Ağır silahlardaki hidropnömatik geri tepme mekanizmasının modellenmesi ve analizi

Bu çalışmada hidropnömatik geri tepme mekanizmasına sahip ağır silahların geri tepme hareketi modellenmiştir. Çalışmanın öncelikli amacı silah sistemlerindeki geri tepen parçaların hareket denklemini elde etmektir. Bu amaç doğrultusunda, geri tepen parçalara etki eden kuvvetler belirlenmiş ve her bir kuvvetin etkileri incelenmiştir. Silahın ateşlenmesi ile namlu içerisinde oluşan yüksek basıncın neden olduğu geri tepme kuvveti, merminin namluyu terk etmesine kadar geçen süre boyunca LeDuc denklemlerinin yardımı ile hesaplanmış ve hesaplanan değerler literatürden ve MKEK'den alınan deneysel çalışmalarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Ayrıca merminin namlu içerisindeki hızı modelden hesaplanmış ve testlerden elde edilen verilerle kıyaslanmıştır. Mermi namluyu terk ettikten sonra namlu içerisinde kalan gazların boşaltımı sırasında oluşan geri tepme kuvveti de hesaplanmış ve toplam geri tepme kuvveti elde edilmiştir. Bu kuvvetin neden olduğu geri tepme hareketi, geri tepme mekanizmasındaki hidrolik fren ve reküperatör kuvveti ile sürtünme sayesinde durdurulmaktadır. Geri tepme kuvveti ile net durdurucu kuvvetin belirlenmesinden sonra elde edilen hareket denklemi MATLAB programında çözülmüştür. Geri tepen parçaların hız ve ivme değerleri ile geri tepme mesafesi hesaplanmış ve atış açısı, geri tepen parçaların ağırlığı, orifis boşaltım katsayısı, namlu ağız baskısı frenleme faktörü gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. Yapılan karşılaştırmalar, model sonuçları ile test atışlarından elde edilen verilerin uyumlu olduğunu ve aradaki farkın yüzde üçten az olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, maksimum geri tepme mesafesi ile maksimum geri tepme hızı ve ivmesi değerlerinin; atış açısı ve orifis boşaltım katsayısı arttıkça arttığını ortaya koymuştur. Orifis boşaltım katsayısı yüzde 20 arttığında, maksimum geri tepme mesafesi 1109 mm'den 1220 mm'ye, maksimum geri tepme hızı 45.2 m/s'den 49.7 m/s'ye maksimum geri tepme ivmesi 21.6 m/s2'den 23.7 m/s2'ye artmaktadır. Bu çalışmada ayrıca, maksimum geri tepme mesafesi ile maksimum geri tepme hızı ve ivmesi değerlerinin; geri tepen ağırlık ve namlu ağız baskısı frenleme faktörü arttıkça azaldığını göstermiştir. Geri tepen ağırlık yüzde 20 arttırıldığında, maksimum geri tepme mesafesi 1109 mm'den 921 mm'ye, maksimum geri tepme hızı 45.2 m/s'den 37.5 m/s'ye maksimum geri tepme ivmesi 21.6 m/s2'den 17.9 m/s2'ye azalmaktadır. Namlu ağız baskısı frenleme faktörü 1'den 1.5'e arttığında ise; maksimum geri tepme mesafesi 1109 mm'den 1075 mm'ye, maksimum geri tepme hızı 45.2 m/s'den 43.8 m/s'ye azalmaktadır.