Проектирование штурмовой винтовки - Военное дело и гражданская оборона курсовая работа

Главная

Военное дело и гражданская оборона
Проектирование штурмовой винтовки

Штурмовой автомат как основное наступательное оружие современной пехоты. Главные этапы проектирования штурмовой винтовки, обеспечивающей пробитие бронежилета 4-го класса на дальности 250 метров. Особенности проектирования ствола, этапы расчета баллистики.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
штурмовой винтовка ствол баллистика
Штурмовая винтовка (автомат) - основное наступательное оружие современной пехоты. Современные автоматы обычно имеют калибр от 5,45 до 7,62 мм, емкость магазинов от 20 до 30 и более патронов, режимы огня полностью автоматический (очередями) и одиночными выстрелами, а некоторые модели - еще и с отсечкой (т.е. очередями по 2 или 3 выстрела). Эффективная дальность стрельбы в среднем до 600 м, эффективная практическая скорострельность - до 400 выстр/мин очередями. Многие автоматы являются "прародителями" или составными частями целых семейств автоматического оружия (от коротких "карабинов" до ручных пулеметов - хороший тому пример австрийский AUG или семейство АК/РПК). Почти все автоматы могут оснащаться штыком, ночным, оптическим или коллиматорным прицелом, а некоторые - еще и подствольным 30-40 мм гранатометом или насадкой для метания ружейных гранат (ружейные гранаты одеваются на ствол и выстреливаются холостым патроном).
Современные тенденции для автоматов - широкое использование композитных пластиков и легких сплавов, установка встроенных оптических или коллиматорных прицелов с кратностью от 1х до 4-6х, переход к схеме "Булл-пап" (механика в прикладе)
Э ффективность . Выбор боеприпасов для проектирования
Для расчетов выбираем ряд близко лежащих патронов:
1. Автоматный патрон 5,45х39 с пулей со стальным сердечником (7Н6) и с трассирующей пулей (7ТЗ) был разработан под руководством В.М. Сабельникова. Гильза патрона бутылочной формы без закраины. Малокалиберная пуля, имея высокую начальную скорость (900 м/сек) и большую поперечную нагрузку, обеспечивает лучшую настильность траектории, обладает хорошей пробивной способностью и убойной силой. С расстояния 350 м такая пуля пробивает 5-мм стальной лист. Малый импульс отдачи при стрельбе благоприятно сказывается на меткости, особенно при автоматической стрельбе, а уменьшение массы патрона позволяет увеличить носимый боекомплект. Переход от 7,62-мм патрона к 5,45-мм малоимпульсному патрону повысил эффективность стрельбы из автомата АК-74 по сравнению с АКМ в 1,2…1,6 раза. Также почти на 100 метров увеличилась дальность прямого выстрела.
2. Патрон 5,56х45 (.223Rem; M193) был принят на вооружение Армии США в 1964году. Разработки 5,56-мм патрона начались тогда, когда стало ясно, что патрон 7,62 мм НАТО не может обеспечить возможность ведения прицельного автоматического огня из легкого стрелкового оружия. В конкурсе на разработку патрона и оружия под него участвовали несколько фирм, победил проект, разработанный с участием Юджина Стонера, работавшего в американской фирме «Aramalite». Патрон позже был назван .223 Remington, а на вооружение принят под обозначением М193, винтовка получила название AR-15 и принята на вооружение под обозначением М16.
В 80-е годы прошлого века в Бельгии был разработан новый вариант патрона 5,56х45 под обозначением SS109. Этот патрон, отличавшийся от М193 более тяжелой пулей, рассчитанной на меньший шаг нарезов (178 мм вместо 305 мм для М193), был принят в качестве стандартного для всех стран НАТО. В США SS109 был принят на вооружение под обозначением М855, и под него принята на вооружение новая модификация винтовки М16А2 с более тяжелым стволом и измененным шагом нарезов. Патроны М193 также могут использоваться в оружии под М855, как и патроны М855 могут использоваться в М16А1, но при этом ухудшится точность стрельбы.
3. Патрон 7,62х51 (.308 Win) стал штатным боеприпасом НАТО в 1952 году. Разработчики, с одной стороны, стремились создать патрон «промежуточного» размера, схожий с советским 7,62х39 мм, с другой стороны, в особенности это касается американцев, - патрон «винтовочного» размера по типу патрона .30-06. В результате появился патрон .30-06 в укороченной гильзе, который мало кого удовлетворил. Мощность этого патрона для штурмовой винтовки слишком велика, например, в Японии даже были вынуждены уменьшить в нем пороховой заряд, чтобы снизить импульс отдачи. С другой стороны, в качестве боеприпаса единого пулемета, патрону даже несколько не хватает энергии. Тем не менее этот боеприпас стал штатным винтовочно-пулеметным патроном в странах НАТО и получил широкое распространение по всему миру. Патрон чаще имеет латунную гильзу, иногда стальную. На донышке гильзы ставится товарное клеймо НАТО - крест в круге, которое означает взаимозаменяемость боеприпаса. Патрон снаряжается всеми допустимыми в военных целях пулями - обычными, трассирующими, бронебойными и т.д. Параметры для расчета в программном комплексе «Strelec2009» Табл 2.
Путь пройденный пулей по каналу ствола l д ,мм
Результаты решения ОЗВБ согласованные с выходными данными системы аналога
Исходные данные для расчета внутренней баллистики:
Таблица. Результаты расчета при t=15 C
Iк=0,2108 МПа*с Ед=1386 Дж Vп=1873,4 м/с Коэф. исп. заряда=989,95 КДж/кг КПД=18,856 %
Коэф. могущества=8210 МДж/м3 Vд=900,27 м/с Lд=378,3 мм
Исходные данные для расчета внутренней баллистики:
Таблица. Результаты расчета при t=15C
Коэф. исп. заряда=943,14 КДж/кг КПД=17,965 %
Коэф. могущества=8388 МДж/м3 Vд=919,45 м/с
Исходные данные для расчета внутренней баллистики: (G3 )
Таблица. Результаты расчета при t=15C
Iк=0,1987 МПа*с Ед=2830 Дж Vп=1654,4 м/с
Коэф. исп. заряда=975,92 КДж/кг КПД=18,589 %
Коэф. могущества=6015 МДж/м3 Vд=780,15 м/с
Расчет прямой задачи внешней баллистики
Исходные данные расчета внешней баллистики: патрон 5,45х39
Баллистический коэффициент 8,6 м 2 /кг
Исходные данные расчета внешней баллистики: патрон 5,56х45
Таблица. Начальная скорость пули 920 м/с
Баллистический коэффициент 8,2 м 2 /кг
Вероятность пробития незащищенной цели, %
Вероятность пробития бронежилета 1-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 2-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 3-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 4-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 5-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 6-го уровня, %
Эффективность останавливающего действия пули p, %
Относительное останавливающее действие RSР
Исходные данные расчета внешней баллистики: патрон 7,62х51
Баллистический коэффициент 6,8 м 2 /кг
Вероятность пробития незащищенной цели, %
Вероятность пробития бронежилета 1-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 2-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 3-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 4-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 5-го уровня, %
Вероятность пробития бронежилета 6-го уровня, %
Эффективность останавливающего действия пули p, %
Относительное останавливающее действие RSР
Окончательное решение по выбору боеприпаса
Для пробития бронежилета 4-го уровня необходимо удельную энергию у цели Е уд =36МДж/м 2 , также учтем относительное останавливающее действие RSР.
· Патрон 5,45х39 нам не подходит, так как не хватает удельной энергии Е уд =31,898 МДж/м 2 и малое относительное останавливающее действие RSР=9,305;
· Патрон 5,56х45 также не удовлетворяет требованию технического задания: Е уд =34,68Мдж/м 2 и RSР=10,525, но показатели лучше, чем у патрона 5,45х39;
· Патрон 7,62х51 нам подходит, так как удельная энергия соответствует требуемой Е уд =36,996 МДж/м 2 и высокое останавливающее действие RSР=45,166, т.е. поражение противника обеспечено.
Вывод: учитывая все приведённые выше посчитанные значения, наилучшим вариантом будет патрон 7,62х51. Следовательно, дальнейший расчет проводим для боеприпаса 7,62х51.
Ствол является основной и самой ответственной деталью оружия, потому к нему предъявляются повышенные требования по надежности, в частности - безотказности, долговечности (живучести), прочность, жесткость, износостойкость, коррозионная и эрозионная стойкость. Безотказность обеспечивается прочностью стенок ствола, способностью его выдерживать давление до 450 МПа и более. При этом расчет ствола производим при нормальной температуре +15С, а также сертификационными патронами, усиленными за счет дополнительной навески пороха.
Долговечность обеспечивается износостойкостью и жаропрочностью канала ствола. Увеличение срока службы канала ствола может быть достигнута применением высоколегированных износостойких и термостойких сталей, жаропрочных сплавов и покрытий.
К материалам для изготовления стволов также предъявляются определенные требования: высокие значения прочности, пластичности, вязкости, износостойкости, жаропрочности, коррозионной и эрозийной стойкости.
Основными конструкционными материалами для производства стволов являются стали типа углеродистой 50РА ОСТ 3-98-88, хромоникельмолибденованадиевых 30ХН2МФА ОСТ 3-98-88 (ГОСТ 4543-88) и ОХНЗМФА ГОСТ В 5192-88. Применительно к данному образцу спроектируем ствол - моноблок, состоящий из:
1. Каморы, состоящей из основного и опорного конуса, цилиндрической части и конуса врезания;
Материалом ствола назначим углеродистую сталь 50РА. Данная сталь применяется для изготовления стволов калибром до 9 мм с темпом стрельбы до 600 выстрелов в минуту. Малые добавки бора используются для прокаливаемости.
Таблица. Химический состав стали 50РА
Исходные данные для расчета баллистики
Составляющая коэффициента фиктивности ц 1
Параметр расширения пороховых газов и
Момент достижения максимального давления
Запас прочности в начале нарезов n b
Запас прочности в точке макс. давления n c
Запас прочности в дульной части n d
Исходные данные для расчета периода последействия:
Р д = 97,06 МПа, V д =780 м/с, Ш д = 0,909, t д =1,128 • 10 -3 с
Коэффициент полного действия газов в
где а д - скорость звука в газе в дульный момент времени;
где P д - давление в дульный момент времени;
с д - плотность в дульный момент времени;
где ш д - относительная масса сгоревшего пороха в дульный момент времени(из расчета ОЗВБ);
где S кн - площадь канала ствола (из ПМК) ;
где F - внутренняя площадь канала ствола;
Расчет « b » в зависимости профессора Бравина
где P кнд - давление в канале ствола в дульный момент времени (из расчета ОЗВБ)
Расчет давлений в периоде последействия по формуле профессора Бравина
Рассчитаем давление в периоде последействия для десяти точек с шагом времени 0,000433 с.
Таблица. Результаты расчета давления в периоде последействия
Расчет импульса отдачи за время выстрела
Н·c - импульс за все время выстрела;
где l 0 - приведенная длина зарядной камеры;
д - полный относительный путь пули по каналу ствола;
Н·с - импульс за период последействия.
Предварительные расчеты, связанные с гильзой . Геометрические размеры гильзы
Приведем гильзу к цилиндрической форме с постоянными стенками на участке 1-2
Обозначим индексами: «1» - внутренний размер гильзы;
Средняя толщина стенки на участке m:
Прочностные характеристики материала гильзы
Найдем дополнительные характеристики материала гильзы, используя линеаризованную диаграмму напряженного состояния материала гильзы:
Рис. 2. Линеаризованная диаграмма напряженного состояния материала гильзы
где Е=0,8·10 5 МПа - модуль упругости.
P e - давление , при котором устраняется зазор между гильзой и патронником .
- зазор между гильзой и патронником, принимаем по чертежу;
[ P k ] - допус кае мое контактное давление между гильзой и патронником .
f тр =0,07, так как имеются канавки Ревелли
[ P ]- допускаемое давление извлечения гильзы из патронника
Найдем [М з ] из условия X з[ p ] =[ ]
ц 1 =1,1 - коэффициент фиктивности;
Так как в конструкции патронника имеются канавки Ревелли, то f тр =0,07 и примем
Найдем M з[ E ] из условия обеспечения энергии [ E ] .
Рис. 3. Схема для определения коэффициента фиктивности затвора за весь период выстрела
I=I пп ·(1-е - b · t [ p ] )=3,21·(1-е -1589·0,000188 )=0,827Н·с
На интервале от 2100 г до 3650 г будет обеспечена как надежность работы гильзы, так энергия в конце работы двигателя.
По регрессионным зависимостям Алексеева вычислим ц з .
Определим максимальную массу подвижных частей из условия надежной работы автоматики.
k 1 =1,3 - коэффициент учета дополнительных работk 2 =
k 3 =1,5 м - высота падения оружия.
У данного образца М пч =753 г <1340 г, т.е. данное условие выполняется.
Для роликовой схемы полусвободного затвора определяем значения конструктивных параметров (значения углов б и в). При назначении значений углов б и в необходимо учитывать требование отсутствия заклинивания механизма. Для рассматриваемой схемы при учете трения качения (f тр =0,05) интервалы возможных значений углов: б? 60 ? и в?30 ? .
Вычислим кинематическое передаточное отношение i=1+ =1.7 и КПД
Определяем приведенную массу затвора
Масса подвижных частей в конце работы ускорительного механизма:
Расчет элементов движения полусвободного затвора
Рис. 4. Схема для расчета элементов движения полусвободного затвора
В конце работы ускорительного механизма происходит ударное взаимодействие затвора и затворной рамы.
I ост = I пп -I=3,21-3,073=0,137 Н·с
I=I пп ·(1-е - bt )=3,21·(1-е -1589·0,00 1983 )=3,073Н·с
Для оценки надежности работы полусвободного затвора справедливы выражения, полученные для свободного затвора
Энергия подвижных частей, требуемая для надежной работы автоматики:
а энергия подвижных частей в конце работы двигателя автоматики
Таблица. Сводная таблица результатов
Расчёт приведённой массы и силы и скорости затвора на участках циклограммы
Циклограмма представляет собой программу работы автоматики. Она позволяет определить, в каком из интервалов функционирует тот или иной механизм при любом положении ведущего звена.
Таким образом, циклограмма характеризует последовательность работы механизмов оружия в функции координаты его ведущего звена.
Таблица. Циклограмма работы автоматики оружия (G3) Табл 5.
Характерные периоды работы автоматики
Перемещение ведущего звена (затвора) Хз, мм
0________________________________ 135
Таблица. Масс-инерционные характеристики звеньев автоматики штурмовой винтовки G3 Табл. 6
- прямой удар при отражении гильзы:
- прямой удар при извлечении патрона из магазина
· Находим предварительное поджатие возвратной пружины:
· Зададимся отношением (наилучшее, с точки зрения долговечности пружины, значение n=2)
· Определим энергию возвратной пружины.
Рис. 6. Изменение усилия поджатия пружины от длины отката
, где Е б - кинетическая энергия бойка;
, где 0.75 - коэффициент потерь при разжатии.
л бн и л бк - деформация боевой пружины в начале и в конце взведения.
h - расстояние от оси вращения курка до ударника.
Выбор массы бойка из условия отсутствия инерционного накола капсюля:
Определение передаточных чисел, нахождение КПД
Передаточное отношение кинематической пары «курок - затворная рама» определяются как:
Для определения КПД нам необходимо построить планы реакции связи и найти силовые передаточные отношения ш (графическим путем).
где , - потерянные силы 1 и 2 звеньев;
Результаты кинематического анализа пары «курок - затворная рама» Табл. 7
Рис. 7. Расчетная схема для определения передаточного отношения механизма взведения курка штурмовой винтовки G3
Расчет приведенной массы в период отката:
Исходные данные для расчета приведенной массы:
· Масса затворной рамы m зр =0,6506 кг;
· Масса направляющей пружины m нп =0,086 кг;
· Масса возвратной пружины m вп =0,019 кг;
Х з =8,57 мм - характер движения звеньев меняется скачкообразно ввиду конца работы ускорительного механизма.
В конце работы ускорительного механизма:
В точке Х з =70 мм конец взведения курка.
В точке Х з =106 мм - характер движения звеньев меняется скачкообразно, так как происходит отражение гильзы.
На участке Х з =106…135мм M пр =0.845кг.
Расчет приведенной массы в период наката:
Х з =118 мм - характер движения звеньев меняется скачкообразно, так как в движение включается извлекающийся из магазина патрон.
На участке Х з =118…0 , т.е. до КПП приведенная масса меняться не будет и составит:
Расчет приведенной силы сопротивления в период отката:
Исходные данные для расчета приведенной силы:
· Жесткость возвратной пружины С вп =260 Н/м;
· Жесткость боевой пружины С бп =3742 Н/м;
· Коэффициент трения между патроном и закраинами или нижними поверхностями затвора и выступа затворной рамы f тр = 0,2;
· Начальное поджатие возвратной пружины л 0вп = 0,135м;
· Средняя сила пружины подавателя магазина F пм = 25 Н;
1. Сила возвратной пружины определяется по формуле
2. Сила сопротивления курка определяется по формуле
3. Сила трения определяется по формуле
4. Сила трения затвора о направляющие ствольной коробки находится по формуле
F тр =М пч ·f тр ·g=0,753·0,17·9,81=1,26 Н
В точке Хз=70мм заканчивается взведение курка, поэтому произойдет скачкообразное изменение приведенной силы.
В точке Хз=118мм затвор с затворной рамой выйдут из взаимодействия с верхним патроном, находящимся в магазине.
На участке Х з =118…135мм будет действовать сила сопротивления возвратной пружины и сила трения затвора о направляющие ствольной коробки.
Расчет приведенной силы в период наката:
В точке Х з =118мм начинается извлечение патрона из магазина.
На участке Х з =118….0 мм состав и характер действующих на ведущее звено сил останется прежним.
Таблица. Результат расчета приведенных масс и сил Табл. 8
V 0 =5,21м/с - скорость затвора в конце работы двигателя.
На первом участке от 19,5 мм до 31,5 мм:
На втором участке от 31,5мм до 70мм:
В точке х=106мм происходит отражение гильзы, поэтому произойдет скачкообразное изменение скорости.
V з 2 = V з 1 ·a уд =3,545·0,984=3,488м/с
V н = -b·V кзп =-0,4·2,07=-0,828м/с
В точке х=118мм начинается извлечение патрона, что приведет к скачкообразному изменению скорости.
V з 2 = V з 1 ·a уд =1,853·0,97=1,797м/с
Таблица. Результат расчета скоростей затвора
В ходе курсового проекта были спроектированы основные узлы для образца штурмовой винтовки под патрон 7,62?51 с длиной ствола 450 мм , обеспечивающий пробитие бронежелета 4 класса на расстоянии 250м. При расчетах баллистики и автоматики использовались следующие программные обеспечения кафедры «Стрелковое оружие»: «Внешняя баллистика VB-3», «Strelec 2009» и «OS2007».
1. Алексеев С. А. Проектирование автоматического оружия с инерционным запиранием канала ствола: учеб. пособие. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007. - 120 с.
2. Драгунов М. Е., Галаган Л. А. Проектирование образца автоматического стрелкового оружия для условий современного боя: Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Проектирование автоматического оружия». - Ижевск: Издательство ИМИ, 1991. Ч.1, Ч. 2.
3. Кириллов В.И., Сабельников В.М. «Патроны стрелкового оружия» М.: Воениздат , 1980
4. Михайлов Л.Е. «Конструкции стрелкового автоматического оружия» М : 1983
5. Останин В. Е. Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Теория механизмов и машин».
Создание первого автомата под специальный патрон. Массовое производство штурмовых винтовок в Германии. Отличие боевых патронов от учебных. Распространение и совершенствование средств индивидуальной бронезащиты. Распространение штурмовой винтовки в мире. дипломная работа [264,6 K], добавлен 26.02.2009
Периоды боя за крупный населенный пункт. Переход к круговой обороне и бою в отрыве от соседей. Задачи стрелкового батальона и подгруппы обеспечения. Последовательный штурм опорных пунктов и овладение улицей штурмовым отрядом. Состав штурмовой группы. реферат [19,1 K], добавлен 22.07.2009
История развития снайперских винтовок. Список российских снайперских винтовок. Расчет внутренней баллистики для нескольких патронов разного калибра и массы при различных условиях. Основные параметры, характеризующие качество снайперской винтовки. курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.06.2012
История создания самозарядной автоматической винтовки, годной для массового вооружения. Изобретение самозарядной винтовки, требующей для производства каждого выстрела нажатия на спуск, что повышает прицельность. Принцип работы механизмов винтовки. дипломная работа [2,7 M], добавлен 03.09.2010
Методика расчета основных компонентов снайперской винтовки, требования к ее функциональности, безопасности и эффективности. Обоснование типа ствола и результаты его проверочного прочностного расчета. Определение параметров автоматики заданного оружия. курсовая работа [1014,3 K], добавлен 11.01.2015
Рождение современного снайперского искусства. Снайперы и винтовки XIX века. Тактика стрельбы с больших дистанций. Самые известные винтовки ХХ века. Советские винтовки и снайперы. Новые специализации снайпера. Отказ от автоматического механизма винтовок. курсовая работа [30,6 K], добавлен 24.06.2012
История снайперского дела и снайперского огнестрельного оружия. Основные характеристики снайперских винтовок. Российские снайперские винтовки и их параметры. Основные тактико-технические характеристики крупнокалиберных снайперских винтовок зарубежья. контрольная работа [1,4 M], добавлен 11.07.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование штурмовой винтовки курсовая работа. Военное дело и гражданская оборона.
Медиакультура И Ее Особенности Реферат
Реферат: День святого Валентина 2
Реферат: АПК Украины
Сочинение 2 Класс Мальчик Вылечил Зайчика
Антиплагиат Рефератов
Основы программирования на турбо-прологе: методы и средства управления поиском решения.
Курсовая работа по теме Физика нефтяного пласта
Реферат по теме Парадоксы старения
Дипломная работа по теме Портальный кран «Кондор»
Вывод По Лабораторной Работе По Химии
Реферат: Апаратне і програмне забезпечення
Реферат: Technology Transfer Essay Research Paper In an
Реферат по теме Межкультурная коммуникация в Республике Таджикистан
Дипломная Работа Механик
Сочинение О Екатерине 1
Дипломная работа по теме Органы местного самоуправления и информационно-документационное обеспечение
Реферат: Устойчивое управление лесами - что это такое?. Скачать бесплатно и без регистрации
Как Писать Сочинение Эссе По Обществознанию
Номенклатура Дел Формирование Дел Реферат
Алгоритм Сочинения Русский Язык
Почвообразовательные процессы в дерново-подзолистых почвах - Биология и естествознание реферат
Учет денежных средств в кассе и аудит кассовых операций - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Пожарная опасность помещений - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда контрольная работа