Определение усилия гидравлического сопротивления канавочно-игольчатого тормоза в накате

Рассмотрим расчет силы гидравлического сопротивления тор­моза при накате. При накате оружия торможение откатных частей начинается не сразу, а лишь после выбора вакуума в полостях II и III, появившегося при откате. При этом откатные части пройдут некоторый путь ξ_В, который можно определить из следующих соображений.

Объем вакуума, образовавшегося в процессе отката равен разности изменения объема полостей I и II.

,

где λ - длина отката.

С другой стороны объем вакуума

.

Приравнивая обе зависимости, получим

(5.14)

При дальнейшем накате возникает сила гидравлического сопротивления тормоза откатных частей Ф_н, обусловленная давлением р₂ и р₃ в соответствующих полостях.

Рассматривая шток с поршнем под действием этих давлений можно записать

, (5.15)

где - площадь поршня со стороны полости II;

- площадь отверстия регулирующего кольца;

- площадь сечения внутренней полости штока.

В выражении (5.15) первый член выражает собой силу гидравлического сопротивления тормоза отката при накате

, (5.16)

а второй - силу гидравлического сопротивления тормоза наката

. (5.17)

Используя уравнение Бернулли и уравнение сплошности потока жидкости из полости II в полость I, можно найти выражение

, (5.18)

где конструктивная характеристика тормоза отката при накате

. (5.19)

Рассматривая поток жидкости из полости III в полость II, можно аналогично определить

, (5.20)

гдe конструктивная характеристика тормоза наката

. (5.21)

Коэффициенты сопротивления рекомендуется принимать

Поскольку сила Ф_нн известна (Ф_нн = Ф_н - Ф_он),то по зависимости (5.20) можно определить площадь кольцевого зазора и, следовательно, рассчитать профиль контрштока гидротормоза наката.

При выводе рассмотренных выше зависимостей для расчета гидравлического тормоза отката принималось допущение о несжимаемости жидкости.

Вопрос об учете сжимаемости жидкости в тормозе отката возник в связи о обычно наблюдаемым расхождением в величинах гидравлического сопротивления, получаемых расчетным и опытным путем в начале отката откатных частей при резком изменении давления в рабочей полости цилиндра, особенно в системах с коротким откатом и большими давлениями p_1max. Это явление частично учитывается принятием на этом участке нарастания силы сопротивления откату от некоторой начальной величины R_о до R_max закону квадрата синусов.

Влияние сжимаемости жидкости на гидравлическое сопротивление откату определяется сравнительно небольшим модулем упругости части тормозной жидкости по сравнению с модулем упругости стали (вода в 100 раз более сжимаема, чем сталь).

При определении силы гидравлического сопротивления рекомендуется вводить в формулу (5.8) коэффициент (1-χ)². Тогда она примет вид

, (6.22)

где - фактор сжимаемости жидкости;

β - коэффициент объемного сжатия;

р₁ - давление в рабочей полости цилиндра;

х - перемещение поршня;

l₀ - начальная длина столба жидкости в цилиндре;

V - скорость отката.

Как видно из выражения для фактора сжимаемости, её необходимо учитывать на начальном участке отката, когда имеет место бурный рост давления в рабочей полости цилиндра и боль­шая длина столба жидкости (l₀–x≈l₀).

Для гидравлических тормозов автоматического оружия величина l_o обычно небольшая, поэтому данное уточнение не может иметь существенного значения при расчете гидравлических тормозов автоматического оружия.