DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2025.23.3
УДК 623.482
О. М. Крюков, д-р техн. наук, проф. https://orcid.org/0000-0003-4194-6081
Г. В. Сілін https://orcid.org/0009-0008-2059-3962
Національна академія Національної гвардії України, м. Харків, Україна
Дослідження та математичне моделювання дефектів каналів стволів: раковина, тріщина, роздуття
Проведено аналіз сучасного стану технічного діагностування каналів стволів вогнепальної зброї в Україні. Визначено, що для технічного діагностування каналів стволів вогнепальної зброї збройні формування України переважно використовують механічні та оптичні засоби вимірювання. До недоліків зазначених засобів технічного діагностування відносяться їх обмежені можливості з оперативного та достовірного визначення технічного стану стволів в польових умовах. Відзначено шлях подолання таких обмежень, який полягає в застосування перспективного діагностичного комплексу на базі лазерного тріангуляційного засобу вимірювання геометричних характеристик каналу ствола. Показано, що незважаючи на наявні підходи до побудови вимірювального каналу такого засобу вимірювання, невирішеною залишається проблема відсутності наукових основ створення обчислювального компоненту діагностичного комплексу, який мав би забезпечити автоматизований пошук пошкоджених ділянок каналу ствола та ідентифікацію наявних дефектів.
В роботі проведено дослідження таких дефектів каналу ствола, як тріщина, раковина та роздуття. Встановлено, що ці дефекти мають характерні геометричні ознаки, які доцільно описувати алгебраїчними рівняннями поверхонь у декартовій системі координат. Виконано математичне моделювання дефектів каналу ствола. Модель кожного з дефектів складено з поверхонь, які відповідають пошкодженій та непошкодженій ділянкам, що мають спільну межу. Формалізовано поняття основи, контуру і осей моделі, розмірів дефекту. Для забезпечення плавності переходу між пошкодженою та непошкодженою ділянками використано косинус-функцію (раковина, роздуття) та модуль аргументу (тріщина), що дозволяє точно відтворити геометрію пошкодження. Для підтвердження відповідності запропонованих математичних моделей дефектів каналу ствола типовим реальним дефектам проведено їх тривимірну візуалізацію.
Ключові слова: канал ствола, технічне діагностування, дефект каналу ствола, математична модель, раковина, тріщина, роздуття.
Список бібліографічних посилань
1.Крюков О. М., Мельніков Р. С., Музичук В. А. Метод діагностування технічного стану каналів стволів та боєприпасів на основі ідентифікації характеристик балістичних елементів пострілу. Збірник наукових праць Національної академії Національної гвардії України. Харків : НА НГУ, 2018. Вип. 2 (32). С. 5‒11. DOI: https://doi.org/10.33405/2409-7470/2018/2/32/155166
2.Крюков О. М., Флорін О. П. Основи метрологічного забезпечення : навч. посіб. Харків : ХНАДУ, 2010. 208 с.
3.Крюков О. М., Мігура О.О. Метод технічного діагностування каналів стволів вогнепальної зброї на основі визначення їх геометричних характеристик. Честь і закон. Харків: НА НГУ 2023. №3 (86) С. 101-109. DOI: 10.33405/2078-7480/2023/3/86/287124.
4.ДСТУ 2681:1994. Метрологія. Терміни та визначення. [Чинний від 01.01.1995]. Київ, 1994.с.
5.Клепко В. Ю., Голець В. Л. Вища математика в прикладах і задачах: Навчальний посібник. 2-е видання. Київ: Центр учбової літератури, 2009. 594 с.
6.Крюков О. М., Мельніков Р. С. Математичне моделювання процесу пострілу для експлуатаційного діагностування стирання внутрішньої поверхні каналу ствола під час виконання завдань забезпечення державної безпеки. Честь і закон. Харків: НА НГУ 2021. №1 (76) С. 46-57. DOI: https://doi.org/10.33405/2078-7480/2021/1/76/229507
7.Крюков О. М., Мельніков Р. С. Математичне моделювання процесу пострілу з урахуванням роздуття каналу ствола вогнепальної зброї як засіб впливу на ефективність виконання службово-бойових завдань силами безпеки. Честь і закон. Харків: НА НГУ 2020. №2 (73) С. 61-73. DOI: https://doi.org/10.33405/2078-7480/2020/2/73/207146
8.R., Sadique M., Ramamoorthy B. Detection and classification of surface defects of gun barrels using computer vision and machine learning. Measurement. 2015. Vol. 60. P. 222–230. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2014.10.009
9.Литвин О. М., Славік О. В. Математичне моделювання поверхонь операторами інтерстріпації. Інформаційні системи та технології ІСТ-2020 : матеріали 9-ї Міжнар. наук.-техн. конф. (17–20 листоп. 2020 р.) . Харків : ХНУРЕ, 2020. С. 52–55.
10. Evaluation of cannon tubes. Technical manual 22 February 2005. Army TM 9-1000-202-14. Washington. P. 164: веб-сайт. URL: https://www.scribd.com/doc/252584622/TM-9-1000-202-14 (дата звернення 12.03.2025).
11. Габрусєв Г. В. Конспект лекцій із вищої математики (частина 2: векторна алгебра). Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2014. 39 с.
References
1. Kriukov, O. M., Melnikov, R. S., Muzychuk, V. A. (2018). Metod diahnostuvannia tekhnichnoho stanu kanaliv stvoliv ta boieprypasiv na osnovi identyfikatsii kharakterystyk balistychnykh elementiv postrilu [Method of diagnosing the technical condition of the barrels and ammunition on the basis of the identification characteristics of the ballistic elements of the shot]. Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoi akademii Natsionalnoi hvardii Ukrainy. Kharkiv: NA NGU. 2 (32). 5‒11 DOI: https://doi.org/10.33405/2409-7470/2018/2/32/155166 [in Ukrainian].
2. Kriukov, O. M., Florin, O. P. (2010). Osnovy metrolohichnoho zabezpechennia [Basics of metrological support]. Kharkiv : KhNADU [in Ukrainian].
3. Kriukov, O. M., Mihura, O. O. (2023). Metod tekhnichnoho diahnostuvannia kanaliv stvoliv vohnepalnoi zbroi na osnovi vyznachennia ikh heometrychnykh kharakterystyk [Method of technical diagnosing of the bores of firearms based on the determination of their geometric characteristics]. Chest i zakon, no. 3 (86), pp. 101‒109. DOI: https://doi.org/10.33405/2078-7480/2023/3/86/287124 [in Ukrainian].
4. Metrolohiia. Terminy ta vyznachennia [Metrology. Terms and definitions.] (1994). DSTU 2681:1994. From 01.01.1995. Kyiv: Derzhstandart Ukrainy [in Ukrainian].
5. Klepko, V. Y., Holets, V. L. (2009) Vyshcha matematyka v prykladakh i zadachakh: Navchalnyi posibnyk. 2-e vydannia [Higher Mathematics in Examples and Problems: Study guide. 2nd edition]. Kyiv: Tsentr uchbovoi literatury [in Ukrainian].
6. Kriukov, O. M., Melnikov, R. S. (2021). Matematychne modeliuvannia protsesu postrilu dlia ekspluatatsiinoho diahnostuvannia styrannia vnutrishnoi poverkhni kanalu stvola pid chas vykonannia zavdan zabezpechennia derzhavnoi bezpeky [Mathematical modelling of the shot process for operational diagnostics of abrasion of the inner surface of the barrel channel during the performance of state security tasks]. Chest i zakon. Kharkiv: NA NHU 2021. 1 (76). 46-57. DOI: https://doi.org/10.33405/2078-7480/2021/1/76/229507 [in Ukrainian].
7. Kriukov, O. M., Melnikov, R. S. (2020). Matematychne modeliuvannia protsesu postrilu z urakhuvanniam rozduttia kanalu stvola vohnepalnoi zbroi yak zasib vplyvu na efektyvnist vykonannia sluzhbovo-boiovykh zavdan sylamy bezpeky [Mathematical modelling of the shot process taking into account the swelling of the firearm barrel channel as a means of influencing the effectiveness of performing service and combat tasks by security forces.]. Chest i zakon. Kharkiv: NA NHU 2020. 2 (73) 61-73. DOI: https://doi.org/10.33405/2078-7480/2020/2/73/207146 [in Ukrainian].
8. Shanmugamani R., Sadique M., Ramamoorthy B. Detection and classification of surface defects of gun barrels using computer vision and machine learning. Measurement. 2015. Vol. 60. P. 222–230. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2014.10.009 [in English].
9. Lytvyn, O. M., Slavik, O. V. Matematychne modeliuvannia poverkhon operatoramy interstripatsii [Mathematical modelling of surfaces using interstriping operators.]. Informatsiini systemy ta tekhnolohii IST-2020 : materialy 9-yi Mizhnar. nauk.-tekhn. konf. (17–20 lystop. 2020 r.) [Information systems and technologies IST-2020, Proceedings of the 9-th International Technical Conference November 17-20 2020]. (pp. 52-55) Kharkiv. [in Ukrainian].
10. Evaluation of cannon tubes. Technical manual 22 February 2005. Army TM 9-1000-202-14. Washington. P. 164: веб-сайт. URL: https://www.scribd.com/doc/252584622/TM-9-1000-202-14 (accessed 12 March 2025). [in English].
11. Habrusiev, H. V. (2014). Konspekt lektsii iz vyshchoi matematyky (chastyna 2: vektorna alhebra) [Lecture notes on higher mathematics (part 2: vector algebra)]. Ternopil: Vyd-vo TNTU imeni Ivana Puliuia [in Ukrainian].
Стаття надійшла до редакції: 05.05.2025