ПГ и простейшие опыты с ней

ПГ - Пружина Газовая.
Специально не стал использовать более привычное сокращение ГП. Во-первых есть отличия в конструкции и в самой идее, во-вторых очень уж "ГП" связано с разными игрушками, предназначенными "для первоначального обучения стрельбе".

Ставил себе задачу - создать некий пневмо-механический "привод" для быстрого перемещения в пространстве различных удлиненных предметов(длина больше десяти диаметров). При этом единственным источником энергии должен быть сжатый газ, мускульная энергия пользователя использоваться не должна. А раз это так, то усилие, развиваемое узлом, может быть сколь угодно большим.

ПГ не есть часть какого-то устройства, это вполне автономное изделие. Может храниться, транспортироваться и использоваться само по себе...

ПГ снабжена собственным спусковым механизмом(СМ), на штоке выполнена кольцевая проточка под шептало. Задняя пробка оборудована заправочным клапаном и "краном с шариком" для сброса давления.
Вот как это дело выглядит. СМ спущен, шток выдвинут. Шток задвинут, СМ взведен.

Поршень ПГ.
Оборудован клапаном на манер обычного боевого клапана в РСР системах. При подходе к передней пробке он открывается и сбрасывает давление в атмосферу через отверстие в стенке корпуса ПГ. Соответственно, повторный взвод узла осуществляется просто усилием двух пальцев. Ход штока - 120 мм.

Теперь цифры.
Диаметр поршня выбран 28мм, площадь равна 6,15 см2.
Соответственно, во взведенном положение усилие на штоке составит при 20 атм 123 кгс, а при вполне "оружейном" давлении в 200 атм 1,23тс.
Давления за поршнем в 15 атм вполне достаточно, чтоб шток пробил фанеру 10мм.

При таких усилиях возникают достаточно интересные проблемы. Например, как удержать взведенный шток при усилии на нем в 200-300 кгс. Кроме того, происходит соударение подвижных и неподвижных частей узла - это надо обязательно демпфировать, тоже есть много разных способов. "Заднюю часть" поршня надо обязательно переделывать - уже при давлении в 15-20 атм стойку поджима пружины клапана выгибает, закручивает. То есть есть в чем покопаться и на что поглядеть.

Понятно, что прободнение твердых препятствий интересно на расстоянии. Тут единственное решение - создать некое метаемое тело(МТ) и передать ему энергию штока. Для этого в переднюю часть ПГ вкручена титановая трубка с направляющей втулкой на конце. Диаметр предполагаемого МТ 10 мм.

О ходе дальнейших работ своевременно доложу....

Изначально делалось ведь не для того что бы фанеру тыкать?

R-140m
Изначально делалось ведь не для того что бы фанеру тыкать?

Там на конце видно резьбу, что то туда будет устанавливаться.
Скорее всего световой меч как у джидаев, так что тыкать не надо будет.))
А вообще колись что затеял?

полное название представленного изделия: Устройство исполнительное карающего назначения "Пружина газовая".

С большим интересом прочел данное сообщение - независимо есть практическое применение ему или нет. Здорово.

R-140m
Изначально делалось ведь не для того что бы фанеру тыкать?

ибо шток придется разгонять до скорости метаемого тела.

хотя, если метаемое тело будет раз в двадцать тяжелее штока ... :-)

Кайнын
хотя, если метаемое тело будет раз в двадцать тяжелее штока ... :-)

Уже подумал, что шток и должен быть МТ. Но тогда придется "запираться" за само МТ, как в подводном ружье. Тоже нормально, но возрастают требования к материалу МТ.
Я, увы, не имея образования в данной области, не умею это посчитать. Безусловно, могу построить векторную диаграмму и получить значения усилий на деталях. Но я не знаю, много это для них или мало. А если мало, то насколько надо все упрочить. Так что мой путь - чистая эмпирика....

Шток у меня из калиброванного прутка У8А, ф10мм. Попробовал закалить его в том месте, где держит шептало. Да, не отпустил после закалки - сам дурак. Вот что поллучилось со штоком:

Раньше крутые пенсионеры в бадиках пики прятали да мелкан урезанный.

Drix
Вот что получилось со штоком:

Непонятливый я 😊, так эту ПГ каждый раз заправлять ВВД нужно?

Итак, имеем ПГ для метания. Вспомним физику и прикинем кое-что на пальцах. Работа ГП на 20атм приблизительно 123 Дж. Если предположить что масса метаемого тела равна массе штока, то энергия метаемого тела и энергия штока будет составлять примерно 60Дж.КПД никакой. А удар по передней пробке ... А если взять 200атм? Вывод нужно уменьшить массу штока. Сначала убирается длинный толкатель. Затем поршень делается из капролона, впереди цилидра делаются отверстия через которые воздух выталкивается движущимся поршнем и после прохождения этих отверстий воздух стравливается. КПД повышается, клапан из поршня убирается. Запорный элемент держит метаемое тело, а не шток поршня. Т.е. приходим к обычному пневматическому ружью для подводной охоты. Двигаясь дальше, уменьшаем диаметр цилиндра до диаметра метаемого тела, убираем поршень и получаем то же ружье с расходом воздуха. Для получения тех же 60 Дж нужно будет примерно 40атм и длина ствола 200мм. При этом получаем высокий КПД, меньшие усилия на УСМ и простую кострукцию. Осталось убрать УСМ удерживающий метаемое тело и поставить клапан. В общем опять РСР 😊.
Предлагаемая конструкция хороша в виде пневмомолотка, метать что либо она будет плохо.

R-140m
А вообще колись что затеял?

Отмечусь. ... Ага. Ружье для ПО и есть, в некотором виде, арбалет. Но там вода демпфирует и, все равно, сложности с ударом по упору.
А если скрестить ПГ с тетивой? Воздух не надо выпускать ... жалко 😊

Можно попробовать запускать метаемое тело через неравноплечий рычаг, или блок, как на совр. луках(арбалетах).

Gefest 007
Осталось убрать УСМ удерживающий метаемое тело и поставить клапан. В общем опять РСР 😊.

Все это, как говорится, "так да не так"...

Стреляние "расходом воздуха" в рамках проекта не рассматривается. Уже есть достаточно высокоэнергетичное РСР ружье калибром 10 мм, гвоздями "двухсотками" я из него стрелял и всем показывал. Так что получится "боян".
Было желание отделить МТ и воздух. В данном случае это есть - воздух выходит отдельно, его можно собрать, расширить и получить полное отсутствие его звука.

Про КПД все совершенно верно сказано. Еще вчера попробовал использовать вместо МТ сам шток, запираясь об него же, как в гарпунном ружье. Все получилось гораздо веселее - бьется навылет не только фанера, но и стальной лист 2 мм за ней. Просто импульс, запасенный штоком, передается целиком мишени, а не передней пробке корпуса ПГ.

В такой схеме в принципе не достичь КПД стрелялки "расходом воздуха" - все равно придется в едином цикле разгонять и потом тормозить поршень, и сделать его равным по весу лучной тетиве не получится. Но облегчать его, безусловно, надо. Попробую сделать сегодня из капролона. Не знаю, сколько он проживет, но для стенда-макета это не сильно важно.

Да и сам по себе КПД - не пофиг ли? Нам же не руками сжимать воздух. Перестроить редуктор в питающем резике с 20-ти на 50 атм, и все дела.

Убрать клапан с поршня - я считаю, что допускать перебег упругого уплотнителя за стравливающие отверстия не верно в принципе. Кроме того, в этой конструкции примерно четырехкратное расширение начального объема, мне усилия рук не хватало, чтоб поршень вдвинуть с начала до конца, пока там не было клапана, приходилось открывать стравливающий кран, то есть взвод очень уж мешкотным получался. А так клапан не запирается на давлении 4 атм, и поршень утапливается до конца просто пальцем.

Так это же самый настоящий ПНЕВМОПИХ!

...основа типичной FUCKMASHINE

Drix
Все это, как говорится, "так да не так"...

Drix
Убрать клапан с поршня - я считаю, что допускать перебег упругого уплотнителя за стравливающие отверстия не верно в принципе.

Drix
Кроме того, в этой конструкции примерно четырехкратное расширение начального объема,

VPetrov
Так это же самый настоящий ПНЕВМОПИХ!

alex CB
...основа типичной FUCKMASHINE

Gefest 007
Это неверно в принципе. Смотри пневматы, там это давно решено.

Увы, не знаю, что называется "пневматами". Подскажи.

Про перебег уплотнителя - все равно какой он, резинка или "юбочка" на полимерном поршне. "Открывая" дренажное отверстие он все одно деформируется, выпучится вслед за потоком газа, и все равно немного подрежется, проходя второй край отверстия. Наверно, обработкой внутренних кромок отверстия это можно победить.... И все равно останется проблема при взводе.

Сделал поршень из капролона. Все стало еще забавнее, но пока никак не могу понять причину проявления такого эффекта - клапан поршня, открываясь, ОЧЕНЬ сильно ударяет назад. Все сделано с запасом - при утапливании штока есть еще 5 мм до касания витков возвратной пружины, да и сам ход штока клапана 15 мм.
Подобный эффект наблюдал в своих "отдергивающихся" прямодуйных клапанах, с разгрузочным штоком. Но там понятно - вокруг самого клапана давление маленькое, а на разгрузочной части еще большое. Вот он и идет назад...
А тут совсем не ясно. Поршень ПГ приходит к передней пробке, шток клапана стукается в нее и открывается. При этом воздуху УЖЕ есть куда уходить - через поперечное отверстие поршня, проточку в нем и в отверстие в корпусе ПГ. Вроде, все похоже на ситуацию, когда ударник бьет по штоку БК в обычной РСР системе.
Но что-то заставляет клапан отдергиваться назад с какой-то страшной силой - гнет и ломает все, что ограничивает его ход. Стальные детали, паяные твердым припоем выгибает и рвет пайку, винты М4 в Д16Т вырывает вместе с резьбой, и тому подобное.

Это бы понять и победить, потом можно вернуться к баллистике и энергетике узла....

Drix

Увы, не знаю, что называется "пневматами". Подскажи.

Про перебег уплотнителя - все равно какой он, резинка или "юбочка" на полимерном поршне. "Открывая" дренажное отверстие он все одно деформируется, выпучится вслед за потоком газа, и все равно немного подрежется, проходя второй край отверстия. Наверно, обработкой внутренних кромок отверстия это можно победить.... И все равно останется проблема при взводе.

Пневмат -это пневматическое ружье без расхода воздуха для подводной охоты.
В том месте где расположены отверстия нужно сделать небольшую расточку, кромки отверстий конечно нужно скруглять или притуплять.

Drix
А тут совсем не ясно. Поршень ПГ приходит к передней пробке, шток клапана стукается в нее и открывается. При этом воздуху УЖЕ есть куда уходить - через поперечное отверстие поршня, проточку в нем и в отверстие в корпусе ПГ. Вроде, все похоже на ситуацию, когда ударник бьет по штоку БК в обычной РСР системе.
Но что-то заставляет клапан отдергиваться назад с какой-то страшной силой - гнет и ломает все, что ограничивает его ход. Стальные детали, паяные твердым припоем выгибает и рвет пайку, винты М4 в Д16Т вырывает вместе с резьбой, и тому подобное.

А, понятно теперь.
У меня до сих пор есть изделие "Ружье гидропневматическое", изготовленное в 1986 году. Там передача энергии от сжатого воздуха гарпуну производится через резиновый шланг, надетый на ствол с мелкими отверстиями, а вокруг ствола резик для воздуха. Ствол заполнялся водой, на гарпуне было уплотнительное колечко. Вдвигая гарпун в ствол, вода растягивала резиновый шланг, и потом, при спуске, выталкивала гарпун. Гарпун из нержавейки, весит грамм 300, при первом испытании в квартире, в студенческие годы, пробил доску 50 мм на восьми метрах. И никакого звука, только брызги.
Я из этого изделия в свое время много рыбы добыл, в области объездил на велосипеде все озера с прозрачной водой, а таковых очень немного....

Что касается разрушения деталей поршня - похоже, что все, что не совпадает с осью симметрии поршня при его торможении, получает очень мощное усилие "поперек", способное погнуть и в итоге сломать что угодно.
Да, видимо это действительно тупиковый путь - с разгоном и торможением.

Но все одно хочется попробовать сделать совершенно бесшумный высокоэнергетичный привод, работающий на ВВД.

Да, старикам тут не место 😊

Drix
Но все одно хочется попробовать сделать совершенно бесшумный высокоэнергетичный привод, работающий на ВВД.

В армии работал в шахте. Там воздух высокого давления много где используется. Особенно впечатлили пневмолебедки. Рядом с ней электирческие нервно курят в сторонки, даже груженую вагонетку выдергивают на раз. Правда не тихие ни разу. Отбойный молоток тоже вещь.

Drix
Но все одно хочется попробовать сделать совершенно бесшумный высокоэнергетичный привод, работающий на ВВД.

Но все одно хочется попробовать сделать совершенно бесшумный высокоэнергетичный привод, работающий на ВВД.

**Это бы понять и победить**

Нарисовать надо . Чётко . Подробно . Детально .

Тогда и победим ! 😊)
Усилием коллективного Разума !

Нарисовать надо .

Все-все, сдаюсь!...
Никогда не думал о стреляющей системе с точки зрения Механика - забывал про КПД.
И в самом деле, у нас понятный объем сжатого газа и понятное давление в этом объеме. Газ, расширяясь, отдает свою энергию "внешним" предметам. Конечно, чем меньше энергии будет передано подвижным частям стреляющей системы, тем больше достанется метаемому телу.

Вспомнив "Ружье подводное гидропневматическое" и его конструктив, родилась совершенно гениальная схема.

Посему данную тему закрываю.