Коллектив авторов
Большая энциклопедия техники
Эксцентрик
Эксцентрик (от лат. ех – приставка, означающая отделение и centrum – «центр») – деталь какого-либо механизма или механической системы машины или оборудования, имеющая определенное смещение функциональной оси по отношению к геометрической оси.
Например:
1) у эксцентриковых дисков ось функционального отверстия (в котором крепится другая деталь в виде стержня) смещена относительно геометрической оси диска;
2) у эксцентриковых валов ось цапфы смещена относительно оси вала;
3) у коленчатых валов оси шатунных шеек смещены относительно осей коренных шеек.
Эксцентрики часто применяются в таких механизмах, как:
1) всережимный центробежный регулятор (представляет собой устройство, обеспечивающее регулирование частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания во всех диапазонах ее изменения, задаваемых вручную). В нем диапазон регулирования задается вручную перемещением опоры коромысла с помощью рычага с эксцентриком и упругого воздействия тяги через рычаг, пружину, другую тягу на указанное коромысло;
2) кулачковый (механизм), в котором имеется эксцентрично расположенный диск – кулачок, взаимодействующий с элементом шарнира;
3) кривошипно-ползунный (механизм), где кривошип выполнен в виде эксцентрика и помещен внутрь охватывающей детали шарнира;
4) кривошипно-ползунный (механизм), в котором кривошип и шатун выполнены в виде эксцентриков, а элементы шарниров и звеньев размещены внутри ползуна;
5) кривошипно-кулисный механизм, имеющий кривошипы в виде эксцентрика, который помещен внутрь ползуна; в свою очередь ползун размещен внутри кулисы; при этом все указанные звенья вместе скомпонованы внутри шарнира;
6) кривошипно-кулисный (механизм), где кривошип выполнен в виде эксцентрика, но внутри него находится ползун вместе с кулисой;
7) кривошипно-ползунный (механизм) с кривошипом-эксцентриком, помещенным внутрь ползуна (первого), в этом варианте указанные элементы включены в систему второго ползуна.
В машиностроительном производстве часто применяются эксцентриковые зажимы, которые выполняются в виде секторов, дисков или цилиндров, рабочая поверхность которых может быть очерчена по окружности по логарифмической или архимедовой спирали. Во второй половине 70-х гг. ХХ в. на советских машиностроительных предприятиях наибольшее распространение получили круглые эксцентриковые зажимы. Эксцентриковые зажимы круглые являются быстродействующими и в настоящее время применяются в тех случаях, когда не требуется большого усилия, которое у них в 3—4 раза меньше, чем у винтового зажима при одинаковой длине рукояток. Эксцентриковые зажимы используются для закрепления обрабатываемой заготовки или детали, но они не применяются при работах, связанных с вибрацией.
Эксцентриковые зажимы выполняются в двух вариантах: со спиральным кулачком и с цилиндрическим винтовым кулачком.
Эксцентриковые детали – втулки, валы (в том числе коленчатые) обрабатывают на обычных токарно-винторезных станках, применяя специальные приспособления в виде планшайб и различных оправок (включая оправки с полой конической поверхностью).
Раздел 6. Военная техника
Глава 1
Стрелковое оружие
Автомат
Автомат – одно из названий пистолета-пулемета, которое сформировалось во время Второй мировой войны. Подразделениям, использовавшим автоматы, присваивалось название автоматчики.
Автомат.
Автомат Калашникова – АК и АКМ. АКМ представляет собой автоматическое оружие, автоматика которого рассчитана на наличие газового двигателя и разработана таким образом, что ствол подвергается воздушному охлаждению, питание А. магазинное. Разработка этого автомата была связана с введением промежуточного патрона в 1943 г., также для совместимости с патроном конструировались самозарядный карабин СКС, ручной пулемет РПД. На конкурс 1946 г. сержант М. Т. Калашников, работавший на Ижевском машиностроительном заводе, представил образец автомата, результаты которого оказались неплохими. Образец подвергся доработке, и в 1947 г. модифицированный автомат рекомендован к постановке на вооружение. Боевое крещение 1949 г. прошло успешно, и его ставят на вооружение в качестве 7,62-мм автомата Калашникова образца 1947 г. – АК-47.
Автоматика разработана на принципе газового двигателя с длинным ходом. Главной частью автоматической составляющей является массивная затворная рама с прикрепленным к ней штоком газового поршня. Передвижение затворной рамы внутри ствольной коробки осуществляется по двум боковым направляющим, также разработаны специальные зазоры, находящиеся между подвижными элементами автоматики и недвижимыми частями ствольной коробки, выполняющие функцию обеспечения четкой работоспособности в случаях сильного загрязнения оружия в его внутренней части. Надежность работоспособности автоматического обеспечения также обусловливается излишней, для обычных условий работы, мощностью газового двигателя. Этот момент работоспособности газового двигателя снизил сложность конструкции и возможность обращения с АК, так как при таких возможностях отсутствует необходимость в разработке и конструкции газового регулятора. Однако при этом недостатком оружия становится повышенная отдача, вибрация, происходящая при произведении выстрелов, прямым следствием всего этого является уменьшение кучности огня и производимой точности. Движение газового поршня происходит во внутренней части съемной газовой трубки со ствольной накладкой. Над стволом сконструирована газовая камора. Канал ствола запирается при помощи поворотного затвора на два массивных боевых упора, зацепленных с частями ствольной коробки. Чтобы происходило вращение затвора, в разработке конструкции введен выступ на затворе, который должен соприкасаться с фигурным пазом, расположенным на внутренней поверхности затворной рамы. Как одно целое созданы возвратная пружина с направляющим стержнем и основанием стержня, в свою очередь также представляющим собой защелку крышки ствольной коробки. С правой стороны АК находится рукоятка взведения, способная двигаться при произведении выстрелов, конструкторским решением рукоятку создали совмещенной с затворной рамой.
Ствольная коробка АК по своей конструкции имеет комбинированный тип, она собиралась клепкой с использованием фрезерованных и штампованных деталей; недостатком этой конструкции оказалась ее избыточная мягкость, поэтому ствольная коробка была доработана и создана как цельнофрезерованная. Фрезерованная коробка АК-47 отличается длинными фрезерованными углублениями в виде прямоугольников, для цельнофрезерованной конструкции АКМ характерно наличие штамповок овального типа.
Ударно-спусковой механизм АКМ является курковым, способен обеспечивать произведение автоматического огня и одиночного выстрела. Переход от одного типа огня к другому происходит с помощью длинного штампованного рычажка, находящегося с правой стороны ствольной коробки, рычажком также происходит включение предохранителя. Функции предохранителя в верхнем положении – защита при помощи накрывания отверстия в ствольной коробке, для исключения попадания в механизм пыли с грязью, блокирование перемещения затворной рамы назад, запирание спускового крючка. Функции, характерные для предохранителя в среднем положении, – блокирование шептала одиночного огня, для перехода к автоматическому непрерывному огню.
Функции предохранителя в нижнем положении – смещение шептала одиночного огня, для произведения одиночных выстрелов. В АК-47 введен замедлитель срабатывания курка, не влияющий на темп стрельбы и совершенствующий стабильность работы автомата, способный в случае автоматического огня сдерживать на несколько миллисекунд спуск курка после запуска автоспуска, что обеспечивает затворной раме стабилизацию в крайнем переднем положении после смещения вперед и возможного отскока.
Используемые магазины представляют собой коробчатые магазины с двухрядным расположением патронов, рассчитанные на 30 патронов. Первые применяемые магазины изготавливались штампованными из стали, с характерными плоскими стенками, затем произошла модернизация магазинов, и они стали штамповаться из стали с вертикальными изогнутыми штамповками для увеличения жесткости, которые находились на боковинах. В результате следующего преобразования магазин стал пластиковым и получил грязно-оранжевый цвет. Также для АКМ приспособлены патронные рожки, рассчитанные на 40 патронов, и диски для ручного пулемета РПК, содержащие 75 патронов.
Для первых вариантов А. характерно наличие деревянных частей: приклад, пистолетная рукоятка, цевье. Приклад оснащен стальным затыльником с крышкой, которая служит в качестве предохраняющего накрывания отсека с принадлежностями для чистки и ухода за оружием. Чтобы снизить подброс оружия при выстрелах, сконструирован поднятый вверх гребень приклада. Некоторые виды АК оснащены пластиковой или фанерной пистолетной рукояткой, в комплектацию входит штык-нож в ножнах и ружейный ремень, для воздушно-десантных войск разработаны АК и АКМ с наличием складного приклада из штампованного профиля, размещенного вниз-вперед под ствольной коробкой.
Внешняя компоновка и преобразование автоматического оружия относительно промежуточного патрона АК схожи с немецким автоматом МР-43, что послужило основой для легенды о заимствовании Калашниковым элементов этого А. Также в этих видах оружия применяется газоотводный двигатель, разработанный задолго до появления этих конструкций, поэтому ствол, мушка и газоотводная трубка также похожи. Однако ствольная коробка АК разработана со снимаемой крышкой, ствольная коробка МР-43 откидывается вниз на штифте коробки УСМ наряду с рукояткой управления огнем. Механизмы запирания ствола и ударно-спусковые устройства также различны. Главной заслугой разработчика и его сподвижников является наиболее оптимальная совместимость элементов автомата, способных эффективно решать поставленные задачи.
В 1959 г. АК подвергся доработке в связи с десятилетием эксплуатации, которое показало сильные и слабые стороны автомата. Модернизация коснулась ствольной коробки, переделанной в цельноштампованную ствольную коробку уменьшенной массы, приклад немного поднят вверх, ударно-спусковое устройство оснащено замедлителем срабатывания курка, получившим также не совсем верное название замедлителя темпа стрельбы.
АКМ снабжен штык-ножом, конструкция которого снабжена отверстием в клинке, для применения его наряду с ножнами в выполнении функции кусачек для резки проволоки. Также был разработан дульный компенсатор, который необходимо было навинтить на резьбу, расположенную на дульном срезе ствола. Дульный компенсатор заменяем глушителем ПБС-1, для применения которого существуют патроны, скорость пули такого патрона является дозвуковой.
Обеспечение боеприпасами АКМ может осуществляться 40-мм подствольными гранатометами.
Модернизированный автомат оснащен прицельными устройствами, достигающими 1000 м, на 200 м больше, чем АК. Дальность выстрелов, производимых из любого вида автомата Калашникова, эффективна только на расстояние, не превышающее 400 м.
В 1974 г. на вооружение армии СССР был поставлен стрелковый комплекс, включающий в себя модификацию автомата Калашникова 1974 г. – АК-74, ручной пулемет РПК-74.
На основе АК разработаны системы израильские Galil, бельгийские FN FNC, швейцарские SIG SG-550 и многие другие.
Характеристики. Калибр – 7,62 × 39 мм; длина – 870 мм, длина ствола – 415 мм; масса оружия без магазина АК – 4,3 кг, АКМ – 3,14 кг; емкость магазина рассчитана на 30 патронов; дальность стрельбы – примерно 400 м; скорострельность – одиночными 90—100 выстрелов в минуту, очередями 400 выстрелов в минуту; темп стрельбы – 600 выстрелов в минуту.
7,62-мм АКМ широко применялся во многих родах войск СССР и Российской армии XX в., также на вооружении МВД, в подразделениях милиции. АК и АКМ продавались и также безвозмездно поставлялись СССР дружественным странам в качестве готового оружия и как лицензии на производство с необходимой документацией и техническим оснащением.
Производство 7,62-мм АКМ было налажено в Китае, Египте, Северной Корее, ГДР, Венгрии, Болгарии, Румынии, Ираке, Финляндии. Поставки А. осуществлялись в большое количество стран мира. Особой популярностью в России и за рубежом, особенно в США, пользуются полуавтоматические невоенные варианты АК – карабины и дробовики серии «Сайга».
Преимуществами АК является надежность в использовании при любых условиях военного действия, простота в обращении, небольшая стоимость производимого оружия.
Недостатками оружия считается эргономика всего оружия, наиболее большим пороком страдает переводчик-предохранитель, неудобный в обращении и издающий при переключении характерный щелчок.
Нарекания вызывают также грубые прицельные приспособления, которые практически бессмысленны при произведении точной стрельбы на короткой прицельной линии, в особенности одиночными выстрелами.
Считается, что все модификации АК представляли собой идеальное оружие Второй мировой войны, однако в современных условиях военных действий локального и конфликтного типов являются устаревшими, но для замены данного оружия конкурентов пока не предвидится.
Автоматическое оружие
Автоматическое оружие – огнестрельное оружие, для которого характерно автоматическое перезаряжание и производство очередного выстрела, происходящее под воздействием энергии образовавшихся при выстреле пороховых газов или других, посторонних, источников.
Стрельба из автоматического оружия осуществляется очередями, сериями, при которых возможно произвести определенное количество выстрелов, обусловленное выбором типа оружия. А также происходит непрерывно, до момента полного израсходования количества патронов. Выстрелы следуют с определенной периодичностью, через четко обусловленные промежутки времени, которые задаются каждому типу оружия по-своему и представляют собой его техническую скорострельность.
В том случае, когда перезаряжание и операции, которые необходимы для воспламенения заряда, производятся автоматически, выстрелы следуют непрерывно один за другим до тех пор, пока стрелок не прервет воздействия на спусковой механизм или пока не израсходуются все патроны в магазине или в патронной ленте. Вид огня, производимого автоматически, называется непрерывным, автоматическое оружие, удовлетворяющее воспроизведению такого вида огня, называется самострельным.
В случае, когда выстрелы производятся с постоянным действием спускового механизма, промежутки от одного выстрела к другому создаются стрелком в произвольной форме, описанный вид огня называется одиночным; автоматическое оружие, производящее подобные выстрелы, называется самозарядным.
Многие виды автоматического оружия конструируются с возможностью ведения как одиночного, так и непрерывного огня. Чтобы можно было переходить от одного вида огня к другому, в конструкции автоматического оружия предусмотрено устройство-переводчик, функцией которого является изменение взаимного положения деталей спускового механизма.
Полуавтоматическое оружие представляет собой оружие с частичной автоматизированностью действий, которые обязательны для перезаряжения.
Основное свойство – это высокая скорострельность с характерным темпом стрельбы, скорострельностью и режимом огня.
Особенность, характеризующая скорострельность исключительно самострельного оружия, обусловливается произведенными выстрелами за определенную единицу времени, без учета времени, затрачиваемого на заряжание, прицеливание, перенос огня и т. д.
Практическая скорострельность определяется количеством произведенных выстрелов в единицу времени, с учетом времени, использованного на произведение, заряжание, прицеливание, перенос огня и т. д.
Автоматическое оружие подразделяется на оружие с различными видами питания:
1) ленточное питание, при котором патроны снаряжаются в гибкие металлические или холщовые ленты, используется для оружия, предназначенного для стрельбы с большой скорострельностью, например станковые пулеметы, крупнокалиберные пулеметы, автоматические пушки;
2) магазинное питание, при котором патроны снаряжаются в специальные коробки, называемые магазинами, применяется в оружии, для которого свойственна высокая практическая скорострельность в сочетании с прекрасными маневренными характеристиками, например пистолеты, пистолеты-пулеметы, автоматические винтовки, ручные пулеметы.
Появление первого автоматического оружия отмечено во второй половине XIX в. В 1887 г. оружейным мастером Двоеглазовым было сконструировано первое автоматическое оружие в России. В русско-японской войне 1904—1905 гг. станковые пулеметы, используемые русскими войсками, прекрасно охарактеризовали свою боеспособность, поэтому данный вид оружия стали очень активно внедрять в систему вооружения армии.
В 1910—1911 гг. началась разработка легкого автоматического оружия, к испытанию были допущены иностранные винтовки и оружие русских конструкторов, такое как винтовки системы Токарева, Федорова, Щукина, Фролова, Рощепея.
Первой изготовленной автоматической винтовкой стала винтовка системы Рощепея. Со значительным превосходством была выбрана автоматическая винтовка В. Г. Федорова, являющегося автором полного труда по автоматическому оружию, изданного в 1907 г. В 1914 г. конструктор Федоров разработал автоматическую винтовку, которая успешно применялась во время Первой мировой войны.
Оружие такого типа подразделяется на несколько систем, которые формируются на основе использования энергии пороховых газов.
Системы автоматического оружия, в которых действие автоматики основано на использовании отдачи ствола, характеризуются подвижным стволом, прочно сцепленным с затвором.
Действие автоматики организуется следующим образом: давление пороховых газов, которое переходит через дно гильзы на затвор, приводит в движение затвор вместе со стволом в направлении, противоположном устремлению движения пули. Если ход ствола длинный, то ствол с затвором отходит в заднее положение, сжимаются возвратные пружины ствола и затвора, далее ствол, реагируя на возвратную пружину, двигается в исходное положение. За это время происходит доставка очередного патрона в патронник, что приводит к запиранию затвора.
В случае короткого хода ствола разъединение затвора со стволом, отпирание затвора осуществляется при движении системы «ствол – затвор» из переднего положения в возвратное положение самостоятельно, движение ствола ограничивает ствол, совершающий короткий ход.
Возможность надежного отхода затвора в крайнее заднее положение за установленное время помогают создать ускорительные механизмы, во время отпирания затвора или же после отпирания затвора воздействуют на систему «ствол – затвор», повышая скорость движения затвора и снижая скорость движения ствола. Благодаря ускорителю затвор отклоняется в крайнее заднее положение, сдавливая свою возвратную пружину. При движении вперед происходит досылание патрона в патронник. Ствол отходит назад на соответствующую величину своего патронника, в системе автомата Федорова происходит задержка в заднем положении до прихода к нему затвора и перемещения вперед вместе с затвором, запирая его потом. В других системах ствол после отхода в заднее положение перемещается вперед под действием своей возвратной пружины, запирается самостоятельно, например пулемет Максима. В системах с довольно легким стволом автоматика не снабжена ускорительными механизмами, например пистолет ТТ образца 1930—1933 гг. Автоматика, организованная на применении отдачи ствола при его коротком ходе, используется в современном автоматическом оружии, главным преимуществом такой автоматики является обеспечение хорошей надежности действия при достаточно высокой скорострельности и небольшой силе отдачи.
Главной особенностью системы, для которой свойственно действие автоматики, основанное на использовании отдачи затвора, является неподвижно закрепленный ствол, затвор во время произведения выстрела не сцепляется со стволом, или же сцепление произведено таким образом, что расцепление, отпирание совершается под давлением пороховых газов на дно гильзы, возможен вариант самоотпирания.
В случае не сцепления затвора со стволом, а только прижатия к нему при помощи возвратной пружины затвор называется свободным, автоматика называется автоматикой со свободным затвором. Работа автоматики со свободным затвором заключается в отходе затвора назад вместе с гильзой с момента развития давления пороховых газов в стволе. В случае отхода назад затвор сжимает свою возвратную пружину, под действием которой потом перемещается вперед, отправляя в патронник очередной патрон из магазина. Массивный затвор и патроны с довольно короткими гильзами дают надежность действию автоматики такого типа. Автоматика со свободным затвором используется в оружии, применяемом для стрельбы пистолетными патронами. Достоинством такой автоматики является простота устройства.
В случае сцепления при выстреле затвора со стволом расцепление происходит благодаря давлению пороховых газов на дно гильзы, затвор называется полусвободным, автоматика получила название автоматики с полусвободным затвором. Работа такого типа автоматики характеризуется тем, что затвор отходит назад вместе с гильзой с началом развития давления пороховых газов в стволе, однако этот отход затвора тормозится механизмом запирания вследствие действия на элементы этого механизма больших сил трения и ускоренного перемещения отдельных деталей затвора. После самоотпирания затвора работа автоматики с полусвободным затвором практически идентична работе автоматики со свободным затвором.
Недостаток характеризуется зависимостью работы от сил трения, т. е. от состояния рабочих поверхностей механизма запирания, что приводит к ненадежности действия механизмов.
Различия между разновидностями автоматики с полусвободным затвором состоят главным образом в конструкции самих механизмов и варианте торможения затвора.
Для системы автоматического оружия с применением отвода пороховых газов характерно наличие специальной газовой каморы, которая в основном конструируется в передней части ствола, в связи с поступлением сквозь газоотводное отверстие в ствол пороховых газов как следствие прохождения пулей этого отверстия.
Стебель затвора или шток затворной рамы связаны с подвижным поршнем, включающим в себя газовую камору. Отпирание затвора создается благодаря давлению пороховых газов в газовую камору, вследствие чего шток одновременно с затворной рамой или стеблем затвора производит движение назад. Автоматика сконструирована таким образом, что находится в большой взаимозависимости от штока с затворной рамой или стеблем затвора.
В случае, когда шток не способен перемещаться относительно затворной рамы, происходит отхождение в заднее положение штока и затворной рамы с затвором после отпирания затвора, далее осуществляется сжимание возвратной пружины, обоюдное возвращение элементов автоматики вперед, последующий патрон переходит из магазина в патронник, затвор запирается. Автоматика такого типа, используемая, например, в ручном пулемете ДП, получила название автоматики с длинным ходом штока. При работе такой конструкции происходит увеличение массы подвижных частей, что приводит к повышению надежности действия автоматики.
Тип автоматики, при которой шток не сцеплен со стеблем затвора, приводит в результате отпирания к отхождению стебля затвора совместно с затвором, далее происходит сжимание возвратной пружины и движение штока вперед под действием своей возвратной пружины. Называется такая автоматика автоматикой с коротким ходом штока. Этот тип автоматики при работе обходится без длинных направляющих для штока, что в свою очередь упрощает конструкцию автоматики оружия, которая действует на основе принципа отвода пороховых газов в газовую камору. Для автоматики такого типа характерно наличие хорошей надежности действия, высокой скорострельности при обладании довольно несложной конструкцией всего оружия.
Автоматическое оружие позволило продвинуть развитие огневой мощи пехоты, артиллерии, авиации и остальных родов войск, привнеся новые способы ведения боя; оперативное искусство стало формироваться по направлениям изменения тактики боевых действий и организации войск.