«Энигма-3»: записки инженера Никонова - Валерий Шилин
— оценить эффективность технических решений, способных улучшить кучность стрельбы.
Эффективность мероприятий по уменьшению рассеивания контролировалась стрельбами из экспериментальных образцов неопытными стрелками.
Величина угла поворота сечений ствола и частота его колебаний определялась по разнице показаний датчиков, расположенных вдоль оси ствола. По величине угла поворота и скорости углового перемещения дульной части ствола становилось возможным предсказать положение точек попадания на мишени. Контрольные стрельбы достоверно подтверждали взаимосвязь величин упругой деформации ствольной группы с рассеиванием траекторий пуль в очереди.
С помощью лабораторной установки удалось определить, в какой степени на рассеивание точек попадания, вызванное колебаниями ствольной группы влияют: удары затворной рамы в крайних переднем и заднем положениях, возмущения, вызванные действием ударно-спускового механизма, параметры газового двигателя, дульного тормоза, силовые характеристики подающего и амортизирующего устройств.
Эксперименты позволили установить, что главными причинами упругой деформации ствольной группы являются удары затворной рамы в крайнем заднем положении, моменты сил, возникающие во время работы газового двигателя и дульного устройства и определить соотношение максимальных амплитуд колебаний ствольной группы, вызванных возмущающим действием прочих факторов.
Степень выделенного воздействия различных факторов на колебания ствольной группы, характеризуемое максимальным значением амплитуды колебаний, по отношению к максимальному значению амплитуды колебаний, вызванных ударом затворной рамы, в крайнем заднем положении, принятую за единицу, приведена в таблице 1.
Таблица 1. Соотношение максимальных амплитуд колебаний ствола при работе различных механизмов
При совместном воздействии различных факторов, имеющих нестабильные рабочие характеристики, в результате интерференции упругих волн, амплитуда колебаний дульной части ствола может возрастать и уменьшаться от среднестатистического значения приблизительно в 2,5 раза.
Натурные эксперименты дали возможность получить реальную картину процесса взаимных перемещений элементов оружия при выстреле. Знание комплекса величин, характеризующих колебания ствольной группы, позволили согласовать положение дульной части ствола в точках, соответствующих первому и последующим выстрелам в очереди. В ходе экспериментов была произведена оценка различных вариантов конструкций и мест расположения базирующих элементов. Изменение конструкций и положения базирующих элементов способны изменить амплитуду колебаний дульной части ствола в пределах от 0,8 до 1,5мм и периода колебаний от 22 до 8 мс. Кроме знания периода и амплитуды колебаний ствола, для управления рассеиванием выстрелов в очереди, важное значение имеет правильное определение фазы, в которой находиться ствол в момент вылета пули и способов изменения времени затухания колебаний. В ходе экспериментов было установлено, что оптимальная зона установки передней опоры должна располагаться между газовой камерой и дульным тормозом на расстоянии 60–80 мм от дульного среза ствола. Перемещение задних базирующих элементов вдоль ствольной коробки и изменение плоскостей базирования с горизонтальной на вертикальную позволяло улучшить кучность стрельбы только одиночным огнем. Изменение конструкции направляющих элементов (горизонтальных пазов, вертикальных выступов и стержней на стволе и дульном тормозе) не отражалось на рассеивание точек попадания.
Улучшение кучности стрельбы за счет поиска оптимальной конструкции и расположения базирующих элементов, возникают при условии, что параметры колебаний ствольной группы и межцикловое время имеют стабильное значение. Однако, при стрельбе с участием группы малоопытных стрелков в зависимости от их индивидуальных особенностей и изменения условий стрельбы, амплитуда и период колебаний стреляющего агрегата могут существенно изменяться (от 0,5 до 1,5 мм и от 9 до 13 мс). Радикальным средством сведения средних точек попадания (СТП) первых и последующих выстрелов при стрельбе из устойчивых положений явилась разработка компенсирующих отклонение СТП криволинейных элементов, базирующих стреляющий агрегат в процессе отката, защищенных рядом патентов и размещением гасящих колебания опорных поверхностей на кожухе оружия.
Характерная запись колебаний ствола и перемещений ствольной группы при серии выстрелов, в условиях оснащения оружия техническими устройствами, гасящими колебания к моменту очередного выстрела представлена на рисунке 12.
Рис. 12. Осциллограмма перемещений стреляющего агрегата с записью колебаний дульной части ствола автомата АН-94.
Иные способы снижения возмущений, вызванных ударами рамы в крайних положениях, за счет установки буферных механизмов, изменения диаметров ударника, переноса места удара затворной рамы, увеличение жесткости системы с помощью переноса газового двигателя с кольцевым поршнем в зону наибольшего изгиба ствола, (общий вид которого изображен на рис. 13) позволяли улучшить кучность стрельбы не более чем на 10–12 %.
Рис. 13. Стреляющий агрегат с кольцевым поршнем
Применение различных демпфирующих устройств, воздействующих на стреляющий агрегат до выстрела, способствуют затуханию колебаний ствольной группы, однако, улучшая кучность стрельбы автоматическим огнем на 20–25 %, увеличивают рассеивание одиночных выстрелов и теряют свою эффективность после относительно небольшого (~ 1000 выстрелов) настрела вследствие износа и деформации взаимодействующих элементов.
Для количественной оценки факторов, влияющих на кучность стрельбы из неустойчивых положений, был разработан экспериментальный образец, позволявший изменять силовые параметры противооткатных устройств или полностью устранять их воздействие. Проверка реакции стрелка на изменение положения центра массы системы в процессе отката проводилась на установке, имитирующей, с помощью упругих элементов, стабильное воздействие руки автоматчика на цевье.
Смещение средних точек попадания первых и последующих выстрелов в очереди проводилось при свободном откате с полным устранением воздействия противооткатных устройств при стрельбе из положения «стоя с руки». В испытаниях участвовали шесть стрелков, квалификация которых соответствовала среднему значению результатов стрельб войсковыми автоматчиками второго года обучения.
Экспериментально были установлены координаты средних точек попадания последующих выстрелов относительно прицельных. Результаты стрельб приведены в таблице 2.
Таблица 2. Координаты средних точек попадания при стрельбе автоматическим огнем
Испытания с использованием имитационной установки подтвердили неадекватность реакции неопытных стрелков на изменение положения центра масс оружия при откате ствольной группы.
Влияние импульса сил противооткатного устройства на кучность стрельбы проводилось при изменении жесткости пружины амортизатора от 0,1Н/мм до 0,35Н/мм и усилия предварительного поджатия от 25Н до 60Н.
Стрельбы проводились неопытными стрелками из положения «стоя с руки» и стоя, с установкой цевья на жесткую опору. Эксперименты показали, что кучность стрельбы зависит от импульса сил противооткатного устройства и ухудшается прямо пропорционально их росту.
В результате исследований впервые выявлено влияние упругих колебаний стреляющего агрегата, вызванных работой механизмов автоматики на кучность стрельбы систем с лафетной схемой, установлена количественная зависимость влияния на кучность стрельбы, изменение положения центра масс оружия при откате стреляющего агрегата и импульса сил противооткатного устройства, суммирующего силу амортизирующей пружины и силы трения в опорах стреляющего агрегата, возникающие в результате действия динамических моментов.
В результате комплекса исследований по определению факторов, влияющих на кучность стрельбы из автоматов со смещением импульса отдачи и реализации технических мероприятий по уменьшению рассеивания были достигнуты результаты, соответствующие тактико-техническому заданию, исходя из условия повышения боевой
