir hidrolik devre elemanlari kullanilmaktadir. Ayrica mevcut bulusta kullanilan iki basit parça ile istenilen kuvvet profili ayarlanabilir ya da degistirebilir haldedir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, bulus konusu geri tepme mekanizmasindaki baski freninin görünümüdür. Sekil 2, bulus konusu geri tepme mekanizmasindaki irca silindirini göstermektedir. Sekil 3, bulus konusu geri tepme mekanizmasindaki baski freni silindirinin kesit görünümüd'ûr. Sekil 4, geri tepme baski silindiri gömlegi kanal geometrisini göstermektedir. Sekil 5, geri tepme baski silindiri yastiklama mili kanal geometrisi kesitini göstermektedir. Sekil 6, geri tepme baski silindiri yastiklamasinin kesit detay görünüm'ud'ur. Sekil 7-a ve Sekil 7-b, geri tepme baski silindiri yastiklamasinin geri tepme ve karsi geri tepme hareketleri esnasindaki görünümüdür. Sekil 8, geri tepme irca silindirinin kesit görünümüd'ür. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar ihmal edilmis olabilmektedir. Parça Referanslarinin Açiklamasi 100. Baski freni 110. Baski silindiri 111. Baski silindiri kovani 112. Gömlek 113. Baski silindiri `On kapagi 114. Baski silindiri pistonu 115. Baski silindiri arka kapagi 116. Burç somunu 117. Burç 118. Yag girisi 119. Hortum girisi 120. Yastiklama mili 130. Hidrolik ak'L'i 200. Irca silindiri 201. Irca silindiri kovani 202. Irca silindiri ön kapagi 203. Irca silindiri pistonu 204. Irca silindiri arka kapagi 205. Küresel mafsal 206. Gaz dolum girisi Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusun tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Bulus, top namlusu kullanilarak tasarlanan bir top tareti Için, geri ve karsi geri tepme hareketlerinde enerjiyi sönümleyen geri tepme freni ile namlu grubu kütlesini yerçekimi kuvvetine karsi dengeleyen ve atis sonrasi geri gelmesini saglayan irca silindiri içeren bir geri tepme mekanizmasi ile ilgilidir. Bulus konusu geri tepme mekanizmasi, en az bir, tercihen iki adet geri tepme baski freni (100) ile bir adet geri tepme irca silindirinden (200) olusmaktadir. Baski freni (100) Sekil 1'de, irca silindiri (200) ise Sekil 2=de gösterilmistir. Baski freni (100), geri tepme esnasinda olusan sok kuvvetinden kaynakli, namlunun kinetik enerjisini ve irca silindirinde (200) depolanan gaz potansiyel enerjisinden kaynakli karsi geri tepme enerjisini sönümleyerek isiya dönüstürmektedir. Bu enerjinin sönümlendigi hareket boyunca, sabit bir geri tepme ve karsi geri tepme kuvveti gerçeklesmekte ve böylece olusan geri tepme ve karsi geri tepme kuvvetinin büyüklügü atis sok kuvvetine göre oldukça küçük olmaktadir. Irca silindiri (200) ise geri tepme hareketi sonrasi namluyu atis pozisyonuna getirmeye ve namluyu yerçekimine karsi atis pozisyonunda tutmaya yaramaktadir. Baski freni (100), baski silindiri (110) ve hidrolik akü (130) olmak üzere temel olarak iki bilesenden olusmaktadir. Hidrolik akü (130) yayli, gazli ya da benzer tipte kullanilabilmektedir. Bu akü (130), atis sirasinda baski silindiri pistonu (114) hareketinden kaynakli olusan yag arzini baski silindirine (110) beslemek, baski silindirlerinde (110) zamanla olusacak yag kaçagina karsi yag göndermek ve yag sicakligindaki artistan dolayi olusacak yag genlesmesini almak için kullanilmaktadir. Ayrica hidrolik akü (130) üzerinde manuel olarak yag seviyesini anlamaya yarayan yag gösterge çubugu ile elektronik olarak yag basincini ve seviyesini ölçmeye yarayan yag basinç sensörü bulunmaktadir. Benzer sekilde akü (130) içindeki yag miktarini göstermek üzere farkli yöntemler de mevcuttur. Bulusta anlatilan geri tepme mekanizmasi baski silindirinin (110) kesiti Sekil 3=te gösterilmistir. Sekil 3=te gösterilen kesitte; baski silindiri kovani (111), gömlek (112), baski silindiri ön kapagi (113), baski silindiri pistonu (114), baski silindiri arka kapagi (115), burç somunu (116) ve burç (117) gösterilmektedir. Destek halkali statik sizdirmazlik contasi baski silindiri arka kapagina (115) takildiktan sonra, arka kapak (115) baski silindiri kovanina (111) vidali dis baglantisiyla takilir. Daha sonra gömlek (112), kademeli kismi ön tarafa gelecek sekilde kovan (111) içine takilir. Gömlek (112) ile baski silindiri ön kapagi (113) üzerinde bulunan kademeli yapi, gömlegin (112) kovana (111) ters takilmasini engellemektedir. On kapak (113) üzerine iki adet bant yatak, bir adet sizdirmazlik keçesi, bir adet tampon keçesi, bir adet toz keçesi ve bir adet destek halkali statik sizdirmazlik keçesi takilir. Burç (117), pistonun (114) arka tarafina yerlestirilir ve burç somunu (116) pistonun (114) arka kismina vidali baglantiyla takilir. Piston (114), burç somunu (116) ve burçtan (117) olusan kisim, bant yataklari ve sizdirmazlik keçelerinin takildigi ön kapaktan (113) geçirilir. On kapak (113) ile pistondan (114) olusan kisim ise daha önce olusturulan kovan (111), gömlek (112) ve arka kapaktan (115) olusan yapiya vidali baglantiyla takilir. Baski silindirine (110) yag, yag girisinden (118) basilmaktadir. Bu girise (118) tek yönlü yag geçisine izin veren manometre prizi takilmaktadir. Hortum girisine (119) ise akü (130) baglanti hortumu takilmaktadir. Baski silindiri (110), arka kapagi (115) üzerinde bulunan civatali baglantiyla taret üzerinde bulunan sabit yapiya baglanmaktadir. Piston (114) kolu ise namlu grubu hareketli kütleye baglanmaktadir. Sase ile arasina takilan bilesenler ile piston (114) kolu üzerine gelen yanal yükler azaltilmaktadir. Dolayisiyla atis sonrasi sok kuvveti piston (114) koluna etkimekte ve piston (114) hareket etmeye baslamaktadir. Bu hareket, hidrolik yagi, gömlek (112) üzerinde bulunan kanallardan baski silindirinin (110) arka kismina aktarmaktadir. Pistonun (114) hareketinden dolayi olusan yag akisi, piston (114) ön tarafinda bir basinç olusturmakta ve yagin kanallardan geçisi basinç düsüsüne sebep olmaktadir. Piston (114) ön tarafinda olusan bu basinç, geri tepme frenleme kuvvetini olusturmaktadir. Bu basinç düsüsü namlu grubu kinetik enerjisinin isiya dönüsmesine neden olmaktadir. Gömlek (112) üzerinde bulunan kanallar, geri tepme mesafesine göre degismektedir. Bu sayede, geri tepme mesafesine göre sabit bir geri tepme kuvveti elde edilir. Gömlek (112) üzerinde bulunan geri tepme kanalinin jenerik görüntüsü Sekil 4rte gösterilmistir. Gömlek (112) tercihen alüminyum-bronzdan üretilmistir. Bu sayede çelik malzemeli piston (114) gömlegin (112) içinde rahatça hareket edebilmektedir. Farkli malzemelerle de bu durum saglanabilmektedir. Piston (114), geri tepme hareketinin sonuna geldiginde belirli bir miktar ölü yag hacmi baski silindiri (110) içinde güvenlik amaciyla birakilmistir. Olü yag hacmi birakmamak da bir alternatiftir. Geri tepme hareketi tasarlanan geri tepme mesafesinde bitmezse piston (114) hidrolik yagi bu ölü hacme sikistiracak ve bu hacimdeki yag tampon görevi görerek pistonun (114) ön kapaga (113) çarpmasini engelleyecektir. Hidrolik yag çok az da olsa sikistirilabilir bir yapiya sahiptir. Dolayisiyla ölü yag hacmi yay gibi davranmaktadir. Bu durum olasi bir asiri geri tepme mesafesinde metalin metale çarpmasini engelleyerek baski silindirinin (110) zarar görmesini engelleyecektir. Geri tepme hareketi bittiginde, irca silindirinin (200) içindeki basinçli gaz, namlu grubunu ve pistonlari (114) harekete geçirerek karsi geri tepme hareketini baslatir. yastiklama milinin (120) içine girmeye basladiginda piston (114) içindeki yag sikisir ve burç (117) ile arka kapak (115) yastiklama mili (120) arasindaki kanallardan baski silindiri (110) içine akar. Benzer sekilde yagin sikisip, kanallardan akmasi arka kapak (115) kolu üzerinde bir basinç olusmasina neden olur. Bu basinç karsi geri tepme frenleme kuvvetini olusturur. Yagin kanallardan geçisi sirasinda olusan basinç kaybi namlu grubu kinetik enerjisinin isiya dönüsmesine sebep olur. Burcun (117) alüminyum-bronzdan imal edilmesi arka kapak (115) yastiklama mili (120) ile arasindaki yataklamaya olanak saglar. Arka kapak (115) yastiklama mili (120) üzerinde bulunan mesafeye göre degisen kanallar sayesinde karsi geri tepme mesafesi boyunca sabit bir karsi geri tepme kuvveti elde edilir. Sekil 6, baski silindiri (110) yastiklama geometrisinin detay görüntüsünü göstermektedir. Burç (117), piston (114) ile burç kapagi arasinda hem eksenel hem de radyal yönlerde hareket edebilmektedir. Bahsedilen radyal hareket, yastiklama milinin (120) burcu (117) merkezlemesine, yastiklama mili (120) ile burç (117) arasinda az bosluklu hassas geçise ve böylece yagin büyük kisminin kanallardan akmasina neden olmaktadir. Hareketli burç (117) yerine sabit burç (117) da bu tasarima kolayca uygulanabilir. Fakat bu durumda üretimin çok hassas olmasi gerekmektedir. Geri tepme hareketi basladiginda hareketli burç (117) yag basincindan dolayi pistona (114) dayanir ve Sekil 7-aida gösterildigi gibi yag piston (114) içine akar. Bu akisin büyük kismi hareketli burç (117) ile burç kapagi arasinda bulunan radyal bosluktan ve hareketli burcun (117) üzerinde bulunan kanallardan, küçük kismi ise yastiklama mili (120) 'üzerindeki kanallardan piston (114) mili içine akar. Böylece geri tepme hareketi esnasinda piston (114) içinde olusan bosluk yag ile doldurulur. Geri tepme hareketi bittikten sonra karsi geri tepme hareketi baslar. Karsi geri tepme hareketi sirasinda, piston (114) üzerinde bulunan burç (117), yastiklama milinin (120) içine girmeye basladigi anda, yastiklama mili (120) tarafindan merkezlenir ve yagin kanallardan akmasi saglanir. Piston (114) içinde sikisan yagin basinci artar ve Sekil 7-b*de gösterildigi gibi burç (117) kapaga dayanir. Burç (117), burç kapagi `üzerindeki delikleri kapattigi için yag, sadece yastiklama mili (120) 'üzerinde bulunan kanallardan akar. Bu sayede karsi geri tepme hareketi istenildigi gibi kontrol edilmis olur. Geri tepme irca silindirinin (200) kesiti Sekil 8'de gösterilmistir. Sekil 8'de gösterilen kesitte, irca silindiri kovanini (201), irca silindiri ön kapagi (202), irca silindiri pistonu gösterilmektedir. irca silindiri arka kapagi (204) `üzerine statik sizdirmazlik contasi ve küresel mafsal (205) takilir. Daha sonra arka kapak (204) kovana (201) civatali baglantiyla takilir. Piston (203) 'üzerine iki bant yatak, bir tane sizdirmazlik keçesi ve bir tane tampon keçesi takilir. Benzer sekilde ön kapak (202) üzerine statik sizdirmazlik keçesi, iki adet bant yatak, iki adet sizdirmazlik keçesi ve bir adet toz keçesiyle gaz dolum girisi (206) takilir. Daha sonra piston (203) montaji ön kapak (202) montajindan geçirilir ve olusturulan yapi kovan (201) ve arka kapak (204) ikilisine takilir. On kapak (202) ise kovana (201) vidali baglantiyla takilir. Irca silindirine (200) gaz, gaz dolum girisinden (206) basilmaktadir. Geri tepme mekanizmasi irca silindiri (200), arka kapak (204) 'üzerinde bulunan küresel mafsala (205) pim takilarak taret üzerinde bulunan sabit yapiya baglanmaktadir. Irca silindiri piston (203) kolu ise, namlu grubu hareketli kötleye takilmaktadir. Sase ile arasinda kullanilan elemanlar vasitasi ile piston (203) kolu üzerine gelen yanal yükler olabildigince azaltilmis olmaktadir. Piston (203), irca silindiri kovaninin (201) içinde sinirli yer degistirme yapmaktadir. irca silindiri (200) gövdesinin ön kismi genisleyen bir tasarima sahiptir. Böylece, piston (203) hareketinden kaynakli olusan gaz basinç artisi azaltilmis olmaktadir. Bulus konusu mekanizma, yukarida anlatilan teknige ek olarak, havan topu, obüs vb. gibi top sistemleri ile diger silah sistemlerinde kullanilan, hidrolik, pnömatik, hidro- pnömatik, hidro-yay ve mekanik yapida olan her türlü geri tepme mekanizmalari da koruma altina alinacaktir. Buralarda kullanilan geri tepme mekanizmalari, yagin orifislerden, vanalardan ve kanallardan akisiyla ya da her türlü sürtünmeyle geri tepme enerjisini isiya dönüstürerek sönümler. Ayrica geri tepme mekanizmalarinda, mekanik yayli ya da gazli irca yapilari kullanilabilir. Geri tepme mekanizmasinda, yagin aktigi yapilar, orifisli, kanalli, delikli, konik, parabolik, vaIfIi vb. her türlü geometriyi kapsamaktadir. Sonuç olarak detayli teknikte anlatilan yapidan farkli geometri ya da tasarimdaki yapilar, sönümleme ve direngenlik özelliklerine sahipse ve top sistemlerinde kullaniliyorsa, bulus konusu mekanizma kullanilabilir demektir. TR TR TR