АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО НАВИГАЦИОННОГО ПРИБОРА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ
SHOCK-ABSORBING DEVICE OF ARTILLERY PIECE NAVIGATION DEVICE

Изобретение относится к военной технике, а именно к буксируемым, самоходным и другим артиллерийским орудиям.
Современные артиллерийские орудия оснащаются средствами автоматизации их навигации и управления наведением их на цель. Важнейшей составной частью этих средств является гироскопическое устройство. Гироскопическое устройство вырабатывает информацию в полярной системе координат об углах курса, крена и тангажа орудия (углах его наклона относительно горизонта в поперечном и продольном направлениях). Эта информация используется для навигации и точного наведения орудия на цель. Для получения достоверных данных о названных углах гироскопическое устройство должно быть точно скоординировано относительно базы его установки на орудии и функционально к ней привязано. Это условие является обязательным для всех типов орудий.
При жестком креплении гироскопического устройства на орудии оно подвергается во время выстрела и маневрирования большим динамическим нагрузкам в широком диапазоне частот, включая собственную (резонансную) частоту гироблока, что оказывает весьма негативное влияние как на точность угловых измерений, так и на ресурс гироблока.
В принятом за прототип амортизирующем устройстве навигационного артиллерийского прибора по патенту РФ №2367880, МПК F41G 5/16, гироскопическое устройство установлено с возможностью плоскопараллельного перемещения по трем взаимно перпендикулярным направлениям на подпружиненном шарнирном параллелограммном механизме, что позволило снизить динамические нагрузки на него при выстреле, маневрировании и на марше до допустимых значений.
Параллелограммный механизм в этом изобретении образован верхней (подвижной) и нижней (неподвижной) платформами, соединенными между собой рычажно-шарнирными элементами конструкции. По краям верхней и нижней платформ закреплены в их пазах бруски, соединенные шарнирно между собой четырьмя шатунами. Каждый шатун выполнен в виде жесткого рычага с запрессованной в него осью, выступающей с обеих сторон рычага с возможностью поворота в отверстиях брусков. На нижней платформе закреплены две V-образные и две одноплечие пластинчатые пружины. На верхней платформе закреплен неподвижно навигационный прибор.
Наряду с изложенными достоинствами рассмотренное изобретение имеет серьезнейший недостаток.
Существо этого недостатка состоит в следующем. При стрельбе на отдельных углах возвышения и горизонтального наведения ствола, а также при маневрировании орудия возможны случаи, когда суммарная динамическая нагрузка направлена по оси (телу) рычага шатуна (или близко к ней). В этом случае амортизирующее устройство не только не снижает динамические нагрузки, но может приводить к увеличению вынужденных нагрузок на приборе в вертикальном направлении против нагрузок, действующих на орудие при стрельбе. При определенных условиях (величина заряда, топографические условия и т.п.) эти нагрузки могут превзойти по величине допустимые для гироскопического прибора. Отмеченное обстоятельство приводит к нарушению штатного режима гироскопического прибора со всеми вытекающими из этого отрицательными последствиями.
Технической задачей изобретения является устранение вышеописанного недостатка для обеспечения высокой точности измерения навигационного прибора и надежности его работы во всех условиях эксплуатации.
Эта техническая задача решается путем придания упругости рычагам шатунов параллелограммного механизма амортизирующего устройства в направлении осей, соединяющих их шарнирные отверстия, а именно:
в амортизирующем устройстве навигационного прибора артиллерийского орудия, содержащем верхнюю и нижнюю платформы, соединенные двумя подпружиненными в трех направлениях шарнирными параллелограммными механизмами, образованными посредством брусков, расположенных по краям платформ, и двумя парами наклонных, соединяющих бруски рычагов, последние выполнены упругими, имеют S-образную форму, полученную деформацией стальной пластинчатой заготовки с зеркального отражения шарнирными выступами на концах, и идентичные профили по отношению к средней точке общей оси шарнирных отверстий.
Кроме того, расстояние между шарнирными выступами исходной пластины рычага в 1,7-1,8 раз больше межосевого расстояния шарнирных отверстий готового рычага, а соединяющий идентичные профили участок рычага наклонен к общей оси шарниров под углом от 90° до 75°.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена профильная (боковая) проекция амортизирующего устройства, на фиг.2 - фронтальная (передняя) его проекция, на фиг.3 - упругий рычаг: а - с предельно короткими прямолинейными участками, б - с предельно длинными прямолинейными участками.
Представленное на приведенных чертежах амортизирующее устройство состоит из верхней и нижней платформ в сборе, соединенных между собой шарнирными параллелограммными механизмами. По краям верхней (подвижной) платформы 1 и нижней (неподвижной) платформы 2 закреплены с помощью выступов А бруски 3 и 4, соединенные между собой упругими наклонными рычагами 5 и 6 с запрессованными в них двумя поперечными осями 8, выступающие концы Б которых расположены с возможностью поворота в отверстиях брусков, а противоположные выступающие концы осей: нижние В соединены надетой на них центрирующей трубкой 9, а на верхние Г надеты цилиндрические пружины 10 и распорные трубки 11.
На нижней неподвижной платформе 2 (фиг.1) закреплены болтами 12 две V-образные пластинчатые пружины 13 и 14 с лапами Д и Е и две одноплечие пластинчатые пружины 15 и 16 с консолями Ж (фиг.2) для упора в подвижную платформу.
Рычаги (фиг.3) 5 и 6 имеют S-образную форму, полученную деформацией стальной пластинчатой заготовки с зеркального отражения шарнирными выступами на концах. Идентичные по отношению к средней точке общей оси шарнирных отверстий профили имеют короткие прямолинейные участки К, соединенные радиально общим более длинным прямолинейным участком И. Для обеспечения оптимального соотношения упругомассоинерционных и амплитудно-частотных параметров амортизирующего устройства расстояние между шарнирными выступами (2а на фиг.3) исходной пластины рычага должна быть в 1,7-1,8 раза больше межосевого расстояния шарнирных отверстий готового рычага, толщина ее на порядок меньше ширины, а средний прямолинейный участок И должен иметь угол наклона к общей оси шарниров от 90° до 75°. Длины прямолинейных участков и радиусы соединяющих их дуг определяются указанными условиями. В частности, при уменьшении угла наклона от 90° до 75° прямолинейные участки удлиняются (вариант 3б), а радиусы их сопряжения уменьшаются. На фиг.3а показан рычаг с предельно малыми прямолинейными участками, а на фиг.3б - с предельно большими прямолинейными участками.
Функционирование предлагаемого амортизирующего устройства заключается в следующем.
При выстреле нагруженная верхняя платформа 1 в силу своей инерционности пытается сохранить свое положение, в связи с чем она или удаляется, или приближается к нижней платформе 2. В первом случае в работу включаются одноплечие пластинчатые пружины, во втором - V-образные пластинчатые пружины. Силы упругости пружин значительно меньше вынуждающих динамических нагрузок орудия, благодаря чему и достигается снижение их действия на прибор.
В случае же совпадения направления суммарной динамической нагрузки орудия с межшарнирной осью рычагов начинают проявляться пружинящие свойства упругих рычагов и благодаря этому снижение нагрузок со стороны орудия на прибор.
Таким образом, предлагаемое амортизирующее устройство обеспечивает виброзащиту навигационного прибора во всех случаях независимо от направления действия динамических нагрузок орудия, в том числе при стрельбе на отдельных углах возвышения и горизонтального наведения ствола, а также при маневрировании орудия, когда суммарная динамическая нагрузка направлена по оси (телу) рычага шатуна (или близко к ней).
Согласно прочностным расчетам исходя из требований к средствам виброзащиты гироскопических приборов, в частности гироскопической системы кренокурсоуказания артиллерийского самоходного орудия, при расстоянии между шарнирами рычага 48 мм, ширине пластины рычага 20 мм и толщине 1,5 мм несущая способность шатунов составляет 259 кгс (при массе нагруженной несущей платформы 22 кг), а собственная частота колебаний несущей платформы не превышает 16,7 Гц (при собственной частоте колебаний гироскопического блока 30 Гц), что полностью отвечает требованиям виброзащиты гироскопической системы кренокурсоуказания.