Numerical Parametric Analysis of PW INKA Pistol

• Autorzy: Badurowicz Przemysław , Kupidura Przemysław , Fikus Bartosz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.6670

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza parametryczna pistoletu PW INKA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the results of the parametric analysis obtained using the multibody systems. Numerical analysis allows checking different variants of the weapon without the need of building a lot of experimental models. As a part of the analysis, the impact of the slide mass, the recoil spring stiffness, the friction coefficients, the propellant gas pressure, and the force of bullet engraving the barrel on the kinematic characteristics of the weapon were checked. The extreme values of the slide mass and the recoil spring stiffness were selected, after crossing them, the correct operation of the weapon would not be possible. The operation of the pistol was checked for its multiple variants, taking into account its lubrication, lack of lubrication, and lack of friction by appropriate selection of the friction coefficients. The propellant gas pressure variants were selected to reflect the pressure in the barrel during shoot using ammunition manufactured according to different standards and of different quality. The models, taking into account the force of bullet engraving the barrel and those ignoring such force, were developed to check their impact on the kinematic characteristics of a short recoil operated weapon.

PL

W artykule opisano wyniki analizy parametrycznej wykonanej z użyciem metody układów wieloczłonowych. Analiza numeryczna pozwala na sprawdzenie różnych wariantów broni bez potrzeby budowania wielu modeli doświadczalnych. W ramach analizy sprawdzono wpływ masy zamka, sztywności sprężyny powrotnej, współczynników tarcia, ciśnienia gazów prochowych oraz oporów przetłaczania pocisku w lufie na charakterystyki kinematyczne broni. Dobrano skrajne wartości masy zamka oraz sztywności sprężyny powrotnej, po przekroczeniu, których poprawna praca automatyki broni nie była by możliwa. Sprawdzono pracę pistoletu dla różnych jego wariantów, uwzględniając jego nasmarowanie, brak smarowania oraz brak tarcia poprzez odpowiedni dobór współczynników tarcia. Warianty ciśnienia gazów prochowych dobrano tak, aby odwzorować ciśnienia w lufie panujące podczas strzelań z użyciem amunicji wyprodukowanej według różnych standardów oraz różnej jakości. Opracowano modele uwzględniające opory przetłaczania pocisku przez przewód lufy oraz pomijający te siły, aby sprawdzić jaki wpływ mają one na charakterystyki kinematyczne broni działającej na zasadzie krótkiego odrzutu lufy.

Słowa kluczowe

EN

mechanics; weapon design; parametric analysis; multibody systems; short recoil operation

PL

mechanika; konstrukcja broni; analiza parametryczna; metoda układów wieloczłonowych; krótki odrzut lufy

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 2 (52)
• Strony: 35--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Badurowicz Przemysław

• Military Institute of Armament Technology, 7 Prymasa Stefana Wyszyńskiego Str., Zielonka, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6110-0035

autor

Kupidura Przemysław

• Military University of Technology, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Fikus Bartosz

• Military University of Technology, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Gacek, Józef, and Małgorzata Pac. 2014. “Theoretical and Experimental Research of Selected Gas Port Parameters Influence on Ballistic and Kinematic Characteristics of Gas Operated Weapon” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 5 (4) : 101-114.
• [2] Kijewski, Jacek, and Grzegorz Leśnik. 2010. “Experimental and Theoretical Research of Gas Port Diameters Influence on Slide Velocity of Gas Operated Weapon” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 1 (1) : 55-68.
• [3] Kijewski, Jacek, and Grzegorz Leśnik. 2018. “Results of studies on dependence between the functioning of gas operated gun mechanisms and diameter of adjusting hole” (in Polish). Issues of Armament Technology 145 (1) : 105-116.
• [4] Leśnik, Grzegorz, and Stanisław Torecki. 2011. “Experimental and theoretical research of gas chamber volume influence on slide velocity of gas operated weapon” (in Polish). Issues of Armament Technology 40 (119) : 91-98.
• [5] Gacek, Józef, and Grzegorz Leśnik. 2015. “Tests of Influence of Selected Gas Operated Weapon’s Action Parameters on its Ballistic and Kinematic Characteristics Part I - Examples of the Results of Theoretical Research” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 6 (4) : 41-54.
• [6] Woźniak, Ryszard, Paweł Płatek, Jerzy Małachowski, and Krzysztof Damaziak. 2011. “Mass-interia properties sensitivity study of slide in terms of standard assault rifle dynamic analysis” (in Polish). Mechanik 7 : 935-942.
• [7] Woźniak, Ryszard, Paweł Płatek, Jerzy Małachowski and Krzysztof Damaziak. 2011. “Stiffness parameter sensitivity study of recoil spring of standard assault rifle dynamic analysis” (in Polish). Mechanik 7 : 943-950.
• [8] Kijewski, Jacek, Grzegorz Leśnik, and Małgorzata Pac. 2014. “Theoretical and Experimental Tests of Influence of Recoil Springs Stiffness on Slide Velocity of Gas-Operated Weapon” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 5 (3) : 107-118.
• [9] Surma, Zbigniew, Łukasz Szmit, Stanisław Torecki, and Ryszard Woźniak. 2011. “Chosen Results of the Simulations of Gas Operated Carbine Constructional Parameters Influence on the Recoil and the Jump of the Weapon” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 2 (2) : 73-84.
• [10] Badurowicz, Przemysław, Andrzej Wróblewski, Przemysław Kupidura, and Bartosz Fikus. 2021. “Impact of ballistic parameters of used ammunition on stress distribution on the parts of the short recoil operated weapon”. Journal of Physics: Conference Series 2090 : 012071-1-8.
• [11] Badurowicz, Przemysław, Przemysław Kupidura, Wiesław Stępniak, and Bartosz Fikus. 2021. “Theoretical and Experimental Research of Selected Gas Port Parameters Influence on Ballistic and Kinematic Characteristics of Gas Operated Weapon” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 12 (1) : 101-114.
• [12] Badurowicz, Przemysław, Przemysław Kupidura, and Bartosz Fikus. 2022. “Numerical and experimental investigations of short recoil operated weapon and impact of construction characteristics on its operation cycle”. Defence Science Journal 72 (3) : 326-333.
• [13] Frączek, Janusz, and Marek Wojtyra. 2008. Kinematics of multibody systems. Computational methods (in Polish). Poland, Warsaw: Scientific and Technical Publishers.
• [14] Giesbers, Jochem. 2012. Contact mechanics in MSC Adams. A technical evaluation of the contact models in multibody dynamics software MSC Adams. University of Twente.
• [15] Fischer, Ulrich and others (7). 2008. Mechanical Handbook (in Polish), Poland, Warsaw: REA : 41.
• [16] Bańkowski, Zdzisław and others (24). 1985. Small mechanics magazine (in Polish). Poland, Warsaw: Scientific and Technical Publishers : 224.
• [17] Fuller, Dudley. Coefficient of Friction, Columbia University.
• [18] Fikus Bartosz, Paweł Płatek, Zbigniew Surma, Marcin Sarzyński and Radosław Trębiński. 2019. Preliminary numerical and experimental investigations of 9 mm pistol bullet and barrel interaction. In Proceedings of the 31st International Symposium on Ballistics 340-355. 4-8 November 2019. Hydebarad, India.
• [19] Kowalczyk, Andrzej, Wiesław Stępniak, and Stanisław Kaczmarski. 2000. “Experimental and analytical method of determining the resistance of a bullet engraving into the barrel” (in Polish). Issues of Armament Technology 29 (75) : 73-87.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).