АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО НАВИГАЦИОННОГО ПРИБОРА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ Российский патент 2011 года по МПК F41G5/16 

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.

Амортизирующее устройство навигационного прибора артиллерийского орудия относится к военной технике, а именно к буксируемым, самоходным и другим артиллерийским орудиям. Технический результат - обеспечение высокой точности измерения навигационного прибора и надежности его работы во всех условиях эксплуатации. Амортизирующее устройство навигационного прибора артиллерийского орудия содержит 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 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°. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Амортизирующее устройство навигационного прибора артиллерийского орудия, содержащее 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, отличающееся тем, что рычаги выполнены упругими и имеют S-образную форму.

2. Амортизирующее устройство навигационного прибора артиллерийского орудия по п.1, отличающееся тем, что S-образная форма рычагов получена деформацией стальной пластинчатой заготовки с зеркального отражения шарнирными выступами на концах и имеет идентичные профили по отношению к средней точке общей оси шарнирных отверстий.

3. Амортизирующее устройство навигационного прибора артиллерийского орудия по п.2, отличающееся тем, что расстояние между шарнирными выступами исходной стальной пластинчатой заготовки 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°.