КейсыСегодня кейсов в Базе - 66

 

Начало. Часть 1.

 

Продолжение. Часть 2.

 

3.1.   ИКР-1.  Икс-элемент,  абсолютно  не  усложняя  систему,  обеспечивает поддержку передней части верхнего патрона.

 

3.2.  Усиленная формулировка ИКР-1.

 

1. Ниже лежащие патроны, абсолютно не усложняя систему, обеспечивают поддержку передней части верхнего патрона.

2.  Стенки  магазина,  абсолютно  не  усложняя  систему,  обеспечивают  поддержку передней части верхнего патрона.

3.  Взаимное  положение  нижних  патронов  обеспечивает  поддержку передней части верхнего патрона, абсолютно не усложняя систему.

4. Геометрическая форма  стенок магазина обеспечивает поддержку передней части верхнего патрона, абсолютно не усложняя систему.

 

3.3.  Физические противоречия

 

1.  Нижележащие  патроны  должны  создавать  зазор  между  своими  передними  частями  и  передней  частью  верхнего  патрона  и  не  должны  этого  делать, так как пружина поджимает все патроны друг к другу.

 

2. Стенки магазина  должны  прижимать  переднюю  часть  верхнего  патрона к  загибам магазина  и  не  должны  прижимать,  так  как  нормаль  к  стенке магазина перпендикулярна к направлению прижатия.

 

3.  Взаимное  положение  нижних  патронов  должно  прижимать  переднюю часть  верхнего  патрона  к  загибам магазина,  и  не может  это  сделать  при  существующем взаимном расположении патронов.

 

4.1.  Моделирование  маленькими  человечками. На  рисунках 63-65  показаны  действия  маленьких  человечков  для  поддержания  верхнего  патрона  при разрешении физических противоречий 1 - 3.

 

Интерпретация действий маленьких человечков.

 

Размер "а" (Рис.64) магазина  должен  быть меньше  длины  патрона,  размер "б"  должен  быть  равен  длине  патрона,  тогда  верхний  патрон  передним  своим торцом будет опираться на переднюю  стенку магазина и не "опрокинется". Такой вариант решения этой задачи реализован в однорядном магазине пистолета "Парабеллум".

 

Необходимо "перестроить"  положение  передних  частей  патронов  как  по-казано  на  рисунке 65.  Для  этого  в  реальной  конструкции  необходимо  сделать выштамповки  на  боковых  поверхностях  магазина  в  его  верхней  передней  части. Это решение было реализовано в штатном магазине АПС.

 

case_pistolet_ctechkina_13

 

Предотвращение "двойного досылания"

 

В  процессе  испытаний  выяснилось,  что  при  ударе  затвора  в  крайнем  переднем положении происходили  задержки, называемые И.Я. Стечкиным "двойным  досыланием".  Осмотр  пистолета  после  такой  задержки  показал,  что  один патрон  уже  находится  в  патроннике,  а  затвор  пытается  досылать  второй  патрон.

 

Очевидно,  что  первый  патрон  досылается  самостоятельно  без  помощи  затвора.

 

Переведем  исследовательскую  задачу  выяснения  причины  этого  в  изобретательскую  задачу.  Каким  образом  обеспечить  самопроизвольное  досылание патрона?

 

С  точки  зрения  одного  из  разделов  ТРИЗ -  вепольного  анализа  имеется неполный  веполь,  состоящий  из  двух  веществ. Первое  вещество -  досылаемый патрон,  второе  вещество -  направляющие  поверхности (магазина,  рамки,  патронника),  с  которыми  контактирует  досылаемый  патрон.  Обратимся  к  стандарту 1.1.1.,  который  гласит:  если  дан  объект,  плохо  поддающийся  нужным изменениям, и условия  задачи не содержат ограничения не введение веществ и полей, задачу решают синтезом веполя, вводя недостающие элементы.

 

В  неполном  веполе  недостает  поля,  которое  бы  перемещало  досылаемый патрон.  Особенностью  решения  исследовательских  задач  является  то,  что  необходимое  нам  поле  надо  найти  в  уже  существующей  системе.  Поле  должно являться  внутренним  ресурсом  системы. Этим  полем может  быть  только  кинетическая  энергия  движущегося  затвора,  однако  пока  неясно  как  оно может  досылать патрон, ведь затвор не должен контактировать с досылаемым патроном.

 

Обратимся к АРИЗ-85В.

 

1.1.   ТС  для  досылания  патрона  включает  в  себя:  патрон,  направляющие магазина, патронник, затвор.

 

ТП-1.  Если  затвор  контактирует  с  патроном  для  его  перемещения  в  патронник, то двойного досылания не происходит.

 

ТП-2. Если  затвор не  контактирует  с патроном для  его перемещения  в патронник, то происходит двойное досылание.

 

1.2.  Изделие - патрон, инструмент - затвор.

 

1.4.  Выбираем ТП-2.

 

1.6.  Конфликтующая  пара:  патрон  и  не  контактирующий  с  ним  затвор. Не контактирующий  затвор  должен  обеспечить  досылание  патрона,  но  не  может этого  сделать  из-за  отсутствия  контакта.  Икс-элемент  должен  обеспечить  силовую связь между досылаемым патроном и затвором.

 

2.1. Оперативная зона. Пространство между патроном и затвором.

 

2.2.  Оперативное  время. Время  от  схода  затвора  с  патрона,  находящегося в магазине до начала досылания второго патрона.

 

2.3. Вещественно-полевые ресурсы.

 

case_pistolet_ctechkina_15 

 

3.1.   ИКР-1.  Икс-элемент,  абсолютно  не  изменяя  систему,  должен  обеспечивать досылание патрона при отсутствии контакта затвора с патроном.

 

3.2. Усиленные ИКР-1:

1.  Кинетическая  энергия  движения  затвора  обеспечивает  досылание  патрона при отсутствии контакта затвора и патрона.

2.  Кинетическая  энергия  отдачи  пистолета  обеспечивает  досылание  патрона при отсутствии контакта затвора и патрона.

 

3.3. Физические противоречия:

 

1.  Затвор  в  течение  оперативного  времени  должен  контактировать  с  патроном,  чтобы  передать  ему  кинетическую  энергию,  необходимую  для  досылания  и  не  должен  контактировать  с  патроном,  т.к.  это  происходит  в  действительности.

 

2. Рамка пистолета  должна  двигаться  с  большим  ускорением назад, чтобы обеспечить  досылание  патрона  и  не может  этого  делать,  т.к.  выстрел  уже  прошел.  Более  того,  в  пистолетах  со  свободным  затвором  на  рамку  передается только усилие  со  стороны  возвратной пружины,  а  также  удар  затвора  в  заднем положении.

 

4.3.  1.  Чтобы  обеспечить  перемещение  патрона  затвор  должен  передать ему  часть  кинетической  энергии  через  какой-либо  промежуточный  элемент, контактирующий  как  с  затвором,  так  и  с  патроном.  При  этом  этот  элемент должен  уже  присутствовать  в  конструкции,  т.е.  он  должен  быть  взят  из  вещественных ресурсов. Такими элементами являются рамка пистолета и магазин.

 

2.  Чтобы  рамка  пистолета  двигалась  с  большим  ускорением  при  отсутствии  внешних  сил,  действующих  на  пистолет,  она  должна  взаимодействовать  с какой-либо  другой  частью  системы.  Этой  частью  системы  является  затвор,  а взаимодействием - удар затвора в крайнем заднем положении о рамку.

Таким  образом,  два  варианта  ФП  привели  к  одному  и  тому  же  решению.

 

Теперь  мы  можем  объяснить "двойное  досылание"  патронов.  Так  как  в  пистолете  использован  относительно  тяжелый  затвор,  то  при  его  ударе  в  крайнем заднем  положении  рамка  пистолета  мгновенно (ускорения  очень  велики)  приобретает  некоторую  скорость.  Верхний  патрон  в  магазине  стремится  по  инерции  остаться  на  месте,  т.е.  возникает  относительное  движение  патрона  и  рамки  пистолета,  в  результате  которого  происходит  инерционное  досылание  патрона. При  приходе  затвора  в положение,  соответствующее началу  досылания, он подхватывает из магазина  следующий патрон и  стремится дослать  его  в патронник. Возникает явление "двойного досылания".

 

7.4.  Так  как  решенная  задача получена из исследовательской, необходимо указать  эксперименты  для  подтверждения  этой  гипотезы.  Явление  двойного досылания не будет происходить, если:

- стрелять из жестко закрепленного оружия;

- обеспечить  удар  затвора  в  крайнем  заднем положении не  в  рамку пистолета, а в жесткую преграду, не связанную с пистолетом.

 

После  выяснения причины перед И.Я. Стечкиным встала  задача устранить это явление при минимальных изменениях в конструкции пистолета.

 

С  точки  зрения вепольного анализа  задача формулируется  так: дано вещество (патрон) и  вредно  действующее поле (поле  сил инерции,  действующих на патрон).  Это  неполный  веполь.  По  стандарту 1.3.3.  достройки  веполя  необходимо  ввести  вещество, "оттягивающее"  вредное  действие  поля  на  себя.  Далее по  стандарту 1.1.4.  рекомендуется  использовать  в  качестве  второго  вещества внешнюю  среду. В  рассматриваемом  случае -  это  корпус  магазина,  точнее  его часть, контактирующая с верхним патроном.

 

Обратимся к основным шагам АРИЗ-85-В.

 

1.1.   Техническая  система,  предназначенная  для  предотвращения  инерционного досылания патрона в патронник включает магазин, патрон.

ТП-1.  Если  корпус  магазина  препятствует  движению  патрона,  то  инерционного  досылания  не  происходит,  но  также  не  будет  происходить  и штатного досылания затвором.

 

ТП-2.  Если  корпус  магазина  не  препятствует  движению  патрона,  то  происходит  штатное  досылание  патрона  затвором,  но  происходит  и  инерционное досылание.

 

1.2.   Изделие -  патрон,  инструмент -  корпус  магазина,  так  как  он  контактирует с патроном до начала процесса досылания.

 

1.4.  Выбираем ТП-1.

 

1.6.   Конфликтная  пара -  патрон,  корпус  магазина.  Корпус  магазина  не должен  препятствовать  нормальному  досыланию  патрона  затвором  и  должен препятствовать инерционному досыланию.

 

Икс-элемент -  должен  сохранить  возможность  досылания  патрона  затвором и предотвратить инерционное досылание.

 

2.1.  Оперативная  зона. Зона контакта со стенками магазина. Пространство перед досылаемым патроном.

 

2.2.  Оперативное  время -  время от  схода  затвора  с  верхнего патрона  в магазине при откате до начала досылания патрона затвором.

 

2.3. Вещественно-полевые ресурсы.

 

case_pistolet_ctechkina_16

 

3.1.   ИКР-1:  икс-элемент,  абсолютно  не  усложняя  систему,  устраняет  относительное  перемещение  патрона  и  магазина  в  течение  времени  соударения затвора с рамкой пистолета, сохраняя способность затвора досылать патрон.

 

3.2. Усиленная формулировка ИКР-1.

 

1. См. п.3.1.

 

2.  Геометрия  стенок  магазина  устраняет  перемещение  патрона  относительно магазина  во  время  удара  затвора  в  крайнем  заднем  положении,  не  препятствуя досыланию патрона затвором.

 

3.  Сила  трения  между  патроном  и  загибами  магазина,  величина  которой определяется  пружиной  магазина,  устраняет  перемещение  патрона  относительно магазина  при  ударе  затвора  в  крайнем  заднем  положении,  не  препятствуя досыланию патрона затвором.

 

4. Кинетическая  энергия  движения  затвора  устраняет  перемещение  патрона  относительно  магазина  при  ударе  затвора  в  крайнем  заднем  положении,  не препятствуя досыланию патрона затвором.

 

5. Затвор устраняет перемещение патрона относительно магазина при ударе  в  крайнем  переднем  положении,  не  препятствуя  досыланию  патрона  затвором.

 

3.4.  Физические противоречия

 

1.  Пространство  перед  патроном  в  течение  времени  удара  затвора  не должно  быть  свободно,  чтобы  предотвратить  перемещение  патрона  относительно магазина и  должно  быть  свободно,  чтобы  обеспечить  досылание патрона затвором.

 

2.  Стенка  магазина  должна  иметь  выступ,  чтобы  предотвращать  перемещение  патрона  относительно магазина  вперед  и  не  должна  иметь  выступ,  чтобы не препятствовать досыланию патрона затвором.

 

3.  Сила  трения  между  патроном  и  загибами  магазина  должна  быть  большая,  чтобы  препятствовать  перемещению  патрона  относительно  магазина  при ударе  затвора  в  крайнем  заднем  положении,  и  не  должна  быть  большая,  чтобы затвор мог дослать патрон.

 

4.  Затвор  должен  иметь  выступ,  который  ограничивает  перемещение  патрона  вперед  в  момент  удара  затвора  в  крайнем  заднем  положении,  и  не  должен его иметь для нормального досылания.

 

4.1.  Моделирование маленькими человечками.

 

1. Действия человечков во время удара затвора (Рис. 66.) . 

Техническая  реализация  действия  человечков  показана  на  рисунке 67.  В момент  удара  затвора  в  крайнем  заднем  положении  он,  своим  выступом 2  воздействует  на  подпружиненный  стержень 3 .  Стержень 3  ударяет  по  патрону, придавая  ему  скорость,  равную  скорости  затвора.  Тем  самым  после  удара  затвора  в  крайнем  заднем положении  скорость движения назад  верхнего патрона даже  несколько  больше  скорости  движения  назад  рамки  пистолета.  Двойное досылание предотвращено.

 

4.3.  Применение смеси ресурсов.

 

Загибы  магазина  имеют  выштамповки  под  проточку  гильзы (согласно  п. 3.4.2),  показанные  на  рисунке 68,  чтобы "увеличить  силу  трения"  между  патронами и загибами магазина (согласно п. 3.4.3).

 

case_pistolet_ctechkina_17

 

1.  Такое  решение  было  получено  И.Я.  Стечкиным.  При  ударе  затвора  в крайнем заднем положении выступы на загибах магазина предотвращают инерционное  досылание  патрона.  При  досылании  затвором  он  имеет  достаточное количество  кинетической  энергии,  чтобы  выжать  патрон  вниз  из-за  выступа  и дослать его.

 

2. Непосредственно до удара  затвора в крайнем  заднем положении он своим  выступом "  притапливает"  верхний  патрон  в магазин  так,  чтобы  после  удара верхний патрон, двигаясь по инерции вперед относительно магазина, уперся в его переднюю стенку (Рис. 69.) . 

 

case_pistolet_ctechkina_19

 

Из  сравнения  представленных  вариантов  видно,  что  решения  И.Я.  Стечкина  требуют  минимальных  доработок  пистолета.  Такая  доработка  магазина была  сделана и подвергнута испытаниям. При испытаниях  выяснилось, что  явление двойного досылания патронов не только не исчезло, но стало появляться чаще.

 

При  анализе  причины  этого  выяснилась  следующая  картина.  Во  время удара  затвора  в  крайнем  заднем  положении  на  верхний  патрон  со  стороны  выштамповок  на  загибах магазина  действует  сила F (Рис. 68) ,   так  как магазин  начинает двигаться назад совместно с рамкой пистолета. Под действием  этой силы  верхний  патрон  опускается  вниз,  сообщая  нижним  патронам  скорость,  так же направленную  вниз. Верхний патрон  выходит из-под  выштамповок на  загибах магазина. При этом нижние патроны, движущиеся вниз, уже не поджимают верхний патрон к загибам магазина. Верхний патрон «повисает в воздухе», при этом  рамка  с магазином  продолжают  двигаются  назад,  в  результате  чего инерционное  досылание  патрона  стало  наблюдаться  всегда  после  первого  же  выстрела. Нежелательный эффект усилился. 

 

Обычно в аналогичных случаях перед конструктором всегда встает вопрос или  отказаться  ли  от  избранного  варианта  решения,  или  попытаться  каким-либо образом его модернизировать.

 

И.Я.  Стечкин  нашел  блестящее  решение,  лишь  чуть-чуть  изменив  предыдущий вариант конструкции.

 

Непредвиденным вредным  явлением при наличии выступов на  загибах магазина было  то, что при  ударе  затвора нижние патроны не поджимали  верхний к  загибам  магазина,  и  исчезала  сила  трения  между  ними,  которая  тормозила верхний  патрон.  Решим  задачу  по  устранению  этого  вредного  явления  по АРИЗ-85 В.

 

Вот запись основных шагов.

 

1.1.   Техническая  система,  для  остановки  патрона  в  магазине  включает  в себя:  патрон,  пружину  магазина,  загибы  магазина,  выштамповки  на  загибах магазина.

 

ТП-1. Если выштамповки на  загибах магазина имеются,  то они  западают в проточку  гильзы  верхнего  патрона  и  препятствуют  движению  патрона  вперед при  инерционном  досылании.  Но  при  ударе  затвора  выштамповки  отжимают патроны  вниз,  и  пружина  магазина  не  поджимает  верхний  патрон  к  загибам магазина,  чтобы  возникающая  сила  трения  препятствовала  бы  инерционному досыланию патрона.

 

ТП-2.  Если  выштамповок  на  загибах  магазина  нет,  то  они  не  отжимают патроны  вниз  при  ударе  и  пружина  магазина  прижимает  верхний  патрон  к  загибам  магазина,  создавая  силу  трения  между  ними.  Но  отсутствующие  выштамповки  не  препятствуют  движению  патрона  вперед  при  инерционном  досылании.

 

1.2.  Изделие - патрон. Инструмент - выштамповки на загибах магазина.

 

1.4. Выбираем ТП-1.

 

1.6.   Дано:  патрон  и  выштамповки  загибов  магазина.  Выштамповки  магазина  способствуют  предотвращению  инерционного  досылания  патрона,  но  отжимают при ударе патрон вниз. Икс-элемент должен предотвратить отжимание выступами загибов патрона вниз.

 

2.1.  Оперативная  зона -  зона  контакта  патрона  с  загибами магазина  и  выштамповками на загибах магазина.

 

2.2.   Оперативное  время.  Время  конфликта -  время  удара,  время  после конфликта - время от конца удара до начала досылания патрона.

 

2.3. Вещественно-полевые ресурсы.

 

case_pistolet_ctechkina_21

 

case_pistolet_ctechkina_19

 

3.1.   Икс-элемент,  абсолютно  не  усложняя  систему  и  не  вызывая  вредных явлений,  устраняет  в  течение  времени  удара  отжатие  выштамповками  загибов магазина  патрона  от  загибов  магазина,  сохраняя  сами  выштамповки  загибов магазина.

 

3.2.  1.  Силы  упругости  стенок  магазина  устраняют  отжатие  выштамповками (загибов магазина)  патрона  от  загибов магазина,  сохраняя  сами  выштамповки загибов магазина.

 

3.2.  2.  Движение  патрона  после  удара  устраняет  отжатие  выштамповками загибов  магазина  патрона  от  загибов,  сохраняя  торможение  патрона  выштамповками магазина.

 

3.3.   Выштамповки  загибов  магазина  в  течение  оперативного  времени должны  быть,  чтобы  тормозить (фиксировать)  патрон  при  инерционном  досылании  и  не  должны  быть,  чтобы  не  отжимать  патроны  вниз  во  время  удара  затвора в крайнем заднем положении.

 

5.3.  Физическое  противоречие  разрешается  разделением  противоречивых свойств во времени. Выштамповок  загибов  магазина  не  должно  быть  во  время  удара  затвора, чтобы  не  утапливать  патрон  вниз  и  они  должны  быть  после  удара,  чтобы фиксировать  верхний  патрон,  предотвращая  инерционное  досылание.  Такое  решение  предполагает  наличие  подвижных  выштамповок  загибов магазина,  т.е.  надо  вводить  какой-нибудь  механизм,  приводящий  их  в  движение.  Однако,  используя  внутрисистемный  ресурс -  поле  скорости  патрона  при  инерционном досылании,  можно  реализовать  разделение  противоречивых  свойств  во  времени  с  помощью  разделения  противоречивых  свойств  в  пространстве.  Для  этого необходимо  сместить  выштамповки  загибов магазина  вперед  относительно магазина (Рис. 70. а).

 

case_pistolet_ctechkina_20

 

В  этом  случае  при  ударе  затвора  в  крайнем  заднем  положении  патрон  по инерции  движется  вперед  относительно  магазина,  при  этом  пружина  магазина поджимает  его  к  загибам  и  подтормаживает  его  движение. Когда  проточка магазина  совместится  с  выштамповками  загибов,  пружина  приподнимает  патрон вверх, и он фиксируется. При подходе к патрону, затвор за счет своей большой кинетической энергии срывает патрон с выштамповок и досылает его.

 

Интересно  отметить  и  побочный  положительный  эффект,  возникающий при  такой  конструкции  загибов  магазина.  Патрон,  зафиксированный  на  выштамповках  загибов,  стоит  под  углом  к  оси  канала  ствола  более  благоприятным для досылания (Рис. 70. б).

 

case_pistolet_ctechkina_22

 

Заключение

 

1.  На  примере  отработки  пистолета  АПС  показана  возможность  решения технических  задач,  возникающих  при  проектировании  стрелково-пушечного вооружения с помощью методологии ТРИЗ.

 

2.  Методология  ТРИЗ  позволяет  получать  набор  решений,  некоторые  из которых могут  быть  использованы  не  только  при  проектировании конкретного образца  стрелково-пушечного  вооружения,  но  и  составить  фонд  технических решений,  применение  которых  целесообразно  и  в технических  системах  других классов.

 

case_pistolet_ctechkina_23

 

Для кого:  Инженер

Тип решаемой задачи:  Физика,Техника

Добавить в блокнотБлижайшие мероприятия
(Голосов: 0, Рейтинг: 0)



Добавить комментарий:

Комментарии:

Для кого:  Инженер

Тип решаемой задачи:  Физика,Техника

Добавить в блокнотБлижайшие мероприятия
(Голосов: 0, Рейтинг: 0)



Добавить комментарий:

Комментарии: