ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ СТВОЛА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Гаситель колебаний стволов автоматического оружия предназначен для гашения поперечных и крутильных колебаний стволов в широком диапазоне частот за счет использования дискретных рабочих сред.
Полезная модель относится к устройствам гашения колебаний стволов автоматического оружия.
Известен динамический гаситель колебаний [1], содержащий массу в виде гофрированных сильфонов, заполненных сыпучей средой, с усилительными кольцами, установленными во впадинах гофр.
Недостатком является необходимость закрепления гасителя на стволе с помощью гибких стержней.
Наиболее близким техническим решением является динамический корректор [2], содержащий груз, выполненный с внутренней полостью, заполненной твердыми частицами.
Недостатком является наличие двуплечего рычага для шарнирного соединения с объектом и грузом, закрепляемого на неподвижном основании с помощью шарнира.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей гашения колебаний стволов артиллерийского оружия за счет использования дискретных рабочих сред, обеспечивая гашение продольных, изгибных и крутильных колебаний в широком диапазоне частот.
Это достигается тем, что в гасителе колебаний стволов артиллерийского оружия, содержащего закрепленную массу гасителя, состоящую из контейнера с дискретной рабочей средой, согласно предлагаемому изобретению в контейнере массы гасителя выполнено аксиальное отверстие для ствола и радиальные перегородки.
При этом масса гасителя размещена на стволе в точке наибольших перемещений свободного конца ствола.
Наличие радиальных перегородок обеспечивает гашение крутильных колебаний ствола.
На фиг.1 представлено размещение гасителя колебаний на стволе автоматического оружия.
На фиг.2 представлена модель динамического гасителя колебаний стволов автоматического оружия.
На фиг.3 представлены амплитудно-частотные характеристики ствола без гасителя а, с традиционным гасителем b и предлагаемым гасителем с.
Гаситель колебаний стволов автоматического оружия (фиг.1) выполнен в виде контейнера 1, надевающегося на ствол. Контейнер заполнен дискретной рабочей средой 2, разделенной радиальными перегородками 3.
Работает гаситель следующим образом. Контейнер 1 закрепляется механически на стволе по скользящей посадке. В дорезонансной и зарезонансной области гаситель колеблется как традиционный гаситель, обеспечивая снижение амплитуды колебаний. В области резонанса ствола колебания дискретной рабочей среды 2 происходят с отрывом частиц, обеспечивая диссипацию энергии. В области резонанса дискретной рабочей среды среда разуплотняется и переходит в состояние виброкипения в фазе активного перемешивания и (или) сегрегации частиц, обеспечивая диссипацию энергии.
Перегородки 3 обеспечивают гашение крутильных колебаний.
Модель динамического гасителя колебаний стволов автоматического оружия представляет собой двухмассовую колебательную систему [3] с массами M и m, связанными между собой упругими элементами жесткости k и коэффициентами сопротивления с (фиг.2).
1
1
2
2
0
Неподвижные части моделируются неподвижной поверхностью. Масса ствола (основная масса M) соединена с неподвижной опорой пружиной жесткостью k, диссипативные свойства крепления моделируются коэффициентом сопротивления c, а гаситель на дискретных рабочих средах (ДРС) соединен с массой M. Инерционные свойства ДРС представлены в виде массы m, а упругие и вязкие свойства представлены жесткостью k и коэффициентом сопротивления c, соответственно. Если на массу M действует гармоническая сила P sinωt, то уравнения движения системы имеют вид:
1
2
2
где y - абсолютное смещение массы M; y - относительное смещение m, происходящее только за счет деформации пружины с жесткостью k.
1
0
Абсолютное смещение основной массы a (амплитуда), отнесенное к ее статическому смещению под действием силы P, выражается формулой:
2
2
0
Смещения массы гасителя a, происходящие только за счет деформаций пружины k, отнесенные к статистическому смещению основной массы под действием силы P:
где
и  - квадраты собственных частот масс M и m соответственно.
Настроечные коэффициенты для гасителя колебаний на ДРС находятся экспериментально. Данная математическая модель хорошо согласуется с экспериментальными данными, полученными в ходе исследований.
Из амплитудно-частотных характеристик (фиг.3) видно, что ствол без гасителя (a) имеет резонанс на частоте 65 Гц. Применение традиционного гасителя, выполненного в виде массы (b) незначительно раздвигает резонансные частоты и обеспечивает гашение колебаний в области резонанса с коэффициентом виброизоляции 1,5. Применение предлагаемого гасителя (c), установленного на середине ствола, приводит к гашению колебаний во всем диапазоне частот, в том числе в области резонанса, с коэффициентом виброизоляции меньшим единицы [4].