Modelling and Testing the Dynamic Properties in a Submachine Gun-Man System

• Autorzy: Dziopa Zbigniew J. , Lenarcik Andrzej , Zdeb Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.8818

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i badanie dynamicznych właściwości układu strzelec-pistolet maszynowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work was an attempt at an analysis of the interaction between a firearm and a human, exemplified by a cal. 9 mm submachine gun (SMG), PM-98 GLAUBERYT and a trained, professional shooter - a Police special team operator. The results of the analysis made it possible to develop several guidelines aimed at designing the dynamic performance of SMGs to improve their aiming accuracy. In connection with this work, experimental tests were performed at a firing range, where the process of firearm discharge was recorded using a Phantom slow-motion digital camera. What followed was the analysis of the video record using the Tema dedicated computer software. The SMG’s dynamic performance was adjusted to reduce the hit scatter. Based on the results of the empirical tests at the firing range, physical and mathematical models of the SMG-operator system were formulated. The SMG-operator system was simulated in the Scilab software, which provided time-based variation trends of the kinematic quantities that characterized the movements of individual modelled objects. The variation trends determined included displacement, velocity and acceleration of the SMG, its bolt assembly, and the human operator as a function of time. The results of the theoretical analysis were compared to the empirical test results from the firing range. It was found that in the virtual modelling space, the SMG model had a performance similar to that of its real counterpart. With the theoretical model verified, several performance parameters of the SMG were modified and guidelines were developed that could improve the aim.

PL

W pracy podjęto próbę analizy wzajemnego oddziaływania broni i człowieka na przykładzie 9 mm pistoletu maszynowego PM-98 GLAUBERYT i wyszkolonego, zawodowego strzelca, którym był funkcjonariusz jednostki specjalnej policji. Otrzymane wyniki pozwoliły na opracowanie kilku wytycznych zmierzających do takiego kształtowania charakterystyki dynamicznej pistoletów maszynowych, aby zwiększyć ich celność. W związku z tym przeprowadzono badania eksperymentalne na strzelnicy, rejestrując proces strzelania szybką kamerą cyfrową Phantom. Następnie wykonano analizę zarejestrowanych obrazów, wykorzystując specjalistyczne oprogramowanie Tema. W celu zmniejszenia rozrzutu broni dokonano korekty jej charakterystyki dynamicznej. Na podstawie wyników badań empirycznych sformułowano modele fizyczne i matematyczne układu strzelec-pistolet maszynowy oraz przeprowadzono badania symulacyjne układu w programie Scilab, otrzymując przebiegi zmienności w czasie wielkości kinematyczne charakteryzujące ruch poszczególnych obiektów modelu. Wyznaczone przebiegi zmienności obejmują przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia broni, zamka i człowieka w funkcji czasu. Uzyskane z analizy teoretycznej wyniki porównano z wynikami otrzymanymi z badań empirycznych. Stwierdzono, że w warunkach przestrzeni wirtualnej broń zachowuje się podobnie jak obiekt rzeczywisty. Mając zweryfikowany model teoretyczny dokonano zmiany niektórych parametrów broni i uzyskano wytyczne umożliwiające poprawę jej celności.

Słowa kluczowe

EN

mechanical engineering; submachine gun; shooter; empirical testing; theoretical analysis

PL

inżynieria mechaniczna; pistolet maszynowy; strzelec; badania empiryczne; analiza teoretyczna

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 3 (53)
• Strony: 25--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dziopa Zbigniew J.

• Kielce University of Technology 7 Tysiąclecia Państwa Polskiego Ave., 25-314 Kielce, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9135-6306

autor

Lenarcik Andrzej

• Kielce University of Technology 7 Tysiąclecia Państwa Polskiego Ave., 25-314 Kielce, Poland

autor

Zdeb Krzysztof

• Forensic Laboratory of the Regional Police Headquarters 109 Mogilska Str., 31-571 Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] Dziopa, Zbigniew, and Krzysztof Zdeb. 2017. “Empirical research of human-weapon system”. Technical Transactions 10 (114): 131-139.
• [2] Kijewski, Jacek, and Łukasz Szmit. 2014. „Theoretical and Experimental Studies at the Weapon’s Jump of the Automatic Small Arms” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 5 (4): 83-100.
• [3] Kijewski, Jacek, and Łukasz Szmit. 2013. „Theoretical and Experimental Studies at the Recoil of the Automatic Firearms” (in Polish). Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 4 (3): 49-66.
• [4] Dziopa, Zbigniew, and Krzysztof Zdeb. 2019. „Analysis of the scatter of bullets fired from Glauberyt submachine gun” Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 10 (1): 121-134.
• [5] Dziopa, Zbigniew, Krzysztof Zdeb. 2016. „Model teoretyczny układu człowiek-broń”. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej. LVII (2): 53-64.
• [6] Dziopa, Zbigniew, and Krzysztof Zdeb. 2017. “Effect of the Man-Weapon Kinematic System on the Trajectory of a Projectile Fired from a Machine Pistol”. Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 8 (1) (27): 101-114.
• [7] Fikus, Bartosz. 2018. Opracowanie i walidacja modelu broni działającej na zasadzie odrzutu zamka swobodnego. Rozprawa doktorska. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna.
• [8] Ejsmont, A. Jerzy. 2012. Celność broni strzeleckiej. Praktyczny poradnik. Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.
• [9] Taraszewski, Michał. 2018. Analiza wpływu interakcji broń-strzelec na celność broni. Rozprawa doktorska. Warszawa: Politechnika Warszawska.
• [10] Ewertowski, Janusz., and Robert Piekarski. 2016. “The impact of selected sorts of rifles on shooter - comparative analysis” (in Polish). Problemy Techniki Uzbrojenia 138 (2): 73-86.
• [11] Ewertowski, Janusz. 2007. „Analiza siły oddziaływania broni ramiennej na strzelca w czasie strzału”. Biuletyn WAT .LVI (1): 207-221.
• [12] Kijewski, Jacek, and Grzegorz Leśnik. 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.

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).