Описание конструкции С-60
Им. Д. Ф. Устинова
Кафедра Е1
Дисциплина: Эффективность и надёжность
Расчётно-графическая работа
«Оценка надёжности АЗП С-60 по результатам отработки и испытаний»
Студент:Байбурин Р. М.
Группа:Е-192
Номер зачётной книжки: Е19201
Преподаватель:Вященко Ю. Л.
Санкт-Петербург
2013 г.
Содержание
Аннотация …………………………………………………………………………..…... 3
Введение ……………………………………………………………………………..…. 3
1. Выбор и описание объекта исследования …….....…………………………......... 3
2. Надёжность, состояния и события исследуемого объекта ………….……..........10
3. Методика расчёта надёжности С-60 по результатам испытаний.........................11
4. Подготовка исходных данных ……………....……………...…………….……....13
5. Расчёт надёжности С-60 по результатам испытаний ……...............................….14
Заключение …………………………………………………………..……………...… 35
Список использованной литературы ……………………………………………...… 36
Аннотация
В настоящей расчётно-графической работе представлены расчеты по оценке параметров надёжности (ПН) артиллерийской системы. Приводимые материалы соответствуют по глубине проработке вопроса этапу непосредственной отработки и испытаний в реальных (полигонных) условиях.
Введение
Разработка любой достаточно сложной технической системы включает в себя этап экспериментальной отработки, целью которого является выявление и устранение конструкторских недоработок. Эти недоработки, как правило, неизбежны и вызваны как «ошибками» проектирования, так наличием существенного уровня неопределенности на начальном этапе проектирования.
К концу этапа конструкторской отработки техническая система должна удовлетворять всем требованиям технического задания (ТЗ), в том числе и требованиям по надежности.
Целью данной расчётно-графической работы является определение параметров надёжности конкретной системы по результатам отработки и испытаний с помощью предоставленных моделей оценки параметров надёжности для определённого числа траекторий процесса отработки (не менее трёх).
По результатам расчёта необходимо определить какая из предоставленных моделей является более предпочтительной для каждой траектории отработки.
Выбор и описание объекта исследования
АЗП калибра 57мм являются устаревшим, но все еще эффективным видом зенитной артиллерии. Имея отличную баллистику, данные системы могут поражать различные цели, такие, как вертолеты, низколетящие самолеты, а при необходимости - живую силу и небронированную и легкобронированную наземную технику противника
В качестве объекта исследования в данной работе будет рассмотрена снятая с вооружения АЗП С-60 . Ее тактико-технические харатеристики применительно к современным условиям боевых действий являются достаточными для эффективного выполнения всех огневых задач.
Описание конструкции С-60
57-мм автоматическая зенитная пушка С-60, оборудованная электрическим следящим приводом ЭСП-57 (ранее этот же привод именовался АСП-57 и ДОН-60), является пушкой зенитной артиллерии малого калибра и предназначена для стрельбы по воздушным целям на дальности до 6000 м при работе с ПУАЗО и на дальности до 5500 м при работе с автоматическим зенитным прицелом (у пушек ранних выпусков на дальности до 4800 м).
Стрельба по воздушным целям ведется батареей пушек, автоматически управляемой от ПУАЗО, или каждой пушкой по данным автоматического зенитного прицела, установленного на пушке.
Основным способом стрельбы является стрельба батареей при наводке с помощью ПУАЗО.
При помощи ПУАЗО и радиолокационной станции огонь из пушек, можно вести по ненаблюдаемым воздушным целям.
Устройство пушки позволяет использовать ее в случае крайней необходимости и для стрельбы по наземным целям: по живой силе, огневым точкам, танкам, самоходно-артиллерийским установкам, бронетранспортерам, бронеавтомобилям и автомобилям.
Для стрельбы по танкам, самоходно-артиллерийским установкам,, бронетранспортерам и бронеавтомобилям применяется унитарный патрон с бронебойно-трассирующим снарядом БР-281У и БР-281.
Для стрельбы по воздушным целям и живой силе предназначается унитарный патрон с осколочно-трассирующей гранатой ОР-281У и ОР-281.
Начальная скорость осколочно-трассирующей гранаты— 1000 м/сек: Вес гранаты 2,8 кг. Граната имеет головной взрыватель высокой чувствительности с самоликвидатором. Трассер гранаты обеспечивает наблюдение за полетом ее на траектории.
Темп стрельбы пушки 100—120 выстрелов в минуту.
Вертикальный обстрел из пушки от —2° до +87°.
Горизонтальный обстрел не ограничен.
Высота линии огня 1030 мм.
Пушка легко и быстро переводится из походного положения в боевое и обратно.
Хорошо натренированный орудийный расчет может перевести пушку из походного положения в боевое и из боевого положения в походное за 1—2 минуты.
Хорошая маневренность пушки и быстрота перевода ее из походного положения в боевое позволяют использовать пушку для защиты войск на походе от авиации противника.
Вес пушки в походном положении 4875 кг.
Пушка перевозится на прицепе за артиллерийским тягачом АТЛ или автомобилем ЗИЛ-151 (ЗИЛ-131).
Допустимые скорости движения для пушки:
по асфальтированному шоссе — до 60 км/ч;
по булыжному шоссе — до 35 км/ч;
по грунтовым дорогам — до 25 км/ч;
по бездорожью1 — до 15 км/ч.
Клиренс пушки 380 мм.
Пушка обслуживается расчетом из 8 человек, из них два подносчика патронов и один командир орудия. Минимальный расчет для стрельбы с автоматической наводкой от ПУАЗО 5 человек, из них два подносчика и один командир орудия.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТРОЙСТВА ПУШКИ
Пушка С-60 является автоматической, так как все операции для производства выстрела: открывание затвора, извлечение гильзы из каморы, взведение затвора, подача патрона на линию досылки, выбрасывание гильзы из экстракторов порпшя затвора, досылка патрона в камору, закрывание затвора и выстрел — производятся автоматически за счет энергии отдачи.
Устройство пушки позволяет вести автоматический огонь короткими или длинными очередями и одиночными выстрелами.
Ограничением для ведения непрерывной стрельбы при различных режимах огня является степень нагрева ствола.
Непрерывная стрельба может вестись до тех пор, пока температура нагрева дульной части ствола не достигнет 400° С, что соответствует непрерывной очереди в 40—50 выстрелов.
Охлаждение ствола для возобновления стрельбы производится с помощью охлаждающей установки, которая придается каждой пушке.
Пушка С-60 состоит из следующих основных частей:
- ствола с накатником, затвора и ствольной обоймы с ускорительным и натяжным механизмами;
- магазина;
- люльки с механизмами,-гидравлическим буфером, досылающим механизмом и тормозом отката;
- станка с платформой, механизмами наводки, уравновешивающим механизмом и щитовым прикрытием;
- автоматического зенитного прицела;
- повозки;
- электрического следящего привода ЭСП-57.
Ствол представляет собой трубу-моноблок, на котором собран пружинный накатник; на дульном конце трубы закреплен дульный тормоз для поглощения части энергии отката при выстреле. Собранный ствол с накатником вставлен в горловину люльки и с помощью двух секторных выступов на его казенной части соединен со ствольной обоймой.
Затвор поршневой, продольно-скользящий, расположен в люльке.
Открывание затвора при стрельбе производится во время отката ускорительным механизмом, собранным на прикрепленном к ствольной обойме кронштейне.
Досылка затвора в переднее положение и закрывание его производятся с помощью пружин досылающего механизма, расположенных на гидравлическом буфере и в остове затвора.
Ручное открывание затвора осуществляется с помощью механизма ручного взведения затвора, расположенного на люльке, который соединяется с зубчатой рейкой, закрепленной на остове затвора.
Основными частями затвора являются поршень и остов с рейкой, на которых закреплены все детали затвора. В соответствии с назначением затвор имеет следующие механизмы и устройства:
- запирающий механизм;
- извлекающее устройство;
- отсекающий механизм;
- фиксирующий механизм;
- остов затвора с рейкой;
- ударное устройство;
- противоотскокный механизм.
Ствольная обойма с ускорительным и натяжным механизмами собрана также в люльке и при выстреле своими полозками движется по ее направляющим.
Ствольная обойма служит задней опорой ствола. К ней прикреплен кронштейн, на котором собраны ускорительный и натяжной механизмы. К кронштейну крепится гайкой шток тормоза отката.
Магазин служит для приема патронов и подачи их на линию досылки.
Подача патронов боковая, центральная, непрерывная с применением патронной обоймы на четыре патрона.
Магазин прикреплен к левой боковой стенке люльки. Он состоит из корпуса, механизма подачи, механизма автоматического взведения каретки, механизма отсечек, механизма взаимной замкнутости, механизма нижних клапанов, рычага ручного взвода каретки и лотка.
Автоматическая непрерывная стрельба обеспечивается непрерывной подачей заряжающим в магазин обойм с патронами. Стрельба может быть остановлена стреляющим номером расчета в любой момент.
При прекращении подачи обойм с патронами в магазин автоматическая стрельба также прекращается, и благодаря наличию механизма взаимной замкнутости в магазине остается один патрон и части магазина становятся в такое положение, при котором возобновление автоматической стрельбы осуществляется подачей очередной обоймы с патронами без ручного перезаряжания. Это обеспечивает постоянную готовность пушки к стрельбе, если последняя была прервана из-за запаздывания в подаче патронов в магазин.
Тормоз отката гидравлический, веретенного типа, с компенсатором и нырялом. Ныряло служит для торможения при накате.
Цилиндр тормоза отката закреплен на горловине люльки. Шток тормоза отката соединен с кронштейном ускорительного механизма и при выстреле откатывается вместе со стволом и ствольной обоймой.
Люлька предназначена для сборки на ней всех механизмов автомата, для направления ствола и ствольной обоймы при откате накате и для направления движения затвора при его взведении и досылке.
К боковым стенкам люльки прикреплены цапфы, на которых собраны роликовые подшипники, которые своими обоймами наложены на ладыги станка. Обоймы подшипников в ладыгах закреплены наметками, что обеспечивает поворот (качание) люльки при наводке в вертикальной плоскости, в связи с чем люлька со всеми смонтированными на ней частями составляет качающуюся часть пушки.
На люльке смонтирован также спусковой механизм, состоящий из механизма автоматического спуска и механизма ножного спуска, и механизм ручного взведения затвора с приводом выключения противоотскокной защелки.
В затыльнике люльки закреплен гидравлический буфер, на котором собран досылающий механизм.
На правой стенке (внутри) корпуса люльки закреплен копир, приводящий в действие ускорительный механизм. Снизу, в проушинах дна корпуса люльки, закреплен зубчатый сектор для механической связи с коренной шестерней подъемного механизма.
Станок с платформой состоит из верхней части, платформы и нижней части. Верхняя часть состоит из двух щек, связанных между собой трубой.
На верхней части станка и на платформе станка размещаются: качающаяся часть пушки, щитовое прикрытие, уравновешивающий механизм, механизмы наводки, автоматический зенитный прицел, электромашины, приборы и монтажные кабели привода ЭСП-57. На платформе станка также расположены стол для обойм с патронами и три сиденья для орудийного расчета.
При боевой работе пушки с прицелом на платформе станка занимают свои места пять человек орудийного расчета, а при работе с ПУАЗО — два или три человека.
Нижняя часть станка состоит из двух наружных погонов, скрепленных между собою и прикрепленных вместе с зубчатым венцом неподвижно к повозке, внутреннего погона, скрепленного со станком, и набора шариков, расположенных свободно в зазоре между наружными и внутренним погонами. Благодаря такому устройству станок может свободно вращаться на шариках.
Станок с платформой с размещенными на нем качающейся частью и другими механизмами составляет вращающуюся часть пушки. С зубчатым венцом находится в зацеплении коренная шестерня поворотного механизма, которая при воздействии на маховики ручного привода или при действии исполнительного двигателя обкатывается по зубчатому венцу и вращает верхнюю часть станка.
Щитовое прикрытие пушки состоит из правого и левого щитов, прикрепленных к переднему угольнику платформы станка.
Уравновешивающий механизм пружинный, качающийся, тянущего типа, расположен между щеками станка. Он состоит из двух одинаковых по устройству колонок с двумя пружинами в каждой колонке. Колонки подвижно закреплены в кронштейнах станка. С помощью штока каждая колонка соединена с сектором люльки.
Уравновешивание качающейся части достигается регулировкой пружин, находящихся в колонках.
Механизмы наводки — подъемный и поворотный — через шестерни соединены с исполнительными двигателями привода ЭСП-57. Кроме того, механизмы наводки имеют ручные приводы.
Подъемный механизм расположен на левой стороне платформы станка, его коренная шестерня входит в зацепление с зубчатым сектором люльки.
При работе коренная шестерня вращается, в результате чего качающейся части пушки придаются углы возвышения и снижения.
Поворотный механизм расположен на правой стороне платформы станка. Его коренная шестерня входит в зацепление с неподвижно прикрепленным к повозке зубчатым венцом нижней части станка.
При наводке пушки приводом или вручную коренная шестерня обкатывается по зубчатому венцу и тем самым приводит во вращение станок с платформой.
Ручной привод подъемного механизма имеет одну скорость наводки, а поворотный — две.
Как в подъемном, так и в поворотном механизмах переключение с ручного привода на работу от исполнительного двигателя привода и обратно сблокировано, т. е. при переходе на ручную наводку отключаются исполнительные двигатели, а при включении на работу от привода отключаются ручные приводы.
Автоматический зенитный прицел механический, построительного типа. Он установлен и закреплен на кронштейне правой щеки станка.
Входными данными прицела для решения задачи встречи снаряда с движущейся целью являются наклонная дальность, скорость цели, курсовой угол и угол пикирования или кабрирования.
Наклонная дальность определяется дальномером и устанавливается на механизме дальности.
Остальные входные данные определяются на глаз и устанавливаются по соответствующим шкалам.
Угол места цели вводится в прицел автоматически в процессе визирования по цели.
При стрельбе по данным прицела стрельбу открывает наводчик по азимуту в тот момент, когда им и наводчиком по углу возвышения будут совмещены вертикальная нить коллиматора по азимуту и горизонтальная нить коллиматора по углу возвышения.
Повозка четырехколесная с неотделяемыми ходами (передним и задним).
Ходовая часть повозки имеет торсионное подрессоривание. Задние колеса повозки оборудованы тормозами колодочного типа с ручным и пневматическим торможением.
Для пневматического торможения пневмосеть повозки подключается к пневмосети артиллерийского тягача или автомобиля, при этом пневмоторможение осуществляется из кабины водителя артиллерийского тягача или автомобиля.
Повозка оборудована специальными гидравлическими устройствами, обеспечивающими быстрый перевод пушки из походного положения в боевое и обратно.
Электрический следящий привод ЭСП-57 обеспечивает большую скорость наводки пушки от ПУАЗО (по азимуту — до 24° в секунду, по углу возвышения — до 15° в секунду) и плавность слежения за целью с большой точностью.
Для осуществления автоматической дистанционной наводки батареи пушек электрический следящий привод ЭСП-57 каждой пушки через ЦРЯ соединяется кабелями с ПУАЗО и станцией питания.
Привод каждой пушки имеет два канала наведения: канал для наведения пушки по азимуту и канал для наведения пушки по углу возвышения.
Оба канала привода по принципу устройства и работы не отличаются друг от друга, за исключением отдельных элементов.
Непосредственную наводку пушки осуществляют исполнительные двигатели МИ-32Та, которые кинематически связаны через зубчатые шестерни с редукторами подъемного и поворотного механизмов.
Наличие на пушке привода ЭСП-57, ручных приводов наведения и автоматического зенитного прицела обеспечивает следующие четыре вида наводки пушки:
- автоматическую дистанционную наводку пушки от ПУАЗО (основной способ наводки);
- наводку пушки по данным автоматического зенитного прицела и при управлении приводом от приборов полуавтоматической наводки (ПАН) (полуавтоматический способ наводки);
- ручную наводку пушки по данным ПУАЗО, поступающим на нуль-индикаторы (индикаторный способ наводки);
- ручную наводку пушки по данным автоматического зенитного прицела.
Охлаждающая установка служит для охлаждения ствола в перерывах стрельбы.
Охлаждение ствола осуществляется путем прокачивания охлаждающей жидкости с помощью установки через канал ствола.
Охлаждающая установка придается каждой пушке и перевозится в кузове артиллерийского тягача или автомобиля.
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Калибр ствола (по полям) - 57 мм
Число нарезов - 24
Крутизна нарезки - постоянная
Длина ствола с дульным тормозом - 4390 мм
Наибольшее давление в канале ствола - 3100 кг/см2
Начальная скорость снаряда - 1000 м/сек
Максимальная вертикальная дальность - 8800 м
Максимальная горизонтальная дальность - 12 000 м
Вес патрона - 6,61 кг
Вес осколочно-трассирующей гранаты - 2,8 кг
Темп стрельбы - 100—120 выстрелов в минуту
Горизонтальный обстрел - неограниченный
Вертикальный обстрел при ручной наводке - от —2° до +87° (для пушек ранних выпусков от —4° до +87°)
Вертикальный обстрел при наводке пушки от ПУАЗО и при полуавтоматической наводке от ПАН - от 0 до +87°
Скорость наводки по азимуту:
- вручную — первая скорость - 6,5° за один оборот маховика
- вручную — вторая скорость - 13° за один оборот маховика
- приводом ЭСП-57 — рабочие скорости - от нуля до 24°/сек
- приводом ЭСП-57 — перебросочная скорость - не менее 30°/сек
Скорость наводки по углу возвышения:
- вручную - 5° за один оборот маховика
- приводом ЭСП-57 — рабочие скорости - от нуля до 15°/сек
- приводом ЭСП-57 — перебросочная скорость - не менее 18°/сек
Ошибка наводки (рассогласование) в момент выстрела при управлении от ПАУЗО - не более 0-04 (при скорости по углу возвышения 15°/сек ошибка допускается до 0-06)
Пределы самосинхронизации привода:
- по углу возвышения - от —2° до +87°
- по азимуту - 360°
Время приведения привода в боевую готовность с момента включения питания привода при предварительно поданном питании от СПО-30 - 5—7 сек
Время перевода пушки из походного положения в боевое (без забивки сошников й горизонтирования) - 1 мин
Время перевода пушки из боевого положения в походное - 2 мин
Пределы работы автоматического прицела:
- по упрежденной дальности - от 0 до 5500 м
- по скорости цели - от 0 до 300 м/сек
- по углу пикирования - до 90°
- по углу кабрирования - до 70°
Пределы работы автоматического прицела пушек ранних выпусков:
- по упрежденной дальности - от 0 до 4800 м
- по скорости цели - от 0 до 240 м/сек
- по углу пикирования - до 90°
- по углу кабрирования - до 70°
Длина отката - 315—370 мм
Высота линии огня - 1030 мм
Клиренс - 380 мм
Ширина колеи - от 1710 до 1770 мм
Общая длина пушки в походном положении - около 8600 мм
Ширина пушки в походном положении - 2054 мм
Высота пушки в походном положении (по каркасу на прицел) - 2370 мм
Высота пушки в походном положении (по стволу) - 2460 мм
Высота пушки в боевом положении при наибольшем угле возвышения ствола - около 6000 мм
Угол горизонтирования в продольном направлении - 4°
Угол горизонтирования в поперечном направлении - 4°
Скорость передвижения:
- по асфальтированному шоссе - до 60 км/ч
- по булыжному шоссе - до 35 км/ч
- по грунтовым дорогам - до 25 км/ч
- по бездорожью - до 15 км/ч
Вес ствола с накатником - 330 кг
Вес откатных частей - 380 кг
Вес автомата (качающейся части) - 765 кг
Вес вращающейся части - 2500 кг
Вес повозки - 2275 кг
Вес пушки в походном положении - 4875 кг
Вес пушки в боевом положении - 4775 кг
Средства перевозки - АТЛ или ЗИЛ-151 (131)
Расчет, обслуживающий пушку, без подносчиков патронов и командира орудия - 5 чел.
Источник: 57-мм автоматическая зенитная пушка С-60. Руководство службы. 1974 г.
