> Техника, страница 88 > Установки орудийные

Установки орудийные

Установки орудийные, части артиллерийских систем, удерживающие на себе тело орудия и поглощающие энергию отдачи от выстрела особыми тормозами или противооткатными приспособлениями. Кроме поглощения отката У. о. имеют назначение изменять положение оси канала орудия в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Угол, образованный линией возвышения с горизонтом орудия, называется углом возвышения, а угол поворота оси по отношению к какой-либо неподвижной плоскости—а з и м у т о м. Указанные выше углы придаются оси канала орудия при помощи механизмов: подъемного и поворотного или иначе называемых механизмов вертикальной и горизонтальной наводки. Перечисленные агрегаты (тормозные устройства, механизмы наводки), а также прицельные приспособления (смотрите) являются необходимой принадлежностью каждой установки независимо от ее типа. Все У. о. разделяются на три основные группы: 1) установки подвижные, то есть могущие передвигаться при помощи живой или механич. тяги; 2)установки неподвижные или стационарные; 3) установки морские, установленные на кораблях и передвигающиеся вместе с ними. Каждая из этих групп разделяется на несколько подгрупп, носящих каждая свое спе-цифич. название или по назначению данной подгруппы или типа,илипоспособу передвижения, или по другому признаку, отличающему ее от других. Подвижные У. о. разделяются на: а) полевые, б) осадные, в) самоходные, г) зенитные,

д) железнодорожные, е) танковые; стационарные разделяются на: а) крепостные, б) береговые,

в) зенитные, г) башенные; морские разделяются на: а) башенные, б) палубные, в) зенитные.

Группа 1. а) Полевые установки применяются в орудиях, передвигаемых на колесах при помощи людской или конной тяги или на гусеницах (батальонная, полковая, дивизионная и корпусная артиллерия), б) Установки осадной артиллерии или, согласно новой номенклатуре артиллерии, резерва главного командования (АРГК) применяются в орудиях, имеющих назначение бороться с долговременными укреплениями противника. Установки эти тяжелы, перевозятся как правило механической тягой на гусеницах, в) Установки самоходные представляют собой гусеничный трактор, на котором установлено орудие с противооткатными приспособлениями и механизмами наводки,

г) Установки зенитные применяются в орудиях, предназначенных для борьбы с воздушными целями. Эти У. о. перевозятся или конной или механич. тягой, а также бывают и самоходными, д) Установки железнодорожные обычно применяются для орудий крупного калибра и представляют собой платформу, перевозимую по рельсовым путям, е) Установки танковые применяются в орудиях, установленных на танках и передвигающихся вместе с ними.

Группа 2. а) Установки крепостные,предназначенные для орудий, применяющихся для защиты укрепленных районов, б) Установки береговые, предназначенные для орудий обороны береговых баз от нападений морского флота. в) Установки зенитные в орудиях, применяемых для обороны баз, промышленных районов,

шенные, представляющие собой вращающуюся башню, внутри которой установлены орудия и находятся механизмы наводки и заряжания. Башня защищена сверху и с боков толстой броней, частью вращающейся, частью неподвижной, вставленной в бетон.

Группа 3. а) Установки башенные морские по существу не отличаются от башенных

береговых, б)’Установки палубные устанавливаются на палубе корабля или открыто на легких судах или в бортовых казематах (на линейных кораблях). В первом случае они являются главной артиллерией корабля, во втором—· вспомогательной, для защиты корабля от нападений миноносцев и подводных лодок, в) Установки морские зенитные—тоже стационарные

зенитной системы, только установленные на кораблях для защиты их от нападений воздушного противника.

На фигуре 1 изображена 10,5-см корпусная пушка, где а—тело орудия, б—люлька, заключающая в себе противооткатное устройство, тормое и накатник, в—цапфы, г—станина, несущая на себе качающуюся часть и связанная с последней цапфами и подъемным механизмом, д—

сошник, e—щит для защиты от пуль, ж—уравновешивающие механизмы. На фигуре 2 и 3 изображена полевая зенитная установка в боевом

-- ·Τ;ΐο·· 4·ο·ι

I—.

ш{|

s-l -··*·-------

i и.¹ i. j •ii¹· ifr 31^ я £

Фигура 4.

(фигура 2) и походном положении (фигура 3). Противооткатные приспособления а размещены внизу тела орудия б. Т. к. зенитная система должна иметь кроме большого угла возвышения еще и круговой обстрел, установка снабжена тумбой в, внутри которой вращается на 360° вертлюг г, несущий на себе качающуюся часть. Тумба стоит на нижнем основании, состоящем из 3 или 4 раскидывающихся стрел д с сошниками е, забивающимися в землю. Внутри тумбы поставлено горизонтирующее устройство, позволяющее несмотря на неровности почвы иметь вертикальной ось вращения вертлюга. Кроме этого для грубого выравнивания основания сошники снабжены подвижными тарелями ж. Ход, на к-ром перевозится система, во время стрельбы отнимается. Для передвижения система складывается, как показано на фигуре 3. На фигуре 4 изображена самоходная установка, представляющая собой тумбовую зенитную установку, поставленную на гусеничный ход: а—гусеничный ход, б—колеса для быстрого передвижения, в—коробчатый щит, г—установка, д—запас ов. На фигуре 5 показана ж.-д. установка 14-дм. пушки.

Угол возвышения до 60°. Ж.-д. платформа а, на которой смонтирована установка, снабжена стрелами б с сошниками, упирающимися в грунт во заряжания. Снаряды подаются при посредстве-крана в (весом до 400 килограмм); для опускания верхней части на походе и обратного подъема служит подъемный механизм г. На фигуре 6 и 7 показаны разрезы тумбовой морской палубной установки с откатными приспособлениями—тормозом а и накатником б. Вертлюг со штырем в вращается на подпружиненной пятке г. Поворотный механизм (слева на поперечном разрезе) представляет зубчатый обод сД прикрепленный к тумбе е, по-которому катится шестерня ж, приводимая в движение-маховиком з, через червячное

_ сцепление и. В это последнее. введена фрикционная связь к. Вертикальная на осуществляется около цапф при помощи винтового подъемного механизма, состоящего из ходового винта л и матки с конич. колесом м, при-

ЕЕ)__I

время стрельбы. Стрельба произво-

1^"

Фигура 5.

дится вдоль полотна или только под очень острым углом (1,5—3°) к направлению движения. Железнодорожные установки вследствие большой тяжести качающейся части имеют электрифицированные механизмы наводки и водимым во вращение другим маховиком н. (фигура 7). На фигуре 8 изображен разрез судовой башенной установки. Башня представляет ряд. _/ - соединенных между собой клепаных барабанов, вращающихся на катках а внутри броневой трубы. Верхнее, боевое, отделение б представляет собой замкнутое, закрытое броней помещение, в котором: помещены 1—3 орудия. Качающаяся часть покоится на кронштейнах в, укрепленных на полу боевого отделения. Вертикальная на осуществляется секторами г, а горизонтальная всей башни— при помощи цевочного обода д, помещенного около горизонтальных катков а и вертикальных е. В боевом же отделении помещены приспособления для механич. заряжания орудий (прики). Нижние два барабана ж и з, называемые рабочим отделением, служат для расположения: моторов и лебедки наводки и подачи. Снаряды и заряды подаются из погреба и при помощи особой беседки-зарядника к, которая при помощи тросов по направляющим поднимается из-

логреба в боевое отделение. Заполнение зарядника снарядами механизировано так же, как и заряжание, открывание и закрывание .затвора и на. ·

Расчет артиллерийских установок имеет некоторые специфические особенности. Первым элементом расчета является расчет противооткатных устройств. Вторым — расчет устойчивости полевой системы при стрельбе. Этот расчет имеет тесную связь с расчетом сопротивления откату. Если назовем Q_c вес системы, D₀—его абсциссу относительно точки О, R—сопротивление откату, Q₀—вес откатных ча--стей системы, Р—силу давления овых га

зов на дно канала, е—расстояние ц. т. откатных частейот оси канала, h—длину перпендикуляра от точки О до траектории ц. т. отката частей,

то мы будем иметь общее ур-ие устойчивости (фигура 9):

Rh + Ре < Q_CD„ - Q₀X, (1)

где X—путь, пройденный откатными частями в рассматриваемый момент. Кроме того мы имеем h=H cos ?> — L sin у, (2)

где L—расстояние от цапф до точки О по горизонту, Ы—вертикальное расстояние от ц. т. откатных частей до той же точки:

Т_ха"= R COS φ. (3)

Этиур-ия являются основными уравнениями теории проектирования артиллерийских установок; они связывают между собой вес системы, ее геометрические размеры с сопротивлением откату и углом возвышения, называемым углом устойчивости. Этот угол в системах мелкого калибра берется равным нулю и даже отрицательным, равным минус 3—5°, в системах настильного огня—пушках—берется равным нулю или плюс 2—5°, в гаубицах и мортирах 10—15°. Так как увеличение длины отката уменьшает величину сопротивления откату, то необходимо удлинять насколько возможно откат; этому препятствует необходимость придания орудию углов возвышения, т. к. в

этом случае откатная система ударялась бы в землю. Увеличивать Н бесполезно, т. к. увеличение высоты системы влечет за собой необходимость уменьшения сопротивления откату, то есть опять удлинения отката. Поэтому в современных системах вводят или переменный откат или подвешивают систему не за ц. т., а относя ось цапф назад или и то и другое вместе. Кроме того выражение Ре, динамич. пару, стремятся привести к нулю, сделавши е равным нулю, то есть поместив ц. т. откатной системы на оси канала путем симметричного расположения откатных масс. Теоретич. возможность переменного отката вытекает из ур-ия (1). Если мы сделаем при нек-ром большом угле возвышения 25—30° откат короче и даже значительно, то мы этим сильно увеличим сопротивление откату, т. к. приближенно энергия, поглощаемая противооткатными приспособлениями, равна

Rотк. “ Е₀]С,

где дульная энергия равна Е₀=-~, q—вес снаряда, г₀—скорость снаряда при вылете. Коэф. к=£-, где §₀—вес откатных частей. Из этой

Q. О

ф-лы видно, что чем меньше путь отката, тем больше R, т. к.

Рср “ Е_отКш.

Но, как видно и из фигура 9 и из ур-ия (2), с увеличением угла уменьшается h, достигая даже отрицательной величины. Поэтому всегда возможно увязать длину переменного отката с углом, высотой системы и устойчивостью. Под-

вешивание системы за ц. т. (фигура 10) влечет за

собой металлич. или воздушные пружины, создающие момент, противоположный моменту перевеса, по ур-ию:

QA cos φ=P_xh_x. (4)

При надлежащем подборе плеч r_L и г₂ и выборе угла β можно иметь полное уравновешивание. Так, если мы сделаем механизм тянущего типа и угол β при горизонтальном положении вектора 1₀ равным 90°, то при металлич. пружине, имеющей прямолинейную диаграмму, получим полное уравновешивание. Тогда основное ур-ие для определения силы пружины будет ^ -Ρχ ⁼ А_ХВ_Х · Jc,

где 1с =, ΑχΒ_χ—расстояние между конца ми векторов Г[ и fj в данный момент. Механизмы толкающего типа или с воздушной пружиной теоретически полного уравновешивания не дают, но можно все же достичь того, что усилие при наводке будет невелико. Способ перенесения оси цапф назад применим к системам мелких и средних калибров не более 6 дм. (редко 8 дм.—гаубицы).

При расчете усилия на рукоятку маховика необходимо бывает учесть тот момент неуравновешенности, который получается при теоретически неуравновешенной системе, а также при отступлениях в тарировке пружин. Усилие на маховик подъемного механизма складывается из усилия, необходимого для преодоления вредных сопротивлений, то есть для поддержания равномерной скорости движения, и из усилия, необходимого для изменения скорости, то есть разгона. Первое усилие определяется из ур-ия

П ir_M- p_M=~r^f> (5)

где—кпд всей передачи, г—передаточное число от маховика к сектору подъемного механизма, г„—радиус маховичка, —искомое уси лие, Q_k—вес качающейся части, d—диам. цапфы, f—коэф. трения. Так как передача должен быть необратимая, η всегда меньше 0,5; i =, где п—число оборотов маховика в мин., равное 90—120 при работе одного человека и при г_ж== 12,5—15 см; φ’—скорость вращения оси орудия в градусах, задаваемая тактически; коэф. трения f на цапфах берется или 0,1 или 0,01, в зависимости от наличия антифрикционных приспособлений. Усилие, необходимое для разгона, определится из ур-ия:

1 ·ω2 „ ~ nt

-=Рм-2лГ_{м το}η.

(6)

Здесь I—момент инерции качающейся части •около оси цапф, ω—угловая скорость в радиа нах,то есть, t—время разгона (то есть время, не обходимое для того, чтобы скорость от нуля довести до максимума), равное 1-1-2 ск. Сумма Рм + Рм не должна превышать 5 килограмм. Кроме расчета усилий при наведении подъемный механизм рассчитывается еще и на прочность при выстреле. Сначала определяется усилие, приходящееся на зубец сектора, а потом этот последний, по общим правилам, рассчитывается на прочность. Усилие на зубец

JJ _ Ре+ Ес+ Q₀x ,γ.

β ’ ²

где Ре—есть динамич. пара, R—сопротивление откату, с—расстояние от ц. т. откатных частей до оси цапф, Q₀—вес откатных частей, х— путь отката в рассматриваемый момент. Определяют два значения U при Р, равном Р_тах, и х, равном λ—наибольшей длине отката (при этом Р=0) и берут для расчета наибольшую. Величина д—радиус сектора, выбираемый" по конструктивным соображениям. Шаг зубчато-

и Гхй го зацепления т=у — где R_b—допускаемое напряжение на изгиб 2500—3000 килограмм/см². Цапфы рассчитываются, как балка, заделанная одним концом и нагруженная на другом, силой, рав-„S ί/~ν*+τ2 ,_т

ной -=у —5—, где N—вертикальная составляющая, равная cos β, и T—горизонталь ная, равная R + U sin β. Сила U, известная нам величина, определяется ур-ием (7), а угол/?— полярный угол, относительно горизонтали, точки приложения силы U. В полевых установках рассчитываются станины, как балка, заделанная одним концом и нагруженная на другом. Изгибающий момент для какого-нибудь сечения, расположенного на расстоянии х от точек приложения сил N_x6 и Тхб (фигура 9), равен

M_u=N_x6x-T_x6h_x. (8)

Сечение станины подбирается по правилам со противления материалов, причем допускаемое напряжение принимают до 2 000 килограмм/см². В установках башенных, стационарных, приходится рассчитывать шаровые или ролижовые погоны и фундаментные болты. Шаровой погон рассчитывается так: из ур-ия (9) определяется уд. давление на 1 сантиметров длины окружности, по которой расположены центры шаров. Это давление равно Р=Р₁ + Р₂; (9)

Р_х—давление от выстрела, равное ~, где М_и=RH -f- TJq, (10)

Р_а—давление от собственного веса, равное ·~^·, где Q_ep_—вес вращающихся частей, R—сопротивление откату, Н—расстояние от плоскости, проходящей через центры шаров до оси цапф, д₀—радиус окружности шаров, U—давление на зубец, определяемое из ур-ия (7), д — радиус сектора подъемного механизма. Зная суммарное давление на 1 сантиметров длины, будем иметь нагрузку на шар диам. d, равную pd. Эта нагрузка должна равняться прочному сопротивлению шара, т. e. cd², где с—коэф. по Штри-

беку меньше 150кг/сж². Отсюда d=-. Фундаментные болты рассчитываются по усилиям, приходящимся на наиболее напряженный болт по ур-ию р--Mj,_ /1 1

^м max i — n ’ ^хх

в 2 sin гаг г=1

где.М„—величина опрокидывающего момента,

Т. Э. т. XXIV.

определяемого по ур-ию (10), П—высота оси цапф над подошвой станка, ρ—радиус окружности, по которой расположены болты, п—число болтов, а—центральный угол между двумя соседними болтами. Зная Р_тах, определяем по общим правилам диам. болта. Все остальные детали—по общим ф-лам машиностроения.

Кроме прочности под действием приложенных к отдельным деталям внешних сил полевая установка должна подвергнуться еще расчету как повозка. Массы в системе должен быть расположены так, чтобы давление на хобот не превосходило определенной величины, для удобства надевания его на штырь передка, чтобы ширина шины колес имела определенную нагрузку, определяющую проходимость, без увязания по разного рода почве, чтобы высота ц. т. была увязана с шириной хода, то есть горизонтальным расстоянием между шинами колес, обеспечивающей движение на косогорах, ит. п. В ж.-д. установках давление на ось во время движения и стрельбы не должно превосходить норм для ж.-д. полотна, в гусеничных и самоходных должно быть обеспечено надежное сцепление с землей и определенное удельное надавливание и тому подобное.

Лит.: Яцына И., Курс морской артиллерии, П., 1915;КозловскийД., Материальная часть артиллерии, Ленинград, 1931; Чернявский К., Расчет палубных установок, Ленинград, 1927; его ш е, Теория лафетов, Ленинград, 1932; Шалеа Ж., Механика лафетов, перевод с французского, Ленинград, 1933; Толочков А., Действие выстрела на лафет, Ленинград, 1932. К. Чернявский.