RU2418258C1 - Shock-absorbing device of artillery piece navigation device - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: shock-absorbing device of an artillery piece navigation device comprises upper and lower platforms, joined by two hinged parallelogram mechanisms spring-loaded in three directions, formed by means of bars arranged at the edges of the platforms, and two pairs of inclined levers that join bars, the latter have S-shaped form produced by deformation of a steel plate stock from mirror reflection by hinged ledges at the ends, and identical profiles relative to the middle point of the common axis in hinged holes. Besides, the distance between hinged ledges of the lever initial plate is 1.7-1.8 times more than the centre-to-centre distance of hinged holes of a finished lever, and a section of the lever that connects identical profiles is inclined towards the common axis of hinged joints at the angle from 90° to 75°.

EFFECT: invention provides high accuracy of the navigation device measurement and reliability of its operation under all operating conditions.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, а именно к буксируемым, самоходным и другим артиллерийским орудиям.The invention relates to military equipment, namely to towed, self-propelled and other artillery pieces.

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.Modern artillery guns are equipped with automation tools for their navigation and control of their guidance on the target. The most important component of these tools is a gyroscopic device. The gyroscopic device generates information in the polar coordinate system about the angles of the course, roll and pitch of the gun (the angles of its inclination relative to the horizon in the transverse and longitudinal directions). This information is used to navigate and accurately point the gun at the target. To obtain reliable data on the named angles, the gyroscopic device must be precisely coordinated with respect to the base of its installation on the gun and functionally attached to it. This condition is mandatory for all types of tools.

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.When the gyroscopic device is rigidly mounted on the gun, it is exposed to high dynamic loads during a shot and maneuvering over a wide range of frequencies, including the gyro unit's own (resonant) frequency, which has a very negative effect on the accuracy of angular measurements and on the gyro unit resource.

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.The gyroscopic device is installed with the possibility of plane-parallel movement in three mutually perpendicular directions on a spring-loaded hinged parallelogram mechanism, which was taken as a prototype shock-absorbing device for a navigation artillery device according to RF patent No. 2367880, which allowed reducing dynamic loads on it when maneuvering and on the march to acceptable values.

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.The parallelogram mechanism in this invention is formed by the upper (movable) and lower (fixed) platforms, interconnected by lever-hinged structural elements. At the edges of the upper and lower platforms, bars are fixed in their grooves, pivotally connected by four rods. Each connecting rod is made in the form of a rigid lever with an axis pressed into it, protruding from both sides of the lever with the possibility of rotation in the holes of the bars. Two V-shaped and two single-shouldered leaf springs are fixed on the lower platform. A fixed navigation device is fixed on the upper platform.

Наряду с изложенными достоинствами рассмотренное изобретение имеет серьезнейший недостаток.Along with the stated advantages, the considered invention has a serious drawback.

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.The essence of this drawback is as follows. When shooting at individual elevation angles and horizontal guidance of the barrel, as well as when maneuvering the guns, there may be cases when the total dynamic load is directed along the axis (body) of the connecting rod arm (or close to it). In this case, the shock-absorbing device not only does not reduce dynamic loads, but can also lead to an increase in forced loads on the device in the vertical direction against loads acting on the gun when firing. Under certain conditions (charge magnitude, topographic conditions, etc.), these loads can exceed the allowable magnitudes for a gyroscopic device. The noted circumstance leads to a violation of the normal mode of the gyroscopic device with all the negative consequences arising from this.

Технической задачей изобретения является устранение вышеописанного недостатка для обеспечения высокой точности измерения навигационного прибора и надежности его работы во всех условиях эксплуатации.An object of the invention is to eliminate the above drawback to ensure high measurement accuracy of the navigation device and its reliability in all operating conditions.

Эта техническая задача решается путем придания упругости рычагам шатунов параллелограммного механизма амортизирующего устройства в направлении осей, соединяющих их шарнирные отверстия, а именно:This technical problem is solved by giving elasticity to the levers of the connecting rods of the parallelogram mechanism of the shock-absorbing device in the direction of the axes connecting their hinge holes, namely:

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.in the shock-absorbing device of the navigation device of the artillery gun containing the upper and lower platforms, connected by two spring-loaded in three directions articulated parallelogram mechanisms formed by bars located at the edges of the platforms, and two pairs of inclined connecting bars levers, the latter are made elastic, have an S-shaped the shape obtained by deformation of the steel plate preform with mirror reflection by hinged protrusions at the ends, and identical profiles with respect to edney point common axis of hinge holes.

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°.In addition, the distance between the hinge protrusions of the original lever plate is 1.7-1.8 times greater than the center distance of the hinge holes of the finished lever, and the lever section connecting identical profiles is inclined to the common axis of the hinges at an angle from 90 ° to 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.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 a profile (side) projection of a shock-absorbing device is shown, in Fig. 2 is its frontal (front) projection, in Fig. 3 is an elastic lever: a - with extremely short straight sections, b - with extremely long straight sections.

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.Presented in the drawings, the shock-absorbing device consists of an upper and lower platform assembly, interconnected by articulated parallelogram mechanisms. At the edges of the upper (movable) platform 1 and the lower (fixed) platform 2, bars 3 and 4 are fastened with protrusions A, interconnected by elastic inclined arms 5 and 6 with two transverse axes 8 pressed into them, the protruding ends of which are arranged turning in the holes of the bars, and the opposite protruding ends of the axes: the lower B are connected by a centering tube 9 worn on them, and cylindrical springs 10 and spacer tubes 11 are put on the upper G.

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.On the lower fixed platform 2 (Fig. 1) two V-shaped leaf springs 13 and 14 with legs D and E and two one-arm leaf springs 15 and 16 with consoles W (Fig. 2) are fixed for bolting into the movable platform.

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.The levers (Fig. 3) 5 and 6 are S-shaped, obtained by deformation of a steel plate blank with mirror reflection by articulated protrusions at the ends. The profiles that are identical with respect to the midpoint of the common axis of the hinge holes have short rectilinear sections K connected by a radially common longer rectilinear section I. To ensure the optimal ratio of the elastic-inertia and amplitude-frequency parameters of the shock-absorbing device, the distance between the hinge protrusions (2a in Fig. 3) of the original the lever plate should be 1.7-1.8 times larger than the center distance of the hinge holes of the finished lever, its thickness is an order of magnitude smaller than the width, and the average straight And the portion should have an angle of inclination to the common axis of hinges from 90 ° to 75 °. The lengths of the straight sections and the radii of the arcs connecting them are determined by the indicated conditions. In particular, when the angle of inclination decreases from 90 ° to 75 °, the straight sections extend (option 3b), and the radius of their conjugation decreases. On figa shows a lever with extremely small rectilinear sections, and on figb - with extremely large rectilinear sections.

Функционирование предлагаемого амортизирующего устройства заключается в следующем.The functioning of the proposed shock-absorbing device is as follows.

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.When fired, the loaded upper platform 1, by virtue of its inertia, tries to maintain its position, in connection with which it either moves away or approaches the lower platform 2. In the first case, one-arm leaf springs are turned on, in the second - V-shaped leaf springs. The elastic forces of the springs are much less than the driving dynamic loads of the gun, due to which their effect on the device is reduced.

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.If the direction of the total dynamic load of the gun coincides with the inter-hinge axis of the levers, the springy properties of the elastic levers begin to appear and, as a result, the load on the instrument decreases.

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).Thus, the proposed shock-absorbing device provides vibration protection for the navigation device in all cases, regardless of the direction of action of the dynamic loads of the gun, including when shooting at individual elevation angles and horizontal guidance of the barrel, as well as when maneuvering the gun when the total dynamic load is directed along the axis (body ) the crank arm (or close to it).

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.According to the strength calculations, based on the requirements for vibration protection means of gyroscopic devices, in particular the gyroscopic roll-indicating system of artillery self-propelled guns, with a distance between the lever joints of 48 mm, the width of the lever plate 20 mm and a thickness of 1.5 mm, the bearing capacity of the connecting rods is 259 kgf (with the weight loaded carrier platform 22 kg), and the natural vibration frequency of the carrier platform does not exceed 16.7 Hz (with a natural frequency of oscillation of the gyroscopic unit 30 Hz), which fully meets the requirements pits of vibration protection of the gyroscopic roll-pointing system.

Claims (3)

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.1. The shock-absorbing device of the navigation device of the artillery gun, containing the upper and lower platforms, connected by two spring-loaded in three directions articulated parallelogram mechanisms formed by bars located at the edges of the platforms, and two pairs of inclined, connecting bars, levers, characterized in that the levers are made resilient and have an S-shape. 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.2. The shock-absorbing device of the navigation instrument of the artillery gun according to claim 1, characterized in that the S-shaped form of the levers is obtained by deformation of a steel plate blank with mirror reflection by articulated protrusions at the ends and has identical profiles with respect to the midpoint of the common axis of the articulated holes. 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°. 3. The shock-absorbing device of the navigation instrument of the artillery gun according to claim 2, characterized in that the distance between the hinge protrusions of the original steel plate blank of the lever is 1.7-1.8 times greater than the center distance of the hinge holes of the finished lever, and the section of the lever connecting identical profiles is tilted to the common axis of the hinges at an angle of 90 to 75 °.

Images