Расчет газоблока: Онлайн калькулятор расчета количества газобетонных блоков

Содержание

Онлайн калькулятор газоблоков для строительства дома

Калькулятор позволит вам за несколько секунд рассчитать необходимое количество газоблока и получить ориентировочное представление о цене необходимого объема материала для строительства дома.

Исходные данные расчета газоблока

Для внешних и несущих стен укажите высоту и их суммарный периметр в метрах. При учете стен с фронтонами или с разными высотными отметками — укажите среднее значение высоты стен. Для понимания общего количества материала, такое усреднение вполне допустимо. Также необходимо просуммировать площади дверных и оконных проемов в стенах и записать полученное значение в соответствующую графу. Не забудьте выбрать размеры блока из выпадающего списка меню. Блоки 625 мм х 250 мм доступны шириной 400; 300; 250; 200 и 150 мм для наружных стен и 125; 100 и 75 мм для внутренних.

Аналогичные действия по заполнению граф предстоит повторить и для ненесущих стен — перегородок: записываем в калькулятор газобетонных блоков их высоту и сумму длин всех внутренних стен.

Выбираем типоразмер блока.

Результаты расчета

Калькулятор газоблока для строительства дома покажет вам объем блоков для возведения внешних стен в кубических метрах и их количество в штуках. Имейте в виду, что для строительства вам также необходимы сопутствующие товары: клей, строительные смеси, инструменты для кладки из газобетона и т. д. Точную цену после расчета газоблоков вы можете уточнить у наших консультантов. Для этого Впишите в форму справа от расчета ваше имя, номер телефона и эл. почту и нажмите кнопку «отправить». В течение нескольких минут мы перезвоним вам и ответим на все вопросы по строительству из газоблока и по ассортименту нашей продукции.

Узнайте цену Ваших блоков:

Расчет внешних и несущих стен
Расчет показателя стеновые блоки:

Количество блоков:

Расчет перегородочных стен
Расчет показателя стеновые блоки:
Количество блоков:

Сообщение отправлено!Вам перезвонят в ближайшее время.

Сколько газоблока в 1 квадратном метре: расчет газоблоков для кладки

Для строительства дома из газобетонных блоков нужно знать, сколько газоблока в 1 м² кладки. Это нужно, чтобы купить нужное количество поддонов и знать, во сколько обойдется стройка. Выполнить расчет газоблока на кв. м можно несколькими способами, даже не имея специальных инженерных программ.

Для проведения расчета по количеству газобетонных блоков в 1 кв.метре кладки нужны исходные данные:

  • высота стен по углам — для дома составляет, как правило, 3 метра, для хозпостроек — 2.5 метра;
  • размеры газобетонных блоков — зависят от того, какой материал будет использоваться;
  • толщина стен (кладки) — 1/2 блока, 1-, 1.5 или в 2 блока.
  • толщина кладочных швов — зависит от того, на что будут класться блоки — на клей или раствор.

Для упрощения расчета предположим, что кладка будет выполняться на клей, а толщина швов составит 2 мм. Если будет использоваться цементно-песчаный раствор с толщиной шва 10 мм, то узнать сколько газоблока в 1 м² кладки можно, применив этот же расчет, но уменьшив полученное количество блоков на 6%. При толщине ЦПС 15 мм — количество блоков следует уменьшить на 9%, при 20 мм — 11%.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Обратите внимание, что уменьшая расход газобетона за счет утолщения кладочных швов, сэкономить не получится. Швы — это мосты холода, и чем больше их площадь, тем больше тепла будет уходить от стен дом. Чтобы снизить теплопотери потребуется эффективное утепление, итоговая стоимость которого обойдется дороже, чем покупка клея для тонкошовной кладки.

Газобетонные блоки имеют стандартные размеры, которые установлены ГОСТ 31360—2007. Различают два основных вида газоблоков: стандартные и U-образные.

Изделия с поперечным сечением прямоугольной формы с толщиной, которая незначительно меньше его ширины.

Длина, мм Высота, мм
Толщина, мм
600
625
200
250
200
250
300
350
375
400
500

ГОСТ 31360—2007 допускает незначительные отклонения от указанных размеров для газоблоков 1-ой категории: по длине — плюс/минус 3 мм, по ширине — плюс/минус 2 мм, по высоте — плюс/минус 1 мм. Выполняя расчет, сколько газоблока в 1 м² кладки, эти допуски учитывать не нужно.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Для строительства дома наиболее часто используют материалы размером 600х200х300 и 600х200х200. Именно для них важно знать, сколько газоблоков в квадратном метре.

Изделия с выемкой на поверхности, которая проходит параллельно длине. Выемка используется для монтажа коммуникаций, мауэрлата, теплоизоляционных материалов.

Длина, мм Высота, мм Толщина, мм
600
625
250 250
300
375
500

Сколько в 1 квадратном метре газобетонных блоков U-формы? Расчет проводится аналогично, как и для стандартных прямоугольных материалов.

Расчет газоблока на кв. м выполняется следующими способами:

  1. По чертежу. Чертится стена 100 на 100 см с учетом размеров газоблочных элементов и типа кладки. Затем считается, сколько газоблоков в квадратном метре. Это самый простой метод, который требует только наличия калькулятора, ручки и листа бумаги.
    Для получения максимально точного количества материала не выходите за рамки 1 м², считайте половины блоков, если того требуют размеры на чертеже.
  2. Онлайн-калькулятор. В сети можно найти инженерные калькулятора, который помогут быстро посчитать, сколько в квадратном метре газоблока 600х300х200 и других размеров.
  3. С помощью таблицы, которую составили инженеры-проектировщики. В таблицах учитывается размер штучных материалов и тип кладки. Это самый простой и точный способ расчета, позволяющий за считанные секунды узнать, сколько газобетонных блоков в квадратном метре.
Газобетон 600х300х200 мм
Тип кладки в блок Кол-во в 1м² Толщина стены
½ 2 200
1 7 400
1. 5 14 600
2 22 800

В таблице представлен расчет газоблока D400 на кв. м, который укладывается на клей с толщиной слоя 2 мм. Не учитывается утолщение стены за счет кладочного шва. Чтобы определить точный показатель толщины нужно к указанному числу прибавить толщину кладочного шва.

Газобетон 600х200х200 мм
Тип кладки в блок Кол-во в 1м² Толщина стены
½ 2 200
1 10 400
1.5 21 600
2 33 800

Расчет в таблице – для газобетонных блоков D400, которые наиболее часто используются для кладки стен в Московской области.

Продажа газоблоков с расчетом квадратуры, как правило, не осуществляется. Купить газобетон можно поштучно или поддонами. Сколько газоблоков размещается на поддоне, зависит от их размера.

Количество газобетона на стандартном поддоне:

  • 600х300х200 — 50 шт или 1.8 м³;
  • 600х200х200 — 75 шт или 1.68 м³.

Зная площадь кладки (длина х высоту стен) и сколько газобетонных блоков в 1 квадратном метре, можно легко рассчитать нужное количество поддонов. Для расчета стоимости газоблока для стройки следует цену 1 поддона умножить на их количество.

Задача:

рассчитать, количество газобетона с расчетом квадратуры, а также сколько поддонов нужно для кладки 100 м² стены. Для строительства используются газоблок 600х300х200 мм, тип кладки — в 1.5 блока.

  1. Используя таблицу, определяем, сколько в квадратном метре газоблока 600х300х200 штук — 14 шт.
  2. Определяем количество блоков на 100 кв.м — 140 шт.
  3. Рассчитываем требуемое количество поддонов, учитывая, сколько блоков в одном поддоне — 2 поддона + 40 штук. Зная стоимость поддона можно посчитать затраты на возведение несущих стен и межкомнатных перегородок.

Используя алгоритм можно легко посчитать, сколько газобетонных блоков нужно для кладки определенной квадратуры. К полученным данным рекомендуется прибавить +5% на технологические потери.

Таким образом, можно точно посчитать, сколько нужно газобетона и в какую сумму обойдется строительства. При расчете квадратуры не забывайте учитывать проемы под окна и двери.

Как рассчитать количество газоблоков? | ПЕРМТРАНСЖЕЛЕЗОБЕТОН

Часто назревает вопрос: сколько же газоблоков необходимо для возведения дома? Как высчитать их количество? Казалось бы, ответ простой: зная проект будущего дома, высоту стен, размер блока, мы можем просчитать нужное  число газобетонных блоков. Для этого нужно поделить объём стен на объем одного блока. Но не всё так просто! Посчитанная площадь не учитывает дверные и оконные проемы, перегородки, фронтоны. Итак, давайте с вами попробуем разобраться более подробно и определить, сколько нужно газобетона для строительства дома.

На что нужно обратить внимание?

Для точных расчетов, нам с вами нужно знать следующие показатели:

  • Высота постройки.
  • Способ крепления блоков между собой. При использовании специального клея, подгонка между блоками происходит практически вплотную, применяя цементный шов, нужно учитывать его размеры 6-8мм.
  • Периметр наружных стен.
  • Протяжность внутренних перегородок.
  • Толщина стен.
  • Площадь оконных и дверных проемов.
  • Размеры применяемого для строительства газобетона.

Особенности расчета

Объем требуемого материала рассчитывается в следующем виде с добавлением 5 % на бой, брак и подрезание:

V = (L х H-Sпр) х В, где:

  • V- объем газобетона;
  • L — общая протяженность стен;
  • H- высота;
  • Sпр-общая площадь всех проемов;
  • В-толщина.

Давайте разберем на примере вашего будущего дома  размером 5 х 3м, высотой 3м. Сначала нам нужно определить периметр постройки: (5+3)х2= 16м.

Далее площадь стен с наружной стороны: 16х3= 48м.

В вашем здании, также предусмотрены:
2 окна — (1 х 1) х 2 = 2 м;
1 дверь — 2 х 1 = 2 м;
итого — 4 м.

Общая площадь за минусом проемов будет ровна 48-4= 44 кв.м.

Толщину блока нужно выбирать соответственно проектным данным, мы выберем блок D500 — 600х300х200. Чтобы рассчитать количество газобетонных блоков в кубометрах, надо площадь умножить на толщину газобетонного блока. 300мм переводим в метры для удобства расчета. 44 х 0,30=13,2 куб.м.

С учетом запаса 5% на подрезку, получится 13,86 куб.м. или 10 поддонов.

Но у нас есть и второй, более легкий вариант подсчет блоков! Узнав точные параметры объекта строительства и тип газобетонных блоков, наш калькулятор рассчитает требуемое количество блоков: https://www.ptgb. ru/kalkulyator-gazobetona-avtoklavnogo-tverdeniya/. Но если вы бережете свое время, то можете с легкостью отправить заявку нам и наши специалисты максимально точно рассчитают число газоблоков за вас.  

Калькулятор газосиликатных, газобетонных блоков — расчёт газоблоков онлайн

Для определения количества стройматериалов, которые потребуются при постройке стен помещений, удобно использовать Онлайн калькулятор газосиликатных блоков.

Результат расчета будет зависеть от фронтальных размеров постройки, отверстий для дверей и окон. Дополнительно к этому в расчёт газосиликатных блоков будут входить материалы, которые используются при строительстве, например. Для того, чтобы расчет был правильным, особое внимание стоит уделить правильному выбору единиц измерения. Поэтому при внесении данных нужно быть крайне собранным и осторожным.

Так как газобетонные блоки — это один из вариантов ячеистого бетона, весь объем которого заполнен воздушными порами, их качество зависит от того, насколько равномерно распределились поры. Поэтому хорошие и качественные газобетоны очень востребованы.

Создание газобетона в заводских условиях — довольно сложный процесс. Ведь в его состав входит не только цемент и песок, количество таких добавок, как вода, алюминиевая пудра и известь может колебаться, но обязательно нужно рассчитать газоблоки с самой высокой точностью. При изготовлении все вещества, входящие в состав, смешиваются, получившаяся смесь заливается в формы, а с помощью выделения газов объем данной смеси увеличивается.

Для равномерности распределения пор по всему объему бетона используется техника твердения бетона под давлением, создаваемым автоклавными камерами, без которых качественный газобетон создать нереально. После обретения смесью нужной прочности, полученный массив разрезают на блоки с теми параметрами, которые требуются. Затем определяют, сколько нужно газобетонных блоков.

Все виды блоков делятся по плотности, поэтому газобетонные не являются исключением. Есть несколько классификаций газобетона, которые зависят от его плотности:

  1. Газобетоны, которые используют для возведения несущих стен — их название конструкционные. Так как несущие стены — главные стены любой постройки, они должны выполнять функцию защиты от внешней среды, от плохих погодных условий и т. д. Поэтому выбрать газобетоны в этом случае будет лучшим решением.
  2. Газобетоны, использующиеся для выстраивания самонесущих стен — это теплоизоляционные газобетоны. Самонесущие стены, подобно несущим, играют роль опоры всей постройки, поэтому они должны быть отличного качества, что и обеспечивают газобетонные блоки.
  3. Газобетоны, использующиеся для строительства несущих стен в небольших по этажности постройках, — конструкционно-теплоизоляционные газобетоны.

Газобетонные блоки имеют массу положительных черт: небольшая масса, отличные теплоизоляционные свойства, лёгкость обработки, а также экологичность, что в наше время должно оставаться актуально; и это еще не все. Так как газобетоны являются негорючим материалом, постройки, сделанные из него, будут защищены и от пожара. Таким образом, можно сказать, что газобетон полон положительных моментов и преимуществ. Можно сделать вывод, что не странным является и тот факт, что газобетонные блоки безумно популярны и востребованы. Свою популярность они набирают и сейчас. При этом важно правильно посчитать газоблоки.

Но стоит отметить тот факт, что, как и любой другой материал, газобетоны требуют к себе особого подхода и соблюдения правил. И только тогда, когда соблюдены все правила, а именно: защита от внешней среды, в особенности в дни плохих погодных условий, хорошая гидро- и пароизоляция, а еще правильное определение оптимальной толщины стены, газобетон будет обеспечивать хорошую и даже отличную теплоизоляцию.

Также следует подчеркнуть то, что для того, чтобы не тратить деньги за лишний материал, перед покупкой газобетонов, следует сделать точный расчёт, насколько это возможно, и определить число необходимых блоков, в чём помогает калькулятор газобетонных блоков.

Калькулятор газобетонных блоков (газоблоков) для строительства дома | Расчет газобетона онлайн

Калькулятор газобетонных блоков (газоблоков) для строительства дома | Расчет газобетона онлайн — завод «ЭКО» в Москве

Блок для внутренних стен (перегородочный блок)

Убрать из расчетов
  • Плотность D400 D500 D600

    Единственный доступный параметр

  • Ширина 50 75 100 125 150 80

    Единственный доступный параметр

  • Высота 250

    Единственный доступный параметр

  • Длина 600

    Единственный доступный параметр

Проёмы межкомнатных дверей

Рассчитать

Внимание! Проверьте правильность введенных параметров газоблока для внутренних стен.

Итого:

Добавить в корзину

Ваша заявка отправлена

Скоро мы с вами свяжемся.

Расчет газоблоков: формула и онлайн-калькулятор

На чтение 6 мин Просмотров 1.2к.

Газоблоки можно назвать самым распространенным строительным материалом на сегодняшний день. Он используется при возведении стен, колон, несущих и перегородочных конструкций, обладает высокими эксплуатационными качествами, и при всем этом имеет относительно небольшую стоимость.

Для того чтобы строительные работы проходили без задержек, а по их окончанию не оказалось много лишнего строительного материала, что говорит о нецелесообразной трате средств, следует проводить расчет газоблока. Это делается при использовании самых различных формул и специальных программ.

Для чего необходимо производить расчет газоблоков?

При создании проекта дома или другого сооружения достаточно важно указать количество блоков или их общий объем, необходимый для проведения строительных работ.

Это связано со следующими моментами:

  1. Рассчитывается стоимость всего проекта. Для того чтобы планировать бюджет на проведение работ по строительству следует знать то, какова конечная стоимость проекта. Сначала проводится выбор материала и расчет его необходимого количества, после чего уточняется цена. Результатам станет приблизительный размер предстоящих затрат, касающихся материалов.
  2. При одновременном приобретении всего необходимого объема материала можно сэкономить на его доставке. Несмотря на то, что газоблоки имеют меньший вес, чем стандартный кирпич, большой его объем можно перевезти только при заказе грузового автомобиля. Если окажется, что нужно было больше материала, то придется снова заказывать транспорт.
  3. При оптовой покупке некоторые продавцы предоставляют скидку.

Кроме этого на момент возведения коробки, несущих конструкций многие строители стараются избежать ситуации, когда работа останавливается до ее полного завершения.

К примеру, незавершенная работа по возведению стен станет причиной оказания серьезного воздействия на блоки и клеящий состав по причине выпадения осадков.

Также не стоит забывать о том, что некоторые строители, которые были наняты на работу, берут плату за неустойку, когда им приходится тратить рабочее время в пустую по причине отсутствия необходимого строительного материала.

Как произвести расчет?

Для проведения наиболее точных расчетов требуется довольно много входных данных. Для начала уделим внимание возможности использования формул и онлайн калькуляторов.

Оба варианты проводят расчет на основании выведенных зависимостей и математических формул, но в первом случае придется делать вычисления самостоятельно, в другом достаточно только ввести требуемые данные.

Формулы расчетов

Формулы вычисления необходимого количества блоков для проведения строительных работ:

L * Н — Sпр) * 1,05 * В = V,

Где:

  • L–длина стен, которые будут возводиться при использовании рассчитываемого материала.
  • H – высота стен, в данном случае берется средний показатель, что определяет погрешность.
  • Sпр – площадь оконных и дверных проемов, измеряется в кв.м.
  • 05 – коэффициент, который был принят с учетом проведения работы по подрезке блоков.
  • B – толщина создаваемой стены.

Полученный результат определяет то, какой объем материала потребуется для выполнения работы. Если кладка будет проводиться в один ряд, то можно выбросить из формулы значение B, что позволит получить показатель в квадратных метрах.

Для расчета количества блоков при вычислении требуемого объема следует провести деление полученного результата на объем одного блока, если был получен показатель площади, то на площадь фронтальной поверхности.

Рассчитать параметры блока достаточно просто, так как практически все производители указывают его габаритные размеры.

Онлайн-калькулятор

Существенно упростить свои расчеты можно при использовании онлайн-калькулятора, к примеру, http://stroy-calc.ru/raschet-gazoblokov. Его точность расчетов очень высока, при этом достаточно ввести только требуемую информацию.

К особенностям использования этого калькулятора отнесем следующие моменты:

  1. Требуется провести ввод габаритных размеров блока, который планируется использовать при строительстве. При открытии страницы эти значения уже заполнены параметрами наиболее распространенного газоблока. Стоит учитывать, что линейные параметры указываются в миллиметрах. Если размеры измерялись в сантиметрах, то следует провести умножение полученного результата на 10.
  2. Также есть поле, в котором следует ввести показатель плотности. Этот параметр можно оставить без изменений, если он не известен. Плотность вводится для расчета оказываемой нагрузки на фундамент и общего веса всех необходимых блоков – последний параметр понадобится при выборе транспорта, на котором будет осуществляться доставка.
  3. Указывается параметр периметра, высоты и толщины стен. При это высота учитывается по углам.
  4. Можно ввести и толщину раствора, который будет использоваться при кладке.
  5. Если нужно посчитать конечную стоимость, то указывается и цена за один квадратный метр материала.

Также есть и дополнительные параметры, которые открываются при установке галочки на пунктах «Фронтоны», «Учесть окна и двери». Фронтон отличается тем, что зачастую имеет сплошную кладку с клиновидным возвышением, то есть количество используемого строительного материала увеличивается.

В открывшейся вкладке фронтонов указывается их количество, показатель ширины и высоты. Считается, что толщина фронтона такая же, как и остальных стен.

Частой ошибкой можно назвать то, что при расчетах не учитываются окна и двери. Рассматриваемый калькулятор позволяет ввести размеры окон и дверей для вычисления их площади, а также количества этих элементов.

Какие сведения можно получить по результатам расчетов?

При использовании обычной формулы можно получить только приближенный результат того, сколько нужно будет блоков. Поэтому в последнее время подобны образом проводят расчеты крайне редко.

Рассматриваемый в данной статье калькулятор позволяет получить большее количество показателей, также есть ссылки на другие программы, позволяющие рассчитать нужное количество утеплителя.

Основные результаты по расчетам этого калькулятора:

  1. Периметр строения и общая площадь кладки.
  2. Количество блоков, их вес и объем. Стоимость строительного материала.
  3. Необходимое количество раствора.
  4. Количество рядов.
  5. Примерный вес стены и оказываемое давление на основание.

Вышеприведенный список определяет то, что онлайн-калькулятор позволяет получить информацию, которая используется и при многих других расчетах, к примеру, при выборе типа фундамента и величины его заземления.

Советы строителей по расчетам газоблоков

Распространенными советами по рассматриваемому вопросу можно назвать:

  1. Необходимость использования калькулятора.
  2. Введение всей требующейся информации.
  3. Использование проекта будущего сооружения в качестве источника основной информации.
  4. Указание наличие окон и дверей, их размеры.

Современные программы существенно упрощают проведения работы по вычислениям различных параметров.

В заключение отметим, что онлайн-калькуляторы находятся в свободном доступе. Именно поэтому следует их обязательно использовать при проектировании сооружения, так как это принесет лишь пользу.

Размеры газобетонных блоков, допустимые отклонения, расчет

Газобетонные блоки отлично зарекомендовали себя при строительстве малоэтажных и монолитно-каркасных высотных зданий. Эта статья посвящена габаритам газобетонных блоков и допустимым отклонениям. Примеры простейших расчетов помогут начинающему мастеру не допустить ошибок при заказе необходимого количества стандартных изделий данного типа.

Размеры газобетонных блоков и допустимые отклонения

При возведении несущих стен рекомендуется применять неармированные блоки из ячеистого бетона, полученные в процессе автоклавного твердения. Их изготавливают в соответствии с ГОСТ 31360-2007. Этот стандарт жестко регламентирует только максимальные размеры газобетонного блока, которые не должны превышать значений, указанных в таблице №1.

Таблица 1. Максимальные габариты блоков из ячеистого бетона

Наименование размераРазмеры блока
Длина 625 
Ширина 500
Высота 500

В этих пределах завод-изготовитель сам формирует ассортимент реализуемой продукции, ориентируясь на покупательский спрос.

Длинна

Поскольку детали с максимальными размерами являются наиболее удобными и экономичными в применении, большинство производителей выпускает блоки длиной 625 или 600 мм, а различия касаются лишь ширины и высоты изделий.

Высота

Вертикальный размер 500 мм обоснован лишь для перегородочных блоков с небольшой толщиной. Только в этом случае вес и объем детали остаются удобными для ручной кладки. Для элементов наружных стен оптимальной считается высота 200 или 250 мм, которой придерживается большинство отечественных заводов.

С высотой используемых блоков связана частота укладки элементов горизонтального армирования. Строительные нормы требуют укреплять таким способом кладку из ячеистого бетона через каждый метр. При высоте блока 250 мм придется армировать каждый четвертый, а при высоте 200 мм – каждый пятый ряд.


Армирование кладки из газобетонных блоков.

Ширина

Наибольшее разнообразие коснулось ширины газобетонных блоков.

Для перегородочных деталей она составляет:

  • 50 мм;
  • 75 мм;
  • 100 мм;
  • 125 мм;
  • 150 мм.

У стеновых изделий типичные размеры равны:

  • 200 мм,
  • 250 мм,
  • 300 мм,
  • 375 мм.
  • иногда требуются 400 и 500 мм.

Ширина блока напрямую связана с толщиной стены. Иногда проектная кладка выполняется в 1 или 2 блока. При этом ориентируются на механический и теплотехнический расчет. Иногда наружные стены наращивают слоем облицовочного кирпича или теплоизоляционными матами.

Большинство стеновых и перегородочных блоков выпускается с плоскими гранями. Они имеют вид прямоугольного параллелепипеда.


Газобетонный блок.

Нередко для лучшего сцепления соседних деталей предусматривают соединение типа шип-паз. Для удобства перемещения крупноформатных изделий на их боках делают захватные карманы.


Газобетонный блок с углублениями для переноски и системой шип-паз.

Среди изделий из ячеистого бетона выделяются блоки U-образной формы. Они представляют собой лотки, внутри которых имеется достаточно крупная продольная ложбинка. В нее закладывают арматуру и заливают свежий бетонный раствор.


U-образный газобетонный блок.

Такая конструкция позволяет создавать монолитные перемычки над оконными или дверными проемами и служит прочной опорой для элементов кровли или межэтажных перекрытий. Она лучше монолитного бетона сохраняет тепло. По этой причине подобные детали для наружных стен делают асимметричными, увеличивая толщину внешней стенки за счет уменьшения внутренней.


Пример использования U-образных блоков.

Длина и ширина U-блоков ничем не отличаются от стандартных. Из-за конструктивных особенностей их ширина не может быть меньше 200 мм. Размеры выемки зависят от наружных габаритов изделия. Обычно на толщину стенок лотка оставляют не менее 60-70 мм.

При изготовлении газобетонных блоков невозможно добиться абсолютной точности геометрических размеров. В зависимости от отклонений формы и габаритов готовых изделий от проектных значений ГОСТ определяет две категории материала, допущенного к применению. Нормативные требования к ним отображены в таблице №2.

Таблица 2. Предельные отклонения размеров и формы газобетонных блоков

Наименование показателяЗначение показателя для изделий
  категории I  категории II 
Отклонение геометрических размеров, не более:    
— по длине ±3,0  ±4,0 
— по ширине  ±2,0   ±3,0
— по высоте  ±1,0  ±4,0 
Отклонение от прямоугольной формы (разность длин диагоналей), не более   2
Отклонение от прямолинейности ребер, не более 1 3
Глубина отбитостей углов числом не более двух на одном изделии, не более 5 10
Глубина отбитостей ребер на одном изделии общей длиной не более двукратной длины продольного ребра, не более 5 10

Примечания:

  • Не считаются браком сколы углов и ребер глубиной 3 мм для блоков I категории и 5 мм для II категории.
  • На каждом поддоне или в таре другой конструкции не должно быть больше 5% деталей с предельными отклонениями от номинальной формы, габаритов и размеров сколов.
  • Блоки I категории подходят для монтажа с применением строительного клея, II категории – на цементный раствор.
  • При наличии отбитостей на шипах и пазах их длина должна быть менее 30 мм, а глубина – 10 мм.

Допускается по согласованию потребителя с изготовителем выпускать изделия, не соответствующие требованиям таблицы №1, но с учетом нормативных отклонений из таблицы №2.

Какой должна быть толщина стены из газобетона

Наружные стены любого жилого здания должны не только обладать высокой несущей способностью, но и обеспечивать благоприятный микроклимат во внутренних помещениях. Правила строительства обогреваемых объектов с постоянным проживанием и рекомендуемые показатели их тепловой защиты изложены в СНиП 23-02-2003.

Расчет толщины стен должен производиться еще на стадии проектирования дома. При работе с газобетонными блоками принимаются во внимание такие их характеристики как:

  • устойчивость к воздействию влаги;
  • морозостойкость;
  • относительно небольшая теплопроводность;
  • стойкость к перепадам температур;
  • пожарная безопасность;
  • способность постепенно пропускать сквозь себя водяные пары.

Точный теплотехнический расчет здания способны выполнить только специалисты, но поскольку накоплен достаточно большой опыт эксплуатации построек из газобетона, то в большинстве случаев можно ориентироваться на средние показатели.

На основании статистических данных для умеренного климата рекомендуется следующая толщина стен из газоблоков:

  • для домов с сезонным проживанием достаточной считается толщина наружных стен в пределах от 200 до 300 мм;
  • при строительстве подвала или цокольного этажа надо выбирать блоки марок D500 или D600 класса В3,5-В5 толщиной 400 мм;
  • при устройстве внутренних стен толщина газобетона между квартирами должна быть 300 мм, между комнатами достаточно 100-150 мм;
  • у несущих стен из автоклавных газобетонных блоков минимальная толщина не может быть меньше 375 мм, у самонесущих – 300 мм.

Расчет оптимальной толщины кладки

Превосходные теплоизоляционные свойства газобетонных блоков в сравнении с традиционным кирпичом дают ощутимую выгоду при строительстве малоэтажных зданий. Прочности материала хватает, чтобы выдержать нагрузку трех этажей, причем по теплотехническим характеристикам наружные стены могут быть значительно тоньше кирпичных. Это приводит к экономии затрат на несущие конструкции, включая фундамент.

Упрощенный расчет наружной несущей стены из автоклавного газобетона ведется по формуле:

T = Rreg x λ

Здесь λ – коэффициент теплопроводности, а Rreg – сопротивление теплопередаче.

Для каждой марки газобетонных блоков λ имеет собственное значение. Его указывают производители в протоколах испытаний своей продукции. В стандартных случаях можно воспользоваться данными из ГОСТ 31359-2007, представленными в таблице №3.

Таблица 3. Коэффициент теплопроводности газобетона разной плотности

Марка по плотностиКоэф. теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м*°С
D400 0,096 
D500  0,12 
D600  0,14
D700  0,17 

Rreg является расчетной величиной, которую находят по формуле:

Rreg = 0,00035 х Dd + 1,4

Где Dd – градусо-сутки отопительного периода. Он представляет собой произведение числа дней среднего периода отопления в выбранной местности на разницу температур на улице и внутри отапливаемого помещения. Необходимые данные можно взять в СНиП 23-02-2003, СНиП 23-01-99 и руководстве «Строительная климатология». Удобней воспользоваться уже имеющимися данными значений Rreg для некоторых городов, которые вы найдете в таблице №4.

Таблица 4. Необходимое сопротивление передаче тепла для регионов России

ГородНеобходимое сопротивление передаче тепла, м2*°С/Вт
Москва 3,28 
Пермь  3,64 
Омск  3,82
Краснодар  2,44
Санкт-Петербург  3,23
Екатеринбург  3,65
Казань 3,45
Красноярск 4,84
Челябинск 3,64
Новосибирск 3,93
Волгоград 2,91
Якутск 5,28
Сочи 1,79
Магадан 4,33
Тверь 3,31
Уфа 3,48

Воспользовавшись формулой расчета и табличными данными получим, что для Москвы и ее окрестностей толщина наружных стен из газобетона марки D500 должна быть 0,4 метра, а для D400 – 0,32 м. Для северных регионов страны этот показатель нередко превышает 70 см. В таких условиях рекомендуется воздвигать многослойные стены.

Многослойные конструкции стен из газобетона

При возведении зданий газобетонные блоки чаще всего входят в состав многослойных конструкций.

Наиболее типичные варианты:

1. Газоблоки облицовывают снаружи обыкновенным кирпичом без использования дополнительного утеплителя. При этом между слоями оставляют вентиляционный зазор с гибкими связями для лучшей устойчивости.3


Стена из газобетонных блоков облицованная кирпичом.

2. Наружные стены утепляют каменной ватой, толщину которой подбирают по СП 23-101-2004 и отделывают штукатурным фасадом.


Стена из газобетонных блоков утепленная каменной ватой.

3. Устройство вентиляционного фасада, включающего в себя кроме основной стены из газобетонных блоков слой утеплителя и декоративной отделки в виде кирпича, панелей или плитки.


Стена из газобетонных блоков с вентиляционным фасадом.

При монтаже многослойных конструкций следует утеплять не только стены, но и фундамент вместе с цокольной частью здания. Для исключения конденсации водяных паров, поступающих изнутри дома, желательно использовать материалы, коэффициент паропроницаемости которых увеличивается по мере приближения к наружному краю.

Сколько газобетонных блоков в одном кубе и поддоне

Газобетонные блоки обычно поступают с завода-изготовителя уложенными на стандартные поддоны и упакованными защитной пленкой. Для правильного приема и учета материала желательно знать, сколько деталей находится на одной паллете. Наиболее распространенной тарой служит поддон европейского стандарта с площадкой размером 800х1200 мм. Количество помещающихся на него газоблоков зависит от их собственных габаритов.


Европоддон с газобетонными блоками.

Стандартные блоки размером 600х300х200 укладывают на европоддон в 4 ряда по 8 штук в каждом. Суммарно получается 32 детали, занимающие объем 1,152 м3. Если поставляются газоблоки вдвое меньшего размера 600х300х100, то их будет 64 штуки при прежнем суммарном объеме.

Вес погруженного в поддон материала сильно зависит от его марки, отображающей плотность. Для блоков марки D500 получим 500х1,152=576 кг, для D600 – 692 кг, D700 – 807 кг. При расчетах удобно пользоваться весовыми и объемными характеристиками наиболее часто употребляемых деталей, представленных в таблице №5.

Таблица 5. Вес и объем стандартных газобетонных блоков

Размеры газобетонного блока (ДВШ), ммПлотность, кг/м³Вес одного блока, кгОбъем одного блока, м³
600×300×200 500  18  0.036
600×300×200   600 22 
600×300×200   700  25
600×300×250   500 22.5  0.045
600×300×250   600  27
600×300×250   700  32
  

Важно! Если при приеме материала вы обнаружите отличие веса полученной детали от приведенных значений, то вам поставили блоки не той марки или они недостаточно просохли.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понимание Ethereum Gas, блоков и комиссионного рынка | Эрик Коннер

Газ — одна из самых фундаментальных концепций Ethereum, но она также кажется одной из наиболее неправильно понимаемых. В этом нет ничего удивительного, потому что, хотя на поверхности концепция проста для понимания, существует множество слоев. Цель этой статьи — охватить основные концепции, связанные с газом, блоками и рынком комиссий.

Прежде всего важно понять важную терминологию транзакций.

EVM — виртуальная машина Ethereum (EVM), работающая на каждом узле Ethereum, — это эмуляция компьютерной системы.Одним из примеров обычной виртуальной машины без блокчейна является программное обеспечение VirtualBox, которое позволяет эмулировать компьютерные системы (гостевые системы) на вашем физическом оборудовании (хостах). Любая операция в EVM требует циклов ЦП, доступа к диску или памяти на хост-машине. Надо как-то измерить эту работу и она называется , газ .

Каждая операция в EVM потребляет определенное количество газа, и не все транзакции создаются одинаково. Доступ к памяти или запись на диск имеют разные затраты для каждого EVM во время выполнения контракта.По сути, чем сложнее контракт и чем больше операций он выполняет, тем дороже его выполнение. Например, простая отправка ETH составляет 21000 единиц газа, но ставка на Augur может стоить 1000000 единиц газа. Чтобы покрыть эти расходы, отправитель транзакции указывает, сколько они готовы платить за единицу газа, называемую ценой на газ , которая выражается в gwei ( 1 gwei = 0,000000001 ETH). Теперь мы можем рассчитать транзакционную стоимость , которая представляет собой «потребленный газ x цена газа».

Если злоумышленник создал смарт-контракт, который входит в бесконечный цикл, каждый цикл будет потреблять некоторое количество газа и иметь бесконечную стоимость для пользователя. Таким образом, для каждой транзакции существует ограничение газа , и в этот момент EVM прервет выполнение этого контракта в случае его достижения, но по-прежнему взимает полную комиссию с злонамеренной транзакции.

В конце концов, транзакции объединяются и объединяются майнерами в блоки. Каждая происходящая транзакция изменяет состояние Ethereum и занимает небольшой объем места в блоке, что способствует как размеру состояния , так и размеру блока .

Полный размер узла с течением времени

Еще один фактор, который следует учитывать при размышлении о блоках, — это коэффициент дяди . Дядя-блоки — это отдельная статья, но вкратце, если два блока обнаруживаются одновременно майнерами, они бегают по сети, чтобы увидеть, какой из них распространится первым. «Победитель» получает основной блок с вознаграждением в 2 ETH, а проигравший получает блок дяди с меньшим вознаграждением. Из-за недавних оптимизаций в клиентах Geth и Parity, процентные ставки упали и стабильно составляют около 7%.

Число дядей с течением времени

Чтобы контролировать размер штата и частоту дядей, Ethereum имеет концепцию ограничения газа на блок . Поскольку каждая транзакция связана с общим потребленным газом, этот лимит определяет, сколько вычислений может быть выполнено в сети Ethereum на каждый блок.

Лимит газа на блок с течением времени

Резюме вышесказанного:

Теперь, когда мы понимаем ключевые концепции транзакций и блоков, пришло время обсудить рынок газа Ethereum. Поскольку у нас есть ограничение на количество вычислений, которое может быть выполнено на блок, у нас есть ограничение на «предложение», доступное для транзакций Ethereum в день.Это означает, что те, кто находится на стороне спроса, создают рынок для включения своих транзакций в блоки.

На этом этапе пользователи определяют, сколько они готовы платить за единицу газа (цену на газ). Это будет колебаться в зависимости от текущего спроса в сети, и есть планы по капитальному ремонту существующей системы с помощью EIP-1559. Из-за ограничения на блокировку газа рынок комиссий почти всегда определяет, какие транзакции ордеров будут добыты, потому что майнеры, стремящиеся получить прибыль, будут выбирать транзакции с самыми высокими комиссиями.

После того, как майнеры на Ethereum более года просидели на уровне 8 000 000 блок-газа, они недавно проголосовали за него до 10 000 000, что дало сети на 25% больше пропускной способности. Что интересно в этом, так это то, что до сих пор размер блока не соответствовал этому. Одно объяснение относится к тому, что обсуждалось ранее, в том, что каждый код операции в EVM имеет стоимость попутного газа для сложности. Выполнение более сложной транзакции может стоить дороже, но это не значит, что ее хранение в блоке стоит дороже.

Корреляция между размером блока и лимитом газа

Транзакций в день — не лучший способ измерить использование сети Ethereum.Подходящим показателем будет общее количество потраченного газа за день. Со временем, по мере того, как использование смарт-контрактов стало более популярным, газ / транзакции в сети выросли. Таким образом, хотя количество транзакций не всегда велико, расход газа высок.

Газ, использованный с течением времени

Надеюсь, этот учебник помог вам понять, как работает сеть Ethereum.

Газовые системы AR-15: полное руководство

Обычный AR-15 стреляет, выбрасывает и закапывает снаряды, используя либо систему прямого удара, либо поршневую газовую систему отдачи.Это непросто, давайте в любом случае назовем это газовой системой. Подобно тому, как AR-15 имеет множество калибров и конфигураций, то же самое относится и к его газовой системе. Не существует реальной, «универсальной» логики для выбора правильной настройки газа для вашей черной винтовки, SBR или пистолета. Сегодня мы все это объясним, так что вы сохраните знания при себе! Давайте начнем.

Это вспомогательное руководство к нашему Полному руководству по деталям по созданию AR-15.

Как устроена газовая система АР-15?

Функция отдачи газа в любом огнестрельном оружии призвана заменить необходимость в ручном затворе.Система прямого удара взаимодействует напрямую с группой затворной рамы (BCG) для автоматического переключения затвора вперед и назад при каждом нажатии на спусковой крючок, что позволяет вести полуавтоматический огонь. Вот полное пошаговое объяснение того, как газовая система прямого столкновения AR-15 циклически повторяет циклы.

Сначала курок поражает капсюль снаряда, стреляющего в патронник. Этот удар воспламеняет порох в гильзе гильзы, вызывая взрывное выделение тепла и давления. Все это тепло и давление создают тонну горячего газа.Этот газ выталкивает пулю в канал ствола со скоростью несколько тысяч футов в секунду, стреляя ею. За ним летит весь этот лишний газ, неся с собой кучу энергии. Вся эта энергия идеально подходит для того, чтобы использовать ее для циклических обходов. На стволе установлен газовый блок. Блок улавливает часть этого избыточного газа и отправляет его через небольшой порт, затем в газовую трубку наверху ствола и обратно в верхний ресивер. Внутри верхнего ресивера газовая трубка нагнетает весь этот газ в ключ, навинченный на группу затворной рамы.

Газ расширяется внутри BCG, выталкивая его обратно в буферную трубку. Когда BCG движется назад, экстрактор вытаскивает гильзу израсходованного снаряда, чтобы освободить место для нового снаряда. Пружина и буфер внутри буферной трубы сжимаются и быстро расширяются, в результате чего затворная рама возвращается в верхнюю ствольную коробку. По мере того, как BCG движется вперед, он захватывает новый патрон из магазина и закрывает его, делая его готовым к выстрелу. Промыть и повторить.

Если бы вы стреляли из болтового пистолета или однозарядной винтовки, вы бы вручную потянули за рычаг затвора или рукоятку заряжания, чтобы выполнить эти последние два действия.В этом прелесть газовой системы AR-15. Но чтобы он заработал, нужна правильная конфигурация.

Почему имеет значение длина газовой системы

Длина газовой системы вашего AR-15 рассчитывается путем измерения расстояния от порта газового блока на стволе до камеры внутри верхнего ресивера. Эта длина определяет, сколько энергии отдачи используется для правильного переключения затворной группы. Слишком много газа, и ваш AR-15 окажется под избыточным давлением. Это резко увеличивает ощутимую отдачу и отрицательно сказывается на вашем стволе, газовой системе, BCG, буфере и верхней части ствольной коробки.Слишком мало газа, и вы столкнетесь со всевозможными проблемами: печные трубы, отказы от выброса, отказы подачи, частые заклинивания и многое другое. По сути, вам нужно найти Зону Златовласки: вашей газовой системе требуется достаточно энергии для полного цикла затвора, но за ней не может быть столько энергии, чтобы из-за этого у вашей винтовки или пистолета казалось, что он вот-вот взорвется.

Длина ствола и газовые системы

Выбрать правильную длину газа для ствола вашего AR-15 очень просто. Есть четыре типа газовых систем прямого попадания на выбор: пистолетные, карабинные, средние и винтовочные.

Эта изящная маленькая диаграмма должна прояснить ситуацию. Пистолетные газовые системы разработаны для стволов размером 10 дюймов или меньше. Газовые системы карабинов идеально подходят для любого ствола длиной от 10 до 18 дюймов. Газовые системы средней длины лучше всего подходят для стволов от 14 до 20 дюймов, а винтовочные газовые системы зарезервированы только для стволов длиной 20 дюймов и более. Также обратите внимание на расстояние от газового порта до камеры. Чем короче расстояние, тем больше используется энергия.

Прочие факторы, влияющие на газ

Тип боеприпасов. Различия в массе пули (количестве зерен) и количестве пороха в патроне влияют на то, сколько энергии может улавливать ваша газовая система. Некоторые AR настроены для стрельбы дозвуковыми снарядами с глушителем. Эти маломощные снаряды целенаправленно используют меньше пороха, поэтому они не достигают сверхзвуковой скорости.

Регулируемые газовые блоки. Для учета таких факторов, как тип боеприпасов, на рынке появились регулируемые газовые блоки. Эти регулируемые блоки позволяют точно настроить, сколько газа улавливается и отправляется в BCG.Регулируемые блоки обычно идут вместе с винтовками или пистолетами, которые настроены для стрельбы как сверхзвуковыми, так и дозвуковыми зарядами (например, 300 Blackout).

Буферная система. Вес буфера и усилие пружины — это другие факторы, которые следует учитывать. Буфер и пружина работают в тандеме с вашей газовой системой. Если ваш буфер слишком тяжелый, ваша газовая система не сможет полностью вытеснить BCG.

Недостатки прямого удара

Прямое столкновение — это всего лишь один из способов, которым AR-15 может использовать газ для циклирования группы затворной рамы, и у него есть свои недостатки.Системы прямого удара нагнетают горячий газ непосредственно в BCG и верхний ресивер. К сожалению, это приводит к накоплению большого количества нагара, масла и грязи внутри вашей винтовки или пистолета. Системы с прямым столкновением требуют частой очистки, чтобы оставаться надежными. Есть альтернатива для стрелка, который хочет «лучшего из лучших», и это поршневая система.

Поршневая система AR-15

Поршневая система AR-15 по-прежнему работает за счет улавливания горячего газа, выходящего из ствола, но она не направляет весь этот беспорядок в газовую трубку, взрывая ствольную коробку и внутренности.Вместо этого весь этот газ улавливается поршнем, установленным внутри его собственной трубки. Затем поршень контактирует с BCG и заставляет его двигаться назад, совершая цикл. Другие поршневые системы полностью заменяют традиционную группу болтов.

Преимущества использования поршневой системы

Поршневая система имеет некоторые преимущества по сравнению с прямым столкновением. Имейте в виду, что поршневые системы более дорогие, сложные и тяжелые:

  • Поршневые системы регулируются для точной настройки
  • Вам не нужно модифицировать свой ствол или верхнюю часть
  • Никакие газы или углеродные загрязнения не попадают в ствол. Ресивер
  • Поршни могут использоваться со сверхзвуковыми и дозвуковыми боеприпасами

Внимательно посмотрите анимацию выше.Вы заметите, что эта винтовка работает с обычной группой затворной рамы и типичным цевьем Пикатинни. Поршневые системы предназначены для модернизации большинства AR-15. Взгляните еще раз, и вы увидите модифицированный газовый ключ наверху BCG. Он переработан для взаимодействия с головкой поршня, а не с газовой трубкой.

Регулировка газового порта

Наконец, вы можете заметить, что некоторое количество газа выбрасывается из отверстия в газовом отверстии в сторону от стрелка. Это свидетельствует о настройке газового порта для достижения нужного количества энергии.Избыточный газ затем отводится от затворной рамы и ствольной коробки, а не засоряется. Эта возможность регулировки удобна для переключения между супер- и дозвуковыми снарядами.

Типы газовых блоков

Даже при прямом столкновении хорошего масла вы все равно можете настроить и модифицировать вашу газовую систему, чтобы она работала как можно более плавно и эффективно. Для этого необходимо вложить средства в правильный газовый блок. На рынке доступно несколько типов:

Низкопрофильный газовый блок

Это самый распространенный газовый блок, который вы найдете сегодня на черной винтовке или пистолете, и это стандартный «золотой стандарт».Низкопрофильные газоблоки хороши тем, что они почти универсально работают с любым свободно плавающим цевьем, будь то Picatinny, M-lok или Keymod. Большинство AR-15 используют цевье со свободным поплавком, потому что они не крепятся к стволу или газоблоку, как старая винтовка типа A2 или цевье клона M4. Цевье свободного плавания обеспечивает лучшую точность, так как оно никогда не касается ствола.

Передняя стойка / газовый блок

Это старый газовый блок, который можно найти на большинстве оригинальных AR-15, M4 и M16.Газовый блок сочетается с мушкой, предлагая своего рода сделку «два по цене одного». В использовании комбо с блокировкой газа после мушки не так много преимуществ, за исключением превращения вашего ствола в заостренную дубинку Билли, если у вас закончились патроны. Многие стрелки до сих пор предпочитают этот газовый блок из-за его классического внешнего вида. Это популярная установка для клонов служебных винтовок.

Регулируемый газовый блок

Этот маленький блок выглядит обманчиво простым, почти как низкопрофильный блок.Однако это полностью регулируемый газовый блок, разработанный для настройки винтовки с целью достижения идеального баланса отдачи и надежности. Другие стрелки используют эти регулируемые блоки для быстрого и легкого переключения между сверхзвуковыми и дозвуковыми нагрузками. Вы найдете подобные регулируемые блоки, установленные на многих пистолетах AR-15, а также на пистолетах и ​​винтовках под патрон .300 Blackout. Маленький винт сбоку — это регулировочный винт. Затягивание или ослабление этого установочного винта отрегулирует количество газа, улавливаемого блоком.

Заключение

Система отдачи черной винтовки обманчиво проста, но наличие некоторых базовых знаний действительно облегчает понимание газовых систем прямого удара. Вот краткое описание:

  • В AR-15 используется система прямого удара или поршневая система.
  • Стволы 10 дюймов или меньше должны использовать систему пистолета.
  • Стволы 10–18 дюймов должны использовать систему карабина.
  • Стволы размером от 14 до 20 дюймов должны соответствовать средней длине.
  • Газовые системы винтовки предназначены для стволов от 20 дюймов и более.
  • Поршень дороже, но обеспечивает лучшую производительность.

evmone / effective_gas_calculation_algorithm.md на главном сервере · ethereum / evmone · GitHub

В этой статье описывается, как эффективно рассчитать газ и проверить требования к дымовой трубе. для инструкций виртуальной машины Ethereum (EVM).

Метаданные инструкций

Начнем с определения некоторых основных и универсальных параметров инструкций.

  1. Базовая стоимость газа.

    Это статическая стоимость инструкций по газу.Некоторые инструкции могут иметь дополнительная стоимость в зависимости от значений их операндов и / или среды — они должны обрабатываться индивидуально во время выполнения инструкции. Окончательная стоимость никогда не будет меньше, чем базовая стоимость .

  2. Требуемая высота штабеля.

    Это минимальная высота стопки (количество элементов в стопке). требуется до выполнения инструкции.

  3. Изменение высоты стопки.

    Это разница высоты стека до и после инструкции. исполнение.Может быть отрицательным, если инструкция выводит больше элементов, чем нажимает.

Примеры:

код операции базовая стоимость газа Требуемая высота штабеля изменение высоты стопки
ДОБАВИТЬ 3 2 -1
EXP 50 2 -1
DUP4 3 4 1
SWAP1 3 2 0
АДРЕС 2 0 1
ЗВОНИТЕ 700 7-6

Базовые блоки команд

Базовый блок команд представляет собой последовательность «прямых» команд без прыжков и прыжков посередине.Прыжки разрешены только на входе, прыжки на выходе. Базовые блоки — это узлы в графе потока управления . См. Базовый блок в Википедии.

В EVM есть простые правила для определения основных границ блока команд:

  1. Базовый блок команд начинается с прямо перед:

    • первая инструкция в коде,
    • JUMPDEST инструкция.
  2. Базовый блок команд заканчивается после инструкций «терминатора»:

    • JUMP ,
    • JUMPI ,
    • СТОП ,
    • ВОЗВРАТ ,
    • ОБРАТНЫЙ ,
    • САМОУСТРОЙСТВО .

Базовый блок инструкций — это кратчайшая последовательность инструкций, такая что базовый блок начинается перед первой инструкцией и заканчивается после последней.

В некоторых случаях несколько из вышеперечисленных правил могут применяться к одной базовой инструкции. граница блока.

Алгоритм

Алгоритм расчета газа и проверки требований к дымовой трубе предварительно вычисляет значения для базовых блоков инструкций и во время выполнения проверок выполняются только один раз в блоке инструкций.

Сборник требований к базовым блокам

Для базового блока нам нужно собрать следующую информацию:

  • итого стоимость базового газа всех инструкций,
  • высота стека требуется (минимальная высота стека, необходимая для выполнения всех инструкции в блоке),
  • Максимальный рост стопки относительно высоты стопки в блоке Начало.

Это делается следующим образом:

  1. Разделить код на базовые блоки.
  2. На каждый базовый блок:
 класс Инструкция:
    base_gas_cost = 0
    stack_required = 0
    stack_change = 0

класс BasicBlock:
    base_gas_cost = 0
    stack_required = 0
    stack_max_growth = 0

def collect_basic_block_requirements (basic_block):
    stack_change = 0
    для инструкции в basic_block:
        basic_block.base_gas_cost + = инструкция.base_gas_cost
        
        current_stack_required = инструкция.stack_required - stack_change
        basic_block.stack_required = max (basic_block.stack_required, current_stack_required)
        
        stack_change + = инструкция.stack_change
        
        basic_block.stack_max_growth = макс (basic_block.stack_max_growth, stack_change) 

Проверка требований к базовому блоку

Во время выполнения перед выполнением инструкции, запускающей базовый блок, необходимо проверить основные требования к блоку.

 класс ExecutionState:
    gas_left = 0
    стек = []

def check_basic_block_requirements (состояние, базовый_блок):
    государственный.gas_left - = basic_block.base_gas_cost
    если state.gas_left <0:
        поднять OutOfGas ()
    
    если len (state.stack)  1024:
        поднять StackOverflow () 

Разное

EVM может завершить работу раньше

Поскольку требования ко всему базовому блоку проверяются заранее, инструкции которые имеют наблюдаемые внешние эффекты, могут не быть выполнены, хотя они будут выполняется, если подсчет газа производился по инструкции.Это не проблема консенсуса, потому что выполнение завершается с «жестким» исключением. в любом случае (и все эффекты отменяются), но могут появиться неожиданные следы или завершить работу с другим типом исключения.

Текущее значение «газа осталось»

В EVMJIT дополнительные инструкции, которые начинают базовый блок, — это GAS , а любая из вызывает инструкции . Это потому что эти инструкции должны знать точное значение счетчика остатка газа . Однако в evmone эта проблема решена без дополнительного разбиения блоков. добавив значение коррекции к упомянутым инструкциям.

Неопределенные инструкции

Неопределенные инструкции имеют базовую стоимость газа 0, а не требования к стеку.

Калькулятор бетонных блоков

Если вы планируете построить стену из бетонных блоков, обязательно воспользуйтесь этим калькулятором бетонных блоков, прежде чем класть первый камень! У Вас на уме вопрос: « Сколько бетонных блоков мне нужно для этого проекта? »? Если да, то этот инструмент наверняка вам очень поможет. Вы можете использовать его, чтобы узнать, сколько шлакоблоков необходимо для стены определенного размера, оценить необходимое количество раствора, а также получить представление о том, сколько будут стоить материалы, необходимые для вашего проекта, исходя из среднего количества бетона. стоимость блоков.

Как пользоваться калькулятором бетонных блоков?

Наш калькулятор прост и интуитивно понятен в использовании. Чтобы оценить все, что нужно вашему проекту, просто следуйте этим инструкциям:

  1. Введите размеров стены из бетонных блоков, которую вы строите , то есть ее ширину и высоту. Они нужны для определения метража стены.
  2. Решите, хотите ли вы выбрать предустановленный размер блока или ввести произвольный :
    • Предустановленные размеры блока — это шесть наиболее распространенных типов, которые вы можете найти в U.S.A. Не стесняйтесь использовать наш конвертер длины, если хотите узнать, какие они указаны в метрической системе. Все, что вам нужно сделать, это выбрать нужный размер.
    • Если вы выберете нестандартного размера , вам необходимо предоставить калькулятору высоту и ширину отдельного бетонного блока. Изображение сегмента стены покажет, какие именно размеры необходимы, чтобы избежать путаницы.
    • В обоих случаях вы увидите общего количества бетонных блоков, необходимых для вашего проекта .
  3. Вычислите стоимости бетонных блоков , введя цену для отдельного блока .
  4. Посмотрите на оценочное поле минометов . В среднем для склеивания 100 бетонных блоков требуется три стандартных мешка с раствором. Обратите внимание, что это приблизительная оценка, и вам может потребоваться рассчитать ее отдельно, используя такие факторы, как тип раствора.

Сколько мне нужно бетонных блоков?

Если после использования нашего калькулятора вы все еще думаете: «Но как они узнали, сколько бетонных блоков мне нужно?», Мы с радостью проведем вас через этот процесс!

При расчете количества необходимых блоков первое, что нужно сделать, — это рассчитать размер вашей бетонной стены.Для этого нужно умножить высоту и ширину стены:

размер стены = высота стены * ширина стены

Для расчета количества блоков нужно общую площадь стены разделить на площадь одного блока:

количество необходимых блоков = площадь стены / площадь блока

площадь блока = высота блока * ширина блока

Затем необходимо рассчитать стоимость бетонных блоков; просто умножьте количество шлакоблоков на цену одного блока:

Стоимость бетонных блоков = цена за блок * количество блоков

Когда дело доходит до оценки необходимого раствора, хорошее практическое правило состоит в том, что три стандартных пакета обычно покрывают 100 блоков.Чтобы рассчитать количество таких мешков, нужно количество блоков разделить на 33,3:

.

Оценка мешков для раствора = количество необходимых блоков / 33,3

Расчет бетонных блоков — пример

С помощью приведенных выше уравнений вы можете без особых проблем ответить на вопрос « Сколько бетонных блоков мне нужно? ». На всякий случай рассмотрим пример, чтобы развеять сомнения, которые еще могут остаться.

Допустим, ваша стена должна быть высотой 10 футов и шириной 50 футов .С такими размерами он будет покрывать 10 * 50 = 500 квадратных футов . Если вы используете стандартный блок 16 «x 8» , площадь одного блока составляет 128 квадратных дюймов , и вам потребуется 563 бетонных блоков , так как 500 футов² / 128 дюймов² = 72 000 дюймов² / 128 дюймов² = 562,5 (округление до ближайшего целого числа).

Если один шлакоблок стоит 1,5 доллара , вы заплатите 563 * 1,5 доллара = 844,5 доллара

Что касается подсчета минометных мешков, то 563 делим на 33.3 результатов в 16.9. Поскольку вы ограничены покупкой целых мешков, вы должны получить 17 стандартных мешков с раствором для этой конкретной стены.

Примечание по использованию счетчика бетонных блоков

Как и в случае со всеми строительными проектами, мы советуем вам покупать как минимум на 10% больше материала, чем вы считаете необходимым , на случай непредвиденных происшествий. В конце концов, лучше подготовиться заранее, чем ездить туда-сюда в магазин и тратить время и бензин.

Если вам нужна помощь в подсчете нужного количества дополнительных материалов, попробуйте воспользоваться нашим процентным калькулятором.

[PDF] Оценка газовых систем для платформы AR15 / M16

1 Оценка газовых систем для платформы AR15 / M16, выполненная Райаном Э. Лебланом Инженерный проект, представленный Гр …

Оценка газовых систем для платформы AR15 / M16

, выполненная Райаном Э. Лебланом. Инженерный проект, представленный на факультет выпускников Политехнического института Ренсселера, частично соответствует требованиям для получения степени МАСТЕРА МЕХАНИЧЕСКОГО ИНЖЕНЕРИЯ Утверждено: ________________________________ Эрнесто Гутьеррес-Миравете , Консультант по инженерным проектам

Политехнический институт Ренсселера, Хартфорд, Коннектикут Май, 2012 г.

© Copyright 2012 by Ryan E.LeBlanc Все права защищены

ii

КОТЕТЫ СОДЕРЖАНИЕ ………………………………… ………………………………………….. ………………….. III СПИСОК ЦИФР ………………….. ………………………………………….. ………………………… IV СПИСОК ТАБЛИЦ ……………. ………………………………………….. …………………………………. V СПИСОК СИМВОЛОВ …… ……………………………………………………………………………….. … VI РЕЗЮМЕ ……………………………………… ………………………………………….. …………… VIII 1. ВВЕДЕНИЕ …………………………. ………………………………………….. ……………….. 1 1.1. ИСТОРИЯ ПЛАТФОРМЫ AR15 …………………………………….. ………………………….. 1 1.2. ОПИСАНИЕ ВИНТОВКИ ……………………………………… ……………………………………… 2 1.3. СПОСОБНЫЙ РЕЖИМ ОТКАЗА ………………………………………. ……………………………….. 5 2. СРАВНЕНИЕ ПОРШНЕВЫХ СИСТЕМ …… ………………………………………….. …………………. 8 2.1. СИСТЕМА ПРЯМОГО УДАРА (ВНУТРЕННИЙ ПОРШЕНЬ) …………………………………… ………… 8 2.2. НАРУЖНЫЕ ГАЗО-ПОРШНЕВЫЕ СИСТЕМЫ ……………………………………… ……………………………….. 10 2.3. ОБЗОР РАЗЛИЧИЯ ……………………………………… ……………………………………… 15 2.4. ВЛИЯНИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СИСТЕМЫ ………………………………………. ………………………… 17 3. МЕТОДОЛОГИЯ ……………. ………………………………………….. ………………………….. 19 3.1. ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА ………………………………………… ………………………………………….. 19 3.2. РАБОТА, ЭНЕРГИЯ И МОМЕНТ…………………………………………… …………………………. 20 3.3. ОЦЕНКА ДАВЛЕНИЙ И СИЛ ПОРШНЕЙ ……………………………………… ………………… 24 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ……………………. ………………………………………….. …………………………….. 27 4.1. ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА ………………………………………… ………………………………………….. 27 4.2. ОЦЕНКА ДАВЛЕНИЯ И СИЛЫ ОТ РАБОТЫ ……………………………………………… ……. 29 4.3. РЕАГИРОВАНИЕ НАГРУЗКИ ………………………………………… ………………………………………….. ….. 32 5. ВЫВОДЫ ………………………………….. ………………………………………….. ………. 36 ССЫЛКИ ……………………………….. ………………………………………….. ……………….. 38 ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………. ……………………………………………………………………….. 40

iii

ПЕРЕЧЕНЬ РИСУНОК РИСУНОК 1. Винтовка M-16A1 США (сверху) в сравнении с автоматом АК СОВЕТСКОГО СОЮЗА (снизу). ДВЕ ВИНТОВКИ РАЗБИРАЮТСЯ НА ГРУППЫ. (3) ……………………………………….. ………………………………………….. ……………. 2

РИСУНОК 2: ИЗОБРАЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И КОМПОНЕНТОВ AR15 ……………… ………………………………….. 3 РИСУНОК 3: ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ БОЛТА СБОРКА ГРУППЫ ПЕРЕВОЗЧИКА…………………………………………… …………….. 4 РИСУНОК 4: ДЕТАЛЬНЫЙ ВИД ГАЗОВОГО БЛОКА И ТРУБКИ ………………… ………………………………………….. ……………….. 4 РИСУНОК 5: НЕКОТОРЫЕ ТИПИЧНЫЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ГАЗОВЫХ ПОРТОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЫ БОЧКОВ (4) ………….. …………………………………. 5 РИСУНОК 6: ТИПИЧНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ AR15 АКЦИЯ (5) ………………………………………. ……………………… 7 РИСУНОК 7: ДИАГРАММА, ПОКАЗЫВАЮЩАЯ ГАЗОВЫЙ ПУТЬ В СИСТЕМЕ DI (7)…………………………………………… ………………… 9 РИСУНОК 8: СЕЧЕНИЕ БОЧКА, ГАЗОВОГО ОТВЕРСТИЯ И ГАЗОВОЙ ТРУБКИ (8) ……….. ………………………………………….. ……….. 9 РИСУНОК 9: ВИД ГАЗОВОГО ПОРШНЯ БОЛТОВОЙ ГРУППЫ (9) …………………… ………………………………………….. …… 10 РИСУНОК 10: КОМПЛЕКТ ДЛЯ ПЕРЕМЕНА ПОРШНЯ ADAMS ARMS (10) ………………………….. ………………………………………….. …… 11 РИСУНОК 11: КОМПОНЕНТЫ ПОРШНЕВОЙ СИСТЕМЫ LWRCI (11)…………………………………………… ……………………………….. 12 РИСУНОК 12: ТИПИЧНАЯ ГРУППА ДЕРЖАТЕЛЯ БОЛТА ДЛЯ ГАЗОВОГО ПОРШНЯ КОНФИГУРАЦИЯ (12) ………………………………………. ….. 13 РИСУНОК 13: ГАЗОВАЯ ПОРШНЕВАЯ СИСТЕМА PATRIOT ORDNANCE FACTORY, INC. (5) ……………………….. ……………………………….. 14 РИСУНОК 14: ПОРШЕНЬ ТАКТИЧЕСКОЙ ВИНТОВКИ POF-USA P416 (13) ……………………………………….. ………………………. 14 РИСУНОК 15: ВАРИАНТ ПОРШНЯ СИСТЕМЫ ОСНОВНОГО ОРУЖИЯ (14)…………………………………………… ……………………….. 15 РИСУНОК 16: ВНУТРЕННИЙ И ВНЕШНИЙ ПОРШНЕВЫЕ СИСТЕМЫ В РАЗРЕЗЕ СО СТРЕЛКАМИ НАГРУЗКИ …… …………………… 18 РИСУНОК 17: ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА ВИНТОВКИ M16A1 (16) …………. ………………………………………….. ………………… 20 РИСУНОК 18: ПРОФИЛИ ДАВЛЕНИЯ БОЧКА, ГАЗОВОГО ОТВЕРСТИЯ И ПОРШНЯ (16) ………… ………………………………………….. …. 24 РИСУНОК 19: ВЛИЯНИЕ ОБЛАСТИ ГАЗОВОГО ОТВЕРСТИЯ НА ДАВЛЕНИЕ ПОРШНЯ (16)…………………………………………… …………………… 25 РИСУНОК 20: ТИПИЧНЫЕ КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ Боеприпасов калибра .223 (6) ……… ………………………….. 28 РИСУНОК 21: ДИАГРАММЫ НАГРУЗОК СВОБОДНОГО КУЗОВА НА ДЕРЖАТЕЛЬ БОЛТА (ВНУТРЕННИЙ ПОРШЕНЬ). ……………………………………… 33 РИСУНОК 22: БЕСПЛАТНО СХЕМЫ КУЗОВА НАГРУЗКИ НА БОЛТОВЫЙ ДЕРЖАТЕЛЬ (ВНЕШНИЙ ПОРШЕНЬ) ……………………………….. …….. 34

iv

СПИСОК ТАБЛИЦ ТАБЛИЦА 1 ОБЗОР КОНФИГУРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ ПОРШНЯ…………………………………………… ………………………… 16 ТАБЛИЦА 2: ТАБЛИЦЫ ДАВЛЕНИЙ И СКОРОСТИ ДЛЯ РАЗНЫХ ДЛИН ГАЗОВЫХ СИСТЕМ (6) … ………………………………….. 29 ТАБЛИЦА 3: ТАБЛИЦА СООТВЕТСТВУЮЩИХ МАССОВ СИСТЕМЫ ………………………………………….. ………………………………………….. ..30 ТАБЛИЦА 4: ТАБЛИЦЫ СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАЗМЕРОВ СИСТЕМ ……………………………….. ………………………………………….. 30 ТАБЛИЦА 5: СПИСОК СВОЙСТВ И ФАКТОРОВ ГАЗА (17)…………………………………………… …………………………………… 31 ТАБЛИЦА 6: РЕЗЮМЕ РАБОТЫ, МОМЕНТ И ПРИЛОЖЕННАЯ СИЛА ………………………………………. ………………………… 31 ТАБЛИЦА 7: ОБЩАЯ ТАБЛИЦА СИЛ ПО ДИАГРАММЕ СВОБОДНОГО ТЕЛА ……. ………………………………………….. …………. 35

v

СПИСОК СИМВОЛОВ Переменная

Единицы

Описание

Abore

in2

Площадь поперечного сечения канала ствола винтовки

Ap

дюйм2

площадь поршня

CR

Угловое отношение

Cv

(фут / с) 2 / K

удельная теплоемкость газа при постоянном объеме

dbore

в диаметре

канала ствола винтовки

Eh

фунт-фут

потери тепла на ствол

Fef

фунт-сила

гравировальное усилие

Fp

фунт-сила

Сила горючего газа на поршне

g

фут / с2

ускорение свободного падения

Ipr

фунт-дюйм2

момент инерции снаряда 30002000 м3

м3

масса заряда

mbc

lbm

масса затворной рамы

mgun

lbm

масса орудия

mpr

lbm

000

PB

давление в казенной части / патроннике

Pbp

psi

давление в основании снаряда

Pcv

psi

давление в полости поршня

Pef

psi

давления, чтобы вызвать снаряд Q

фунт-сила-фут

Суммарный подвод тепла к системе от топлива

R

Скорость поворота нарезов

T

K

температура газа

TA

K

адиабатическая температура пламени газа

TS

K

температура несгоревшего пороха vi

000

Переменная

U

фунт-фут

Изменение внутренней энергии системы

vpr

фут / с

скорость снаряда

vbc

фут / с

скорость затворной рамы

фут / с

скорость заряда

vgun

ft / s

скорость пули

vm

ft / s

скорость снаряда на дульном срезе

V0

0002 начальная 9000 объем пустой камеры

Wc

lbf-ft ​​

линейная кинетическая энергия топлива

Wef

lbf-ft ​​

гравировальная сила th e снаряд

Wgun

фунт-сила-фут

линейная кинетическая энергия пушки

Wpr

фунт-фут

линейная кинетическая энергия снаряда

Wprr

фунт-сила

фунт-силы вращательная энергия

фунт-силы

Wc

фунт-фут

кинетическая энергия порохового газа

Wtot

фунт-фут

общая работа, выполненная системой

x

на

на расстоянии

на расстоянии

баррель

расстояние у дульного среза

XP

расстояние, пройденное затворной рамой

zi

доля оставшейся паутины зерна пороха

δ

Константа Пиддака-Кента

vii

РЕЗЮМЕ С 1950-х годов платформа винтовки AR15 / M16 представляет собой новую конструкцию, предназначенную для улучшения веса и точности традиционных моделей. военные винтовки.Частично это было достигнуто благодаря новой конструкции газовой системы, которая управляет действием (механизм стрельбы и перезарядки) винтовки. Недостаток конструкции частично связан с засорением, вызванным остатками горячих газов, продуваемых устройством, что может привести к неисправности. Доступны комплекты для модернизации, которые заменяют газовую трубку системой поршня с коротким ходом, чтобы обеспечить надежность, аналогичную винтовкам, таким как AK47. Многие из этих комплектов доступны на коммерческом рынке и оцениваются для адаптации в вооруженных силах США.Газопоршневые системы и их преимущества не были полностью приняты ни на военном, ни на гражданском рынках. В этом документе будут оцениваться различия в функциях каждой системы. Кроме того, входные силы и силы реакции на группу затворной рамы будут суммированы для нескольких стандартных длин стволов.

viii

1. ИНСТРУМЕНТЫ Основное внимание в данном отчете уделяется обобщению и оценке работы, преимуществ и проблем с внутренними и внешними газопоршневыми системами, доступными для платформы AR15 / M16.История и конструкция оригинальной винтовки будут изучены, чтобы понять причину ее создания. Будет дано описание винтовки и ее рабочих компонентов, включая краткое изложение функции базовой внутренней газовой системы. Будет завершено и обобщено сравнение других имеющихся в продаже внешних газовых систем с внутренней газовой системой. Затем будут выполнены расчеты для оценки давления в поршне на основе предыдущих исследований. Это давление будет использоваться для создания входных сил и сил реакции на затворную раму (основной движущийся компонент).Наконец, с пониманием работы каждой системы будет сделан вывод о том, удовлетворяет ли внешняя поршневая система истинную потребность или служит только в качестве альтернативной конфигурации.

1.1. История платформы AR15 Историческая слава, успех и общая надежность такого оружия, как автомат Калашникова 1947 года, привлекли внимание вооруженных сил США, энтузиастов оружия и средств массовой информации. АК-47, являющийся одной из многих разновидностей полуавтоматического оружия с поршневым приводом, был разработан с более свободно устанавливаемыми деталями и прочной системой поршневого привода, чтобы повысить надежность оружия в любых условиях эксплуатации и в любых условиях.Одним из недостатков конструкции АК-47 была сама конструкция. Неплотно прилегающие детали и большая возвратно-поступательная масса поршневой системы (рис. 1) приводит к снижению точности и вылета дульного среза (1). Подъем дульной части — это событие, которое происходит, когда конец ствола отталкивается от цели динамическими силами во время выстрела из винтовки. В конце 1950-х годов компания ArmaLite, производящая стрелковое оружие, произвела инновационное огнестрельное оружие под названием AR-10 под руководством главного конструктора Юджина Стоунера.Подобно другим автоматам с автоматической перезарядкой, действие (или механизм стрельбы и перезарядки) винтовки инициировалось давлением газа сгорания, отводимого из ствола. АК-47, известная как одна из наиболее широко используемых и надежных винтовок в мире, использует эту конструкцию. Тем не менее, там, где в других винтовках обычно используется поршневая система с коротким или длинным ходом

1

, расположенная над стволом для разблокировки затвора, в конструкции AR-10 10 использовалась более легкая конфигурация, см. Рисунок 1.. В винтовке Стоунера использовалось прямолинейное действие от ствола через затворную группу до ложи (2). Этот новаторский дизайн позволил создать военную версию M16 и гражданскую AR15, доступную сегодня. Очевидная разница в размерах поршневых систем АК АК-47 47 и M16 / AR15 свидетельствует о легкости конструкции AR AR-10.

Рис. 1. Винтовка M M-16A1 16A1 США (вверху) и советская винтовка АК (внизу). Две винтовки разобраны на группы.(3)

Конструкция AR10 отличалась тем, что она направляла газ по трубе в поршневую систему, расположенную внутри группы затворной рамы, что называется прямым ударным воздействием. Эта конструкция значительно повысила точность оружия за счет центрированной и меньшей массы движущихся компонентов. К сожалению, AR AR-10 и его дочерние разработки, военный M16 и гражданский AR15, страдают от засорения из-за нагнетаемых горячих газов, что со временем может привести к неисправности. (2)

1.2. Описание винтовки Платформа AR15 была построена из легких материалов, чтобы уменьшить общую нагрузку, которую несут солдаты на поле боя. Винтовка была разработана с двумя основными узлами

2

: нижней половиной и верхней половиной (см. Рисунок 2). 2 Нижняя половина состоит из кованой алюминиевой рамы 70 7075-T6, в которой находится спусковой механизм и ударник. К кормовому концу нижней части прикреплены пистолетная рукоятка и композитный пластиковый приклад.Ложа содержит систему амортизации отдачи, состоящую из алюминиевой трубки, возвратной пружины и вольфрамового буфера.

Рисунок 2: Изображение основных узлов и компонентов AR15

Верхняя половина винтовки состоит из кованой алюминиевой рамы 7075-T6, в которой находится затворная рама и которая крепится к узлу ствола. Группа затворной рамы включает стальную затворную раму, в которой находятся затвор и ударник, показанные на Рисунке 3. 3 Болт изготовлен из стали Carpenter 158, подвергнутой дробеструйной обработке, проверке на магнитные частицы и испытанию под высоким давлением.Поверх затворной рамы находится газовый ключ, функция которого будет описана позже. атер. Кулачковый штифт проходит через болт и следует по дорожке в держателе затвора. Кулачковый штифт — это то, что позволяет затвору поворачиваться в фиксирующие выступы на удлинителе ствола. Кулачковый штифт также блокирует затвор в разблокированном положении через направляющую в верхнем ресивере во время циклического действия.

3

Рис. 3 :: Основные компоненты в сборе болтовой несущей группы

Основные компоненты узла ствола состоят из ствола, удлинителя ствольной коробки, гайки ствола, газового блока, газовой трубки и защиты руки.Удлинитель ствольной коробки прикрепляется к концу ствола и, как упоминалось ранее, содержит фиксирующие выступы, удерживающие затвор на месте во время стрельбы. Гайка ствола крепит ствол и насадку к верхней ствольной коробке. Газовый блок расположен над газовым портом в цилиндре и позволяет потоку газа через газовую трубку обратно к газовой кнопке, показанной на рисунке 4. Ручные ограждения окружают цилиндр и газовую трубку, служа защитой от горячих компонентов и защитой. к газовой системе.

Рисунок 4: Детальный вид газового блока и трубки

Длина ствола может варьироваться в зависимости от желаемой функции оружия.Более длинные стволы предназначены для дальнего боя, тогда как более короткие стволы лучше служат в ближнем бою (CQB). Ствол дальнего действия обычно составляет от 18 до 24 дюймов. Более короткие винтовки будут иметь стволы от 10,5 до 16 дюймов. Пример трех различных длин ствола винтовки можно увидеть ниже на Рисунке 5. Обратите внимание на то, что расположение газового порта меняется, как показано стрелкой. Газовые системы приспособлены к длине винтовки. Короткие газовые системы 4

называются длиной карабина.Системы средней длины также доступны для стволов той же длины, что и системы карабинов. Полноразмерные (винтовочные) системы самые длинные. В большинстве винтовок газовый блок и мушка объединены в единый многофункциональный компонент.

Рисунок 5: Некоторые типичные расположения газовых портов для стволов различной длины (4)

1.3. Сомнительный режим отказа В последнее время проблема засорения породила конструкцию как обновлений, так и совершенно новых систем верхнего ресивера, использующих поршневые системы, в попытке устранить засорение и достичь надежности, аналогичной AK-47.Это неоднозначная тема как на гражданских, так и на военных форумах. Сторонники конструкции с прямым столкновением и новой конструкции поршней выразили озабоченность по поводу преимуществ и надежности каждой системы. Одной из таких проблем является неравномерная нагрузка, действующая на затворную группу систем с поршневым приводом, особенно в случае винтовок с более короткими стволами. Давление, возникающее при сгорании пороха патрона, может превышать 50 кПси в казенной части винтовки типа AR15, использующей стандартные патроны.Это давление необходимо, чтобы деформировать пулю настолько, чтобы она вошла в нарезку ствола. По мере того, как пуля движется по стволу, давление уменьшается до тех пор, пока пуля не выйдет из дула пистолета. В зависимости от длины ствола и расположения напорного патрубка, в стволе

5

давление будет изменяться непосредственно за пулей. Функция напорного патрубка заключается в подаче отмеренного количества газа под высоким давлением в газовую или поршневую систему. Это давление будет обеспечивать достаточную силу для активации группы затворной рамы, что позволяет циклически выполнять действие и выбрасывать снаряд.Время действия имеет решающее значение для работы оружия, особенно в полностью автоматическом режиме (более 700 выстрелов в минуту). Прерывание цикла может быть вызвано плохо очищенным / обслуживаемым оружием, недостаточной / избыточной мощностью боеприпасов, неправильным размером отверстия для газа в стволе или неправильным буферным грузом. Другие проблемы возникают в короткоствольном оружии из-за высокого давления в стволе в месте расположения газового порта, что приводит к более резкому циклическому циклу действия. Когда возникает какая-либо из этих проблем, могут возникнуть такие проблемы, как короткий ход (цикл недостаточно длинный, чтобы запустить следующий патрон в магазине) или отказ детали.На рисунке 6 показаны три распространенных механизма отказа. Отказ от извлечения происходит, когда сила затворной рамы достаточно велика, и затвор не может захватить патрон. Это вызывает заклинивание, когда следующий патрон попадает в существующий патрон в стволе. Принудительное извлечение происходит, когда усилие затворной рамы достаточно велико, чтобы гильза патрона была вытащена из ствола, когда ствол все еще находится под давлением. В этом случае гильза патрона может выйти из строя, при этом часть гильзы застрянет в стволе.Эту неисправность сложно исправить, так как и новый патрон, и старая гильза могут застрять в стволе. Отказ подачи происходит, когда недостаточно силы для цикла действия, и болт не может удалить новый патрон из магазина. В военных приложениях любой из этих сценариев может привести к жизни или смерти.

6

Рис. 6 :: Типичные сбои при работе AR15 Action (5)

Внедрение газопоршневых систем на платформу AR15 было направлено на значительное сокращение или устранение циклических отказов из-за неправильной очистки или обслуживания винтовки.Загрязнение при работе вызвано скоплением остатков горячих газов, которые могут притягивать грязь и другие посторонние частицы. статьи. Загрязнение в действии типично для системы прямого попадания газа. Система газового поршня перемещает газы к приводному механизму над стволом и за пределами действия. На потребительском рынке доступно несколько модификаций поршневых поршней предыдущих поколений. Некоторые газопоршневые системы также могут лучше регулировать изменение давления в стволе благодаря функциям регулировки на газовом блоке.Проблема с газопоршневыми системами заключается в том, что метод, при котором нагрузки передаются на группу держателя болта, не согласуется с первоначальным замыслом конструкции стента. В системах с прямым ударным газом газы проходят по газовой трубке из ствола через газовый ключ, прикрепленный к затворной раме, и в группу затворной рамы, где газ оказывает давление непосредственно на несущее крепление и затвор на уровне канала ствола винтовки. . В газопоршневых системах узел поршня и штока заменяет газовую трубку.Шток ударяется о деталь на затворной раме, которая заменяет газовый ключ. Смещенная от центра высокая нагрузка вызывает наклон затворной рамы. Наклон несущего элемента более распространен при плохо изготовленных компонентах с плохими допусками.

7

2. СРАВНЕНИЕ ПОРШНЕВЫХ СИСТЕМ В следующем разделе будет исследовано внутреннее устройство как систем прямого удара, так и газопоршневых систем. Для каждой системы будет предоставлено описание компонентов газовой системы с указанием сходства и различия между ними.Также будут объяснены функциональные детали, связанные с циклическим движением винтовки. Для описания газопоршневой системы будут использованы несколько типичных вариантов конструкции для объяснения функций и работы, которые в значительной степени одинаковы для всех поршневых комплектов. В ходе данной оценки термины AR15 и M16 обычно считаются взаимозаменяемыми.

2.1. Система прямого удара (внутренний поршень) Как упоминалось ранее, действие винтовки AR15 осуществляется за счет газов сгорания, отводимых из ствола.В следующем разделе более подробно рассказывается о системе прямого столкновения. После того, как снаряд попадает в патронник и спусковой крючок нажат, газы сгорания выталкивают пулю из гильзы в нарезку ствола. При этом стенки кожуха расширяются, и стопорные выступы затвора входят в зацепление с выступами удлинителя ствола. Давление внутри гильзы увеличивается до тех пор, пока пуля не деформируется и не начинает двигаться по стволу. По мере того как объем ствола за пулей увеличивается и порох сгорает, давление снижается до тех пор, пока пуля не выйдет из дульного среза.Прежде чем пуля выйдет из дульного среза, пуля и горючие газы проходят через газовый канал. В это время газовый порт пропускает отмеренное количество газа в газовый блок, что, в свою очередь, позволяет газу течь обратно через газовую трубку в держатель затвора через газовый ключ. Расположение и размер газового порта зависит от длины ствола. В затворной раме должно существовать достаточное давление газа до того, как пуля выйдет из ствола, чтобы действие можно было циклически повторять. Схема газовой системы показана на рисунке 7, а подробный разрез газового порта показан на рисунке 8.(6)

8

Рисунок 7: Схема, показывающая путь газа в системе прямого ввода (7)

Рисунок 8: Поперечное сечение ствола, порта для газа и газовой трубки (8)

По мере того, как газ входит в болт держателя от газового ключа, он заполняет полость между затвором и задней стороной держателя. Газовые кольца затвора изолируют газ в камере, пока затвор заблокирован. Это показано на виде сверху на рис. 9. По мере того, как в полости нарастает давление, газ воздействует на заднюю часть держателя, отталкивая его от затвора.Это движение заставляет затвор отпирать, а газовый ключ отделяется от трубки. Разблокированное положение держателя можно увидеть на виде снизу на фиг.9. С этого момента импульс держателя толкает группу затворной рамы в буферную трубку, сжимая пружину. Остальные действия по перезагрузке не имеют отношения к текущей оценке и будут игнорироваться. Дополнительную информацию можно найти в ссылках.

9

Газовый ключ Поток газа из газовой трубки

Поршневая камера

Кулачковый болт

Кольца болта

Болт держателя болта

Рис. Следует отметить, что на самом деле внутри группы затворной рамы имеется поршневая система.Это показывает, что поршень в той или иной форме необходим для работы газовой винтовки. В следующем разделе будут рассмотрены различные типы внешних поршней, разработанные для борьбы с засорением.

2.2. Внешние газопоршневые системы. Вышеупомянутое исследование системы прямого удара показало, что поршень фактически является критическим компонентом действия стандартного AR15. К сожалению, как уже упоминалось ранее, газы, используемые для приведения в действие указанного поршня, вызывают засорение во время действия винтовки.В результате несколько производителей попытались решить проблемы надежности из-за засорения, переместив рабочий поршень и газы во внешнее место

10

на винтовке. Эти системы обычно состоят из стержней с коротким ходом, которые контактируют с модифицированной затворной рамой. Ниже будет описано несколько вариантов конфигурации внешнего поршня. Базовая конструкция системы внешнего газового поршня состоит из относительно небольшого числа дополнительных компонентов. Самыми простыми из них являются комплекты для модернизации, требующие модифицированного газового блока, штока поршня и модифицированной затворной рамы.Примером такого типа системы является комплект для переоборудования поршня Adams Arms, показанный на рисунке 10. В этой системе газ проходит через газовый порт ствола в газовый блок. Газовый блок содержит регулируемую ручку для управления потоком газа с использованием предварительно заданных отверстий для ограничения потока, которые совмещены над газовым портом ствола. Ручка является частью металлического цилиндра, который входит в чашку приводного стержня. Чашка предназначена для выпуска продуктов сгорания при перемещении тяги привода. Приводная штанга проходит по стволу и через направляющую втулку в верхнюю ствольную коробку.Пружина оборачивается вокруг приводной штанги, чтобы помочь замедлить шток и ограничить общий ход. Пружина также возвращает тягу привода в исходное положение, чтобы подготовить его к следующему раунду. Другая аналогичная конфигурация существует в системе Land Warfare Resource Corporation International ((LWRCI), показанной на рисунке 11. (10) (11)

Рисунок 10: Комплект для переоборудования поршня Adams Arms (10)

11

Рисунок 11: Поршень LWRCI Компоненты системы (11)

Еще одним важным компонентом успешной системы внешнего газового поршня является модифицированная затворная рама.Конструкция этих поршневых систем основана на том, что приводной шток проходит через отверстие для газовой трубки в верхнем ресивере. Отсюда единственный практический способ приведения в действие затворной рамы находится в месте расположения газового ключа. К сожалению, конструкция газового ключа не позволяет принимать конец приводного стержня. Затворной раме требуется особенность, обеспечивающая контактную площадку для приводного поршня. Поскольку газовый ключ закреплен на держателе, удаление и замена ключа более функциональным компонентом было первой итерацией дизайна для многих систем.В конце концов, в большинстве систем на верхней части носителя был установлен цельный выступ. Расположение встроенной бобышки см. На Рис. 12.

12

Рис. 12 :: Типичная группа держателей болтов для конфигурации с газовым поршнем (12)

Дополнительной модификацией группы держателей болтов является снятие газовых колец болта и установка пружины между болтом и внутренним упором в перевозчик. В системе прямого удара газовые кольца болта необходимы для центрирования болта в держателе и обеспечения герметичной полости для расширения газов.Тем не менее, во внешней газопоршневой системе газовые кольца не нужны, поэтому их снимают. Пружина оказывает аналогичное центрирующее действие на болт, что предотвращает неравномерный износ кулачкового болта. Пружину можно увидеть на задней стороне болта на Рисунке 12. (12) Система внешнего поршня Patriot Ordinance Factory, Actory, Inc. (POF (POF-USA)) исключает необходимость использования пружины и чашки в конфигурации приводного штока. а также пружину на болте.Как видно на рисунках 14 и 13, неотъемлемой частью газового блока является удлиненная трубка с втулкой на конце для направления узкого приводного стержня.Приводной шток толкается поршнем, который плавает между газовым регулятором и штоком ведущего штока. Отверстия на нижней стороне трубки газового блока выпускают газообразные продукты сгорания, когда поршень проходит вниз по цилиндру. В этой системе приводной шток предназначен для перемещения вместе с группой держателя затвора до тех пор, пока не будет зафиксирован втулкой в ​​трубке газового блока. Буферная пружина замедляет весь узел поршневого поршня и группы затворной рамы и возвращает ее в исходное огневое положение. (13)

13

Рисунок 13 :: Patriot Ordnance Factory, Inc.Система газового поршня (5)

Рис. 14 14: Поршневая система тактической винтовки POF-USA P416 (13)

Внешний поршень системы основного оружия (PWS) является более уникальным. В этой системе используется полностью модифицированный верхний узел в сборе, показанный на рисунке 15. Газовый блок имеет встроенную трубку, аналогичную системе POF POF-USA USA. Приводная штанга сегментирована и прикрепляется к верхней части держателя затворной рамы. Это создает модульную модульную сборку, включающую рукоятку заряжания, группу затворной рамы и шток поршня.В этой системе дополнительная масса поршневого узла перемещается вместе с затворной рамой. Болт также модифицирован для установки специальной пружины. (14)

14

Рисунок 15 15: Вариант поршневой системы основного оружия (14)

2.3. Сводка различий Как в конструкции с прямым ударным ударом, так и в конструкции с внешним поршнем используется много схожих компонентов в действии винтовки. Только компоненты, специально относящиеся к газовой системе, имеют тенденцию отличаться. Как упоминалось ранее, газовая система прямого удара состоит из газового блока, газовой трубки, газового ключа и болта с газовыми кольцами.Кроме того, система прямого удара действует за счет расширения газов в полости, созданной затворной рамой и затвором. Во внешней газопоршневой системе используются модифицированные, модернизированные или замененные компоненты, которые выводят поршневую систему из строя и размещают ее над стволом. К разным компонентам обычно относятся газовый блок, узел тяги привода, верхняя ствольная коробка, цилиндрическая гайка и затворная рама. Болт также обычно модифицируют, снимая газовые кольца и заменяя их пружиной. Сводку различных компонентов, необходимых для каждого типа системы, рассмотренного выше, можно увидеть в таблице 1.

15

Таблица 1 Обзор конфигурации компонентов поршня

16

2.4. Влияние на долговечность системы В оригинальной конструкции прямого удара в AR15 используется внутренний газовый поршень. Эта конструкция выбрасывает горячие газы в действие винтовки. В конце концов, нагар и другие загрязнения смешиваются с доступной влагой и / или смазкой, что мешает движущимся компонентам в работе. Также известно, что горячий газ вызывает преждевременный выход из строя мелких компонентов во время чрезмерного / продолжительного обжига.Предлагаемое решение этой проблемы состоит в том, чтобы удалить горячий газ из строя путем включения внешней поршневой системы. Каждая конфигурация системы внешнего поршня и применение материала были разработаны для обеспечения максимальной надежности и износостойкости. Одна из основных проблем, связанных с системами с внешним поршнем, заключается в различном способе приложения нагрузок к группе затворной рамы. В системе прямого удара нагрузки прикладываются вдоль оси болта. Эта конфигурация более равномерно распределяет нагрузки на затворную раму и затвор.В системах с внешним поршнем усилие срабатывания прикладывается к встроенному выступу в верхней части затворной рамы, заставляя его наклоняться внутри верхней ствольной коробки. Наклон затворной рамы может вызвать более высокие фрикционные нагрузки в среде внутри ствольной коробки, которая, как уже было доказано, подвержена эксплуатационным проблемам из-за трения. Наклон также может вызвать большие силы контакта между стальными и алюминиевыми компонентами внутри винтовки, что приведет к преждевременному износу или повреждению. Виды в разрезе систем прямого удара и внешнего поршня показаны на рисунке 16.Желтые стрелки указывают направление приложенной нагрузки на затворную раму. Зеленые стрелки указывают силы реакции. Красная стрелка указывает направление вращения затворной рамы в ствольной коробке типовой системы с внешним поршнем.

17

Внутренняя поршневая система

Внешняя поршневая система

Рис. 16. Вид в разрезе внутренних и внешних поршневых систем со стрелками нагрузки.

18

3. МЕТОДОЛОГИЯ В следующем разделе объясняется методика, используемая для расчета нагрузок, передаваемых на затворную раму в газовой системе AR15.Нагрузки будут использоваться для оценки потенциальных функциональных различий между системой прямого удара и системой внешнего поршня. Также будет рассчитано изменение нагрузки из-за изменений длины ствола и газовой системы. Результаты этих расчетов помогут оценить преимущества прямого удара по сравнению с системами типа внешнего газового поршня для платформы AR15.

3.1. Внутренняя баллистика Внутренняя баллистика — это исследование давления и движения снаряда в стволе пистолета.Для этого исследования требуются давление в стволе и скорость снаряда. За прошедшие годы было проведено множество исследований с целью более полного понимания этой темы (15). Даже самые простые расчеты по-прежнему довольно сложны и требуют конкретной информации об интересующем оружии и используемом порохе. Расчеты основаны на скорости превращения твердого топлива в газовую фазу, что приводит к значительному увеличению давления за короткий период времени. Это давление толкает снаряд в нарезку и ускоряет его по стволу.По мере того как объем за снарядом увеличивается из-за движения вниз по стволу, давление уменьшается из-за политропного расширения газа. Как правило, эти расчеты используются при проектировании ствола оружия. Типичный вид профилей давления, скорости и смещения можно увидеть на рисунке 17 для винтовки M16A1. С помощью этой информации можно определить давление в любой точке ствола. В этом исследовании результаты внутренней баллистики взяты из других экспериментальных и теоретических оценок системы прямого столкновения M16.Для более подробного объяснения расчетов, связанных с обработкой данных на Рисунке 17, обратитесь к документам в разделе «Справочная информация» этого отчета.

19

Рис. 17: Внутренняя баллистика винтовки M16A1 (16)

С помощью этого типа диаграммы можно определить базовое давление или давление непосредственно за снарядом. В предыдущих исследованиях было установлено соотношение, которое определяет базовое давление как функцию давления в камере (PB). Угловое отношение (CR) рассчитывает базовое давление (Pbp) как отношение к массе снаряда и заряда (17).

(17)

[1]

(17)

[2]

3.2. Работа, энергия и импульс Расчеты, необходимые для полной оценки давления и температуры в газовом оружии, довольно сложны и не полностью описаны в этом документе. К счастью, можно ссылаться на результаты нескольких прошлых технических статей, на основании которых будет сделана фундаментальная оценка. В основе расчетов, используемых в этой статье, лежат первый закон термодинамики и закон сохранения количества движения.импульс Согласно Первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии (U) равно

20

полному подводу тепла (Q) к системе и общей работе, выполненной системой (Wtot) плюс потери. -!

[3]

где: (

# $%) & ‘((

# $%), &’ (

(15)

(15)

[4]

[5])

Изменение внутренней энергии (U) равно общему количеству энергии, остающейся в газе после выполнения всей работы и учёта тепловых потерь.Изменение внутренней энергии можно оценить на основе массы заряда (mc), доли оставшейся перегородки зерна порошка (zi), температуры газа (T) и удельной теплоемкости газа при постоянном объеме ( Резюме). Предполагается, что во всех случаях твердое топливо полностью сгорит или перейдет в газообразное состояние до выхода из дульного среза оружия. В этом случае значение zi равно единице, что соответствует 100% превращения твердого топлива в газ.Подвод тепла к системе (Q) равен полной энергии, имеющейся в твердом топливе. Единственное различие между уравнением для Q и уравнением для U состоит в том, что в последнем интеграл берется от адиабатической температуры пламени газа (TA). Работу и потери в системе также можно разбить для любой точки движения снаряда в стволе. Здесь наиболее интересны две ситуации: момент сразу после того, как снаряд проходит газовый канал в стволе, и точка, в которой затворная рама достигает максимальной скорости до того, как пуля покидает дульный срез.Промежуток времени между газовым портом и дульным срезом — это время, в течение которого горючие газы способны выполнять работу на приводной поршень во время действия винтовки. Общая работа, затрачиваемая на перемещение затворной рамы, должна быть достаточной для полного цикла системы. Компоненты работы и потерь можно оценить по линейной кинетической энергии снаряда (Wpr), метательного заряда (Wc) и пушки (Wgun), кинетической энергии вращения снаряда от нарезов ствола (Wprr), гравировальной силы снаряда (Wef) и теплопотери в ствол (Eh).

21

-. /. ! -01-2 -345-011 -67 89 где:

-01 & -2 &

& @ A

-345 @CD [электронная почта защищена]

[7] (15)

[8]

[9]

-011 FG и

[10] 10]

J

-67,! %)! I ‘J K! I J 8L

[6]

(S) .NO’! .P QJ R,) TQ, U (T &

!) .W ‘! .XP VR Y &) .ONXP

[11] 11] (15)

[12] 12]

Рабочие компоненты кинетической энергии для снаряда, заряда и пушки основаны на соответствующих массах объекта и их скоростях. .Предполагается, что скорости снаряда и заряда одинаковы (vpr), поскольку газы заряда обычно перемещаются вместе со снарядом, когда он перемещается по длине ствола. Кинетическая энергия порохового газа также может быть оценена из правой части рабочего уравнения (Wc), где g — ускорение свободного падения, а δ — постоянная Пиддака-Кента (15) (17). Масса орудия (мгун) равна сумме компонентов, перемещающихся с орудием в любой момент времени. Перед газовым портом в массу ружья входят затворная рама, пружина и амортизатор.Между газовым портом и дульным срезом упомянутые выше компоненты движутся независимо от основной массы орудия из-за работы, выполняемой на затворной раме. Скорость пушки (vgun) может быть рассчитана с применением Второго закона Ньютона. По сохранению количества движения можно вычислить скорость пушки. @CD [email protected] Z [&)

[13] 13]

Работа, выполняемая для вращения снаряда при его движении вниз по стволу, основана на моменте инерции (Ip) и скорости поворота нарезов. (R), что для стандартной винтовки составляет 1: 7.

22

‘! ] F \

[14] 14]

Также требуется проделанная работа по продвижению снаряда в нарезы ствола. Эту работу можно оценить по экспериментальным данным о силе (Fef), необходимой для деформации снаряда в нарезы. Можно показать, что эта сила относительно постоянна по длине ствола. Следовательно, требуемая работа — это просто произведение гравирующей силы, действующей на снаряд, и расстояния, на которое эта сила переместила снаряд по стволу.Энергия, потерянная для ствола (Eh), может быть оценена из уравнения, выведенного и более подробно отображенного в указанном ресурсе. Приведенный здесь расчет предполагает, что значение остаточной температуры твердого тела (TS) равно нулю, поскольку предполагается, что все твердое вещество преобразовано в газ до выхода из дульного среза на расстоянии xm. Диаметр канала ствола винтовки (dbore), объем пустого гильзы / патронника (V0) и начальная скорость пули (vm) также используются в приведенном выше выводе. Когда пуля находится в дульном срезе, уравнение работы и потерь отделяет массу затворной рамы от массы оружия.L

[15] 15]

где: — & KJZ, [J

[16] 16]

Поскольку масса затворной рамы (mbc) и площадь поршня (Ap) известны, а также скорость (vbc) и давление (Pcv) может быть определено экспериментально или теоретически из более продвинутых расчетов в справочных материалах (15) (18) (19), может быть установлена ​​корреляция между требуемой работой и эквивалентной силой на поршне, необходимой для перемещения затворной рамы на указанное расстояние (xp).

23

3.3. Оценка давления и сил поршня. Для систем оружия с перезарядкой газа, таких как AR15 / M16, давление в стволе является необходимой информацией при проектировании газовой системы. Давление в цилиндре в отверстии для газа определяет давление, которое будет создаваться в поршне, рис. 18. Однако есть и другие параметры газовой системы M16, которые также влияют на давление, создаваемое в поршне. Диаметр газового порта — это основной параметр газовой системы, который влияет на давление поршня. Поскольку область газового порта контролирует поток газа в систему, диаметр должен быть настроен для типичных характеристик топлива и длины газовой системы.Это относительно просто для одной газовой системы.

Давление в камере

Давление в газовом порте Давление в поршне

Рис. 18: Профили давления в стволе, газовом порте и поршне (16)

При исследовании изменения параметров M16 было показано, что работа оружия сильно зависит от изменения давления, действующего на затворную раму из-за изменения площади порта, Рис. 19. Давление в полости поршня около 4000 фунтов на квадратный дюйм вызовет внутреннее столкновение между шпонкой затворной рамы и задней частью верхней ствольной коробки. .Это высокое давление также пытается преждевременно извлечь обсадную трубу и может вызвать сбой цикла. Если давление слишком низкое, затворная рама не будет иметь достаточно энергии для завершения цикла перезарядки. Давление ниже 2000 фунтов на квадратный дюйм приводило к сбою подачи. (16)

24

Рис. 19: Влияние площади газового порта на давление поршня (16)

Понимание чувствительности газовой системы к параметрам, влияющим на давление в поршне, имеет решающее значение. Это позволяет оценить давление поршня на основе имеющихся результатов внутренней баллистики.Кроме того, здесь сделано предположение, что площадь газового порта постоянна для стрелковых систем любой длины. Таким образом, оценка может быть сделана исходя из предположения, что давление в поршне в первую очередь зависит от давления на входе (в отверстии для газа). В этом исследовании давление поршня будет считаться пропорциональным длине газовой системы, поскольку давление в газовом порте напрямую зависит от давления в цилиндре в газовом порте.

25

Для внешней газопоршневой системы большинство внутренних компонентов такие же, как и в системе прямого удара.Основное отличие заключается в добавлении приводного штока, поршня / чашки и газового блока / корпуса поршня. Эти компоненты относительно малы и легки по сравнению с другими движущимися компонентами оружия. Следовательно, работа, выполняемая дымовыми газами, должна быть аналогична по величине работе, выполняемой в системе прямого столкновения. Это значительно упрощает сравнение систем. Несмотря на разницу в давлении, создаваемом внутренним и внешним поршнями, работа, выполняемая для систем с одинаковой длиной ствола, должна быть одинаковой.Наиболее существенное различие между системами прямого удара и внешними поршневыми системами состоит в том, что внешние системы обычно имеют возможность регулировки подачи газа. Размер отверстия газового порта прямого столкновения и компоненты газовой системы, как правило, одинаковы для системы любой длины, за исключением очевидного изменения длины газовой трубки для размещения более длинного ствола. После завершения расчетов работы и давления можно составить таблицу приложенных сил для винтовок M16 разной длины и газовых систем разного типа.Затем для затворной рамы могут быть созданы диаграммы свободного тела. Поскольку движение затворной рамы носит динамический характер, полезно знать расположение центра тяжести. С помощью программы CAD (например, UniGraphics NX6) можно создать подробную модель затворной рамы для определения наилучшего приближения к центру тяжести. Эта точка будет использоваться в качестве точки вращения для любых сил смещения в конфигурации внешнего поршня. Полученные реакционные нагрузки затем суммируются и сравниваются.

26

4. РЕЗУЛЬТАТЫ В следующем разделе будут описаны результаты, основанные на расчетах и ​​соотношениях, установленных в разделе «Методология» данного отчета. Набор точек данных давления и скорости будет выбран из предварительной оценки внутренней баллистики. Затем эти входные данные будут преобразованы в параметры работы, энергии и импульса для времени сразу после того, как снаряд проходит через порт и когда снаряд выходит из дульного среза. Эти значения затем будут использоваться для определения оценок давления внутри поршня и силы, действующей на затворную раму.Предполагается, что эти расчеты будут одинаковыми как для систем прямого удара, так и для систем с внешним поршнем. Наконец, схемы свободного тела затворной рамы будут использоваться для оценки того, как система реагирует на нагрузку входного давления.

4.1. Внутренняя баллистика Как уже упоминалось в разделе о методологии, расчеты, необходимые для определения внутренней баллистики оружия, могут быть довольно сложными и выходят за рамки этого отчета. Для текущей оценки единственная необходимая информация — это график давления в стволе позади снаряда и скорости снаряда в зависимости от пройденного расстояния вниз по стволу.Типичный график внутренней баллистики винтовки AR15 показан на рисунке 20. Этот график ясно показывает изменение доступного давления в различных местах газовых портов.

27

Рисунок 20: Типичные кривые давления и скорости f для боеприпасов калибра .223 (6)

28

Данные на приведенном выше графике были затем сведены в Таблицу 2. Для этого исследования были выбраны три стандартные длины винтовки. представляют собой линейку газовых систем M16, используемых сегодня операторами. Более короткие пистолетные системы были исключены из этого исследования, поскольку они не так распространены.Стандартная длина газовой системы до газового порта составляла 7,8, 9,8 и 13,2 дюйма от одного производителя ствола для карабинных, средних и винтовочных систем, соответственно (6). Эти местоположения газовых портов соответствуют 14,5, 16 и 20 дюймовым баррелям соответственно. Базовое давление, или давление газового порта, увеличивается примерно на 35% для средней длины и на 67% для газовой системы карабина от базовой газовой системы винтовки. Расчеты в порте давления описывают давление за снарядом в момент сразу после того, как снаряд проходит через порт для газа.Расчеты, когда снаряд находится в дульном срезе, показывают базовое давление у снаряда, а также усредненное значение давления в отверстии для газа. Давление в порту усредняется, так как падение давления в эти короткие промежутки времени практически линейно. Таблица 2: Таблицы давлений и скоростей для газовых систем различной длины (6)

4.2. Оценка давления и силы в результате работы Для этого следующего раздела требуются общие системные входные данные. Первый набор входных данных — это массы соответствующих компонентов.Снаряд, используемый в этом исследовании, будет представлять собой цельнометаллический снаряд весом 55 гран, аналогичный 5,56-мм военному снаряду M193 United States. 5,56-мм патрон аналогичен гражданскому патрону .223. Поскольку большинство стволов коммерческих винтовок спроектированы и испытаны с учетом более высоких нагрузок для контрольных испытаний патрона 5,56 мм, выбор патрона 29

кажется разумным. Массы соответствующих компонентов сведены в Таблицу 3. В некоторых случаях масса компонента показана в зернах и массе прудов, где одно зерно равно 1/7000 фунтов массы.Таблица 3: Таблица соответствующих масс системы

Размеры винтовки, буферной системы и газовой системы также необходимы для определения условий работы и энергии. Диаметр канала ствола винтовки, скорость закручивания нарезов, размеры буферной трубки и пружины, площадь поршня прямого удара и ход затворной рамы для разблокировки затвора перечислены в таблице 4. Скорость поворота винтовки составляет 1: 7 или один полный оборот за семь дюймов хода. Площадь поршня и ход затворной рамы были измерены физически.2

Площадь поршня

Lbc

0,335

дюйм

Ход носителя болта для расцепления болта

Газовые свойства топлива также требовались для определения энергетического потенциала твердого топлива и тепла. сроки потери. Удельная теплоемкость при постоянном объеме 30

(Cv) была взята из исследования чувствительности параметров газовой системы M16 (18). Перечислены адиабатическая температура пламени (TA) и температура несгоревшего твердого топлива (TS).Значение TS устанавливается равным нулю при условии, что весь газ превратился в газ. Таблица 5: Список свойств и факторов газа (17)

Результаты уравнений, выведенных в методологии, были суммированы для трех различных комбинаций длины ствола и расположения газовых портов в Таблице 6. Влияние длины ствола на общую камеру или давление в казенной части уже были показаны в предыдущем разделе. Как и ожидалось, расположение газового порта также напрямую влияет на исходное давление в газовой системе.Среднее давление газового порта (Pport) указано как промежуточное давление для периода времени между газовым портом и дулом. Это давление является величиной, которая используется для определения взаимосвязи между давлением порта и давлением в поршневой полости (Pcv). Величина прогнозируемого давления в порту согласуется с другими исследованиями газовой системы M16 (16). Таблица 6: Сводная информация о работе, импульсе и приложенной силе

31

Дополнительная точка данных была взята с использованием 16-дюймового ствола с газовой системой карабина.Эта конфигурация является стандартной длиной из-за федеральных законов США, предписывающих, что длина ствола винтовки должна превышать 16 дюймов. Давление в отверстии для этой конфигурации немного ниже, чем у карабина с более коротким стволом 14,5 дюйма. Основываясь на исследовании, показанном на Рисунке 19, расчетные давления показывают, что между затворной рамой и задней внутренней частью верхнего ресивера может произойти сильное столкновение. Следовательно, любое небольшое изменение в газовой системе, которое снижает эффективное давление в полости для устранения этой проблемы, является полезным.Давление в полости для 14,5-дюймового ствола и 7,8-дюймовой газовой системы увеличивается на 58% по сравнению с конфигурацией длины винтовки. Газовая система средней длины показывает давление в полости поршня, которое почти вдвое меньше, чем у карабинной системы. Результирующие силы, действующие на затворную раму, также демонстрируют ту же тенденцию. Эта оценка подтверждает, что более короткое расположение ствола и газового порта значительно увеличивает нагрузку на газовую систему платформы M16.

4.3. Реагирующие нагрузки Расчетные в предыдущем разделе газовые нагрузки могут быть легко использованы для создания диаграмм свободного тела для затворной рамы.Интересующий момент времени — непосредственно перед концом хода затворной рамы, непосредственно перед отсоединением затвора от удлинителя ствола. Это время, когда сила давления начинает выходить из полости поршня через пути утечки, спроектированные в держателе. Эти пути утечки необходимы для безопасного сброса давления в атмосферу. Поскольку газовая перегрузочная система в M16 ускоряется с очень высокой скоростью, система будет рассматриваться как динамический анализ. Скорострельность полностью автоматического оружия может составлять около 750 выстрелов в минуту.За очень короткое время цикла приложенная нагрузка будет действовать в местах, указанных на схемах свободного тела на Рисунках 21 и 22. Входные нагрузки обозначены зелеными стрелками, реагирующие нагрузки желтыми, а центр тяжести (CG ) затворной рамы — желтый кружок. Для внутренней газовой системы входная нагрузка действует вдоль оси z винтовки, а ЦТ находится на небольшом расстоянии от оси. Реагирующие нагрузки во внутренней системе

32

хорошо сбалансированы, и любое вращение или наклон затворной рамы минимальны.Этот результат соответствует ожиданиям от оригинального дизайна оружия. Для системы внешнего газового поршня ystem необходимо предположить, что необходимая входная нагрузка для переключения оружия такая же, как и для системы внутреннего поршня, имеющей длину винтовки. Следовательно, любая дополнительная нагрузка будет ненужной для системы и может быть только вредной. Исключением является то, что системы с внешним поршнем не всегда напрямую подвергаются давлению в отверстии для газа. Некоторые из газовых систем имеют конструкции, которые позволяют регулировать для оптимизации производительности поршневой системы для заданной длины ствола, расположения газового порта или проекта снаряда / заряда.

Рисунок 21 :: Диаграммы нагрузок на затворную раму (внутренний поршень) в свободном теле

Конструкция затворной рамы для внешней системы имеет смещение входной нагрузки 0,785 дюйма от оси z оружия. Это то же место, что и газовая трубка во внутренней поршневой системе. Разница в том, что нагрузка прикладывается к контактной поверхности выступа. Для этой системы большая величина смещающей нагрузки создает значительный наклон затворной рамы внутри верхней ствольной коробки.Реакционные нагрузки, обозначенные желтыми стрелками на рисунке 22, являются неопределенными.

33

Рис. 22 :: Диаграммы нагрузок на несущее устройство для свободного тела (внешний поршень)

Таким образом, для оценки нагрузки наихудшего случая были оценены две точки контакта. Первая точка находилась на конце затворной рамы рядом с буферной трубкой. Второй точкой контакта считается передний конец затворной рамы рядом с t-образным затвором. Реакционные нагрузки приведены в Таблице 7 как для внутренней, так и для внешней газопоршневой систем.Для обзора включены значения входной силы газа (Fbc), осевой реакции на силу (Fbtz) и сил наклона буферной трубки (Fbty) и конца болта (Fbty2). Нагрузки для обоих корпусов контактов значительно больше, чем для внутренней газопоршневой системы.

34

Таблица 7: Сводная таблица сил свободного тела Диаграмма

35

5. КОКЛЮЗИО После анализа истории и надежности AR15 / M16 очевидна потребность в более надежном действии.Заявления о неудачах в полевых условиях, от проблем с добычей / кормлением до помех и проблем с ездой на велосипеде, подвергали опасности солдат на поле боя и разочаровывали энтузиастов на стрельбище. Как правило, эти сбои связаны с требованием строгих режимов очистки и смазки для обеспечения надлежащего функционирования винтовки. Другие проблемы связаны с конфигурациями, в которых используются либо более короткие стволы, либо более короткие газовые системы. Эти короткие винтовки показали расчетное давление на 58% выше, чем у базовой винтовки.Эта дополнительная нагрузка объясняет дополнительный износ и повреждение более коротких винтовок. Пытаясь облегчить решение этих проблем и улучшить базовую конструкцию, на рынок были введены усовершенствованные конструкции внешнего поршня, аналогичные тем, которые используются в надежном АК-47. Эти конструкции способствуют повышению надежности, поскольку горячие газы сгорания удаляются из зоны действия винтовки и вместо этого работают в удаленном месте над стволом. Остатки горячих газов больше не накапливаются на движущихся компонентах механизма.Специально разработанные внешние поршневые устройства требуют меньше обслуживания и очистки. Повышение требований к интервалам обслуживания дает большое преимущество солдатам, которые могут не иметь возможности или возможности тщательно очистить свою винтовку. Кроме того, конструкция системы внешнего газового поршня менее восприимчива к накоплению других загрязняющих веществ в экстремальных условиях. Противники конструкции внешнего поршня утверждают, что в модернизации нет необходимости. Правильная смазка и очистка могут быть минимальными без сбоев, которые могли быть типичными в прошлом.Кроме того, смещение затворной рамы вызывает более высокие фрикционные нагрузки между держателем и внутренней частью верхней ствольной коробки. Более высокие внутренние нагрузки могут со временем вызвать преждевременный износ и выход из строя компонентов. Даже в системах с внешним поршнем и газом большей длины винтовки прогнозируемые нагрузки в десять раз больше. Поэтому, несмотря на способность некоторых систем с внешним поршнем регулировать давление в газовой системе, базовые нагрузки все же значительно выше. Вышеупомянутая методология обеспечивает простой путь к пониманию изменения давления во внутренней поршневой полости для газовых систем M16 различной длины.Рекомендация для будущих работ 36

будет заключаться в более точной оценке давления в поршневой полости как для внутренних, так и для внешних поршневых систем. Исследования, выполненные в справочном разделе, содержат более подробный анализ. Эти расчеты также следует применять к отдельным внешним газовым системам, чтобы более полно дифференцировать преимущества или недостатки каждой из них.

37

ССЫЛКИ 1. Hayes, James. Как заново изобрели винтовку. Инженерная технология.Сентябрь 2011 г., стр. 44-46. 2. Westrom, Mark A. [Online] 2, 3 июля 2010 г. [Цитирование: 9 февраля 2012 г.] http://www.armalite.com/images/Tech%20Notes%5CTech%20Note%2054,%20 Газ% 20vs% 20Op% 20Rod% 20Drive,% 20020815.pdf. 3. Бетюн, SGT Бобби. Википедия. [Онлайн] 1 января 1980 г. [Цитирование: 8 апреля 2012 г.] http://en.wikipedia.org/wiki/File:AK-47_and_M16_DM-SN-82-07699.JPEG. 4. Блог Оружейной палаты Валгаллы. [Онлайн] [Цитирование: 9 февраля 2012 г.] http://tactical-rifleblog.com/?p=30. 5. ПОФ-США. [Online] 5. [Цитировано: 9 февраля 2012 г.] http://www.pofusa.com/catalog.htm. 6. Рауш, Рэндалл. Как работает газовая система прямого удара AR-15. AR15 Barrels.com. [Онлайн] [Цитирование: 25 января 2012 г.] http://ar15barrels.com/prod/operation.shtml. 7. Армия США. [Онлайн] 3 июля 1989 г. [Цитирование: 11 февраля 2012 г.] http://www.nazarian.no/images/wep/504_FM_23-9_M16.pdf. 8. Суини, Патрик. Оружейное дело — АР-15. Иола: Публикации Краузе, 2010. 9. ADCO Firearms LLC. AR15.com. [Онлайн] [Цитировано: 5 февраля 2012 г.] http: //www.ar15.ru / forum / t_2_130 / 165511_.html. 10. Адамс Армс. [Онлайн] Адамс Армс. [Цитировано: 26 января 2012 г.] http://adamsarms.net/images/explodedviewdiagram.pdf. 11. LWRCI. [Онлайн] LWRC International. [Цитировано: 15 февраля 2012 г.] http://www.lwrci.com/.

38

12. Stag Arms. [Онлайн] [Цитировано: 9 февраля 2012 г.] http://www.stagarms.com/information.php?info_id=4. 13. ПОФ-США. [Онлайн] POF-USA Patriot Ordnance Factory, Inc. [цитируется: 9 февраля 2012 г.] http://www.pof-usa.com/p416/p416-14-11t-223.htm. 14. Системы основного оружия. [Онлайн] Системы основного оружия. [Цитирование: 15 февраля 2012 г.] http://primaryweapons.com/store/pc/viewcontent.asp?idpage=17. 15. Баер, Пол и Джером Франкл. Моделирование внутренних баллистических характеристик орудий с помощью цифровой компьютерной программы. Баллистические исследовательские лаборатории. Абердинский испытательный полигон, Мэриленд: Агентство технической информации вооруженных сил, 1962. Отчет 1183. 16. Вернер, В. М. Сравнение теоретического и экспериментального исследования газовой системы в винтовке M16A1.Абердинский полигон, Мэриленд: Абердинский научно-исследовательский центр армии США, 1971. Отчет 1548. 17. Карлуччи, Дональд и Сидни Якобсон. Баллистика: теория и конструкция оружия и боеприпасов. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2007. 18. Гербер, Атан. Исследование чувствительности винтовочных газовых систем. Абердинский испытательный полигон, Мэриленд: Абердинский научно-исследовательский центр армии США, 1971. Отчет 1524. 19. Сперк, Джозеф Х. Газовый поток в газовом оружии. Абердинский испытательный полигон, Мэриленд: Абердинский научно-исследовательский центр армии США, 1970.Отчет 1475. 20. Чиверс, К. Дж. Вайред. [Онлайн] 1 ноября 2010 г. [Цитирование: 8 апреля 2012 г.] http://www.wired.com/magazine/2010/11/ff_ak47/all/1.

39

ПРИЛОЖЕНИЕ Ниже приводится полный набор условий работы и энергии, рассчитанных, когда снаряд находится в дульном срезе и давление перестает приводить в действие поршень.

РАСЧЕТЫ ПРОЕКТ. @ MUZZLE Lmuzz Vmuzz PB Ppb Pport% Pcv Wbcin vbc

14,5 2,978 17,831 14,213 20,219 158% 3,948 21,7 8,4

16 3,064 16,005 12,758 19,491 152% 3,806 20.9 8,3

16 3,064 16,005 12,758 16,943 132% 3,308 18,2 7,7

20 3,244 12,466 9,937 12,803 100% 2,500 13,7 6,7

36,3 0,26 7,1 29,3 3,7 651 132%

38,5 0,33 6,6 31,9 4,1 492 100% 9000 / с psi psi psi

Расположение пули Скорость снаряда Давление в камере Базовое давление Среднее давление в канале

psi фунт-фут фут / с

Масштабирование давления в полости Работа от давления и пройденного расстояния Оценка скорости

фунт-фут / с фунт-метр -фут / с фунт-фут / с фут / с фунт-сила

Импульс снаряда и заряда Масса буферного груза Импульс носителя, буфера и пружины Импульс пистолета Скорость пистолета Сила от давления в полости% изменение длины силы

Условия импульса Mpr, c mbf Mbc Mgt vgun Fbc%

35.3 0,19 7,1 28,2 3,5 777 158%

36,3 0,19 7,0 29,4 3,7 749 152%

Условия работы / энергии Q Wpr Wprr Wc Eh Wef Wspun Wbcin Wgun Wtot U Tg

169,587 169,587 169,587 169,587,840 фунтов-силы 36,882 фунта-силы 36,882 фунта-силы -фт 389412412 461 фунт-фут 174 184 184 206 фунт-сила-фут 1984 2155 2155 2612 фунт-сила-фут 544600600750 фунт-сила-фут 0,01 0,01 0,01 0,01 фунт-сила-фут 22 21 18 14 фунт-сила-фут 55 60 61 73 фунт-сила- фут 38,008 40,313 40,311 45,459 фунт-фут 131,578 129,272 129,274 124,127 фунт-фут 2215 2176 2,176 2,090 K 1,757 1,718 1,718 1,632 F

40

Движение снаряда вниз по стволу Энергия вращения снаряда KE несгоревшего газа твердые потери тепла на пистолет Работа из-за гравировки силы сопротивления Работа по небольшому сжатию пружины Оценка работы из силы KE пистолета Общая работа, выполненная системой Оставшаяся энергия в газе Температура газа

Что такое газ Ethereum? [Наиболее полное пошаговое руководство!]

Что такое газ Ethereum?

TL; DR

  1. Ethereum Gas — это единица измерения, которая измеряет количество вычислительных усилий, которые потребуются для выполнения определенных операций.
  2. Каждая отдельная операция, выполняемая в Ethereum, будь то транзакция или выполнение смарт-контракта, требует некоторого количества газа.
  3. Майнерам выплачивается сумма в эфире, эквивалентная общему количеству газа, которое им потребовалось для выполнения полной операции.

Ethereum Gas — это источник жизненной силы экосистемы Ethereum, иначе сказать нельзя. Газ — это единица измерения, которая измеряет количество вычислительных усилий, которые потребуются для выполнения определенных операций.

Каждая отдельная операция, выполняемая в Ethereum, будь то простая транзакция, смарт-контракт или даже ICO, требует некоторого количества газа. Газ — это то, что используется для расчета суммы сборов, которые необходимо уплатить сети для выполнения операции.

В этом руководстве мы собираемся понять, как работает газ. Но прежде чем мы это сделаем, мы должны изучить несколько концепций. Итак, без лишних слов, давайте начнем наше глубокое погружение в Ethereum Gas.

Что такое газ Ethereum: пошаговое руководство

Почему в биткойнах не нужен газ?

Биткойн был создан, потому что все задавали одни и те же вопросы.

  • Можно ли будет создать денежную форму, которую можно будет переводить между двумя людьми без посредников?
  • Можно ли будет создать децентрализованные деньги, которые могут работать на чем-то вроде блокчейна?

Сатоши Накамото ответил на эти вопросы, когда создавал биткойн. Наконец-то у нас появилась децентрализованная денежная система, которая может переводить деньги от одного человека к другому.

Однако возникла проблема с биткойном, которая характерна для всех блокчейнов первого поколения.Они разрешали только денежные транзакции, не было возможности добавить условия к этим транзакциям.

Алиса может отправить Бобу 5 BTC, но не может устанавливать условия для этих транзакций. Например. Она не могла сказать Бобу, что он получит деньги, только если выполнит определенные задания.

Эти условия потребуют чрезвычайно сложных сценариев. Что-то требовалось, чтобы сделать процесс более плавным.

… И это «что-то» было смарт-контрактом.

Что такое смарт-контракт?

Смарт-контракты помогают обменивать деньги, имущество, акции или что-либо ценное прозрачным, бесконфликтным способом, избегая при этом услуг посредников.

Ethereum Виталика Бутерина, несомненно, является сильным звеном этого поколения. Они показали миру, как блокчейн может превратиться из простого платежного механизма в нечто гораздо более значимое и мощное.

Итак, что это за «умные контракты» и в чем особенность?

Смарт-контракты — это автоматизированные контракты. Они самовыполняются с определенными инструкциями, написанными в их коде, которые выполняются при выполнении определенных условий.

Вы можете узнать больше о смарт-контрактах в нашем подробном руководстве здесь.

Смарт-контракты — это то, как все работает в экосистеме Ethereum. Когда кто-то хочет выполнить конкретную задачу в Ethereum, он инициирует смарт-контракт с одним или несколькими людьми.

Смарт-контракты представляют собой серию инструкций, написанных с использованием языка программирования «solidity», который работает на основе логики IFTTT, известной как логика IF-THIS-THEN-THAT. По сути, если первый набор инструкций выполнен, выполните следующую функцию, а после нее следующую и продолжайте повторять, пока не дойдете до конца контракта.

Лучший способ понять это — представить торговый автомат. Каждый шаг, который вы делаете, действует как триггер для выполнения следующего шага. Это что-то вроде эффекта домино. Итак, давайте рассмотрим шаги, которые вы предпримете при взаимодействии с торговым автоматом:

  • Шаг 1: Вы даете торговому автомату немного денег.
  • Шаг 2: Вы нажимаете кнопку, соответствующую нужному элементу.
  • Шаг 3. Предмет выходит, и вы его забираете.

А теперь посмотрите на все эти шаги и подумайте. Будет ли работать какой-либо из шагов, если предыдущий не был выполнен? Каждый из этих шагов напрямую связан с предыдущим шагом. Есть еще один фактор, о котором стоит подумать, и он является неотъемлемой частью смарт-контрактов. Видите ли, во время всего вашего взаимодействия с торговым автоматом вы (инициатор запроса) работали исключительно с автоматом (поставщиком). Абсолютно никаких третьих лиц.

Итак, как бы выглядела эта транзакция, если бы она произошла в сети Ethereum?

Предположим, вы только что купили что-то в торговом автомате в сети Ethereum, как тогда будут выглядеть шаги?

Шаг 1: Вы даете торговому автомату немного денег, и это записывается всеми узлами в сети Ethereum, а транзакция обновляется в бухгалтерской книге.

Шаг 2: Вы нажимаете кнопку, соответствующую желаемому элементу, и запись об этом обновляется в сети и реестре Ethereum.

Шаг 3: Товар выходит, вы его забираете, и это записывается всеми узлами и регистром.

Каждая транзакция, которую вы выполняете с помощью смарт-контрактов, будет записываться и обновляться сетью. При этом все участники контракта несут ответственность за свои действия.Он устраняет человеческую злобу, делая каждое действие видимым для всей сети

Что такое виртуальная машина Ethereum?

Прежде чем мы поймем, что такое виртуальная машина Ethereum (EVM), мы должны понять, зачем нужна «виртуальная машина».

Итак, вернемся к смарт-контрактам.

Какие желательные свойства мы хотим использовать в нашем смарт-контракте?

Все, что работает в цепочке блоков, должно быть неизменным и иметь возможность работать через несколько узлов без ущерба для его целостности.В результате функциональность смарт-контракта должна составлять три вещи:

  • Детерминированный.
  • Прекращается.
  • Изолированный.

Признак № 1: Детерминированный

Программа является детерминированной, если она каждый раз выдает один и тот же вывод для данного ввода. Например. Если 3 + 1 = 4, то 3 + 1 ВСЕГДА будет 4 (при том же основании). Поэтому, когда программа выдает один и тот же результат на один и тот же набор входов на разных компьютерах, программа называется детерминированной.

Существуют различные моменты, когда программа может действовать недетерминированно:

  • Вызов недетерминированных системных функций: Когда программист вызывает недетерминированную функцию в своей программе.
  • Недетерминированные ресурсы данных: если программа получает данные во время выполнения и этот источник данных недетерминирован, программа становится недетерминированной. Например. Предположим, программа, которая собирает 10 самых популярных поисковых запросов Google по определенному запросу. Список может постоянно меняться.
  • Динамические вызовы: когда программа вызывает вторую программу, это называется динамическим вызовом. Поскольку цель вызова определяется только во время выполнения, она не является детерминированной по своей природе.

Элемент № 2: Прерывание

В математической логике у нас есть ошибка, называемая «проблема остановки». По сути, он утверждает, что невозможно узнать, может ли данная программа выполнить свою функцию в установленный срок. В 1936 году Алан Тьюринг, используя диагональную задачу Кантора, пришел к выводу, что невозможно узнать, может ли данная программа закончиться за установленный срок или нет.

Это, очевидно, проблема со смарт-контрактами, потому что контракты по определению должны иметь возможность расторжения в заданный срок. Были приняты некоторые меры, чтобы гарантировать, что существует способ «убить» контракт извне и не войти в бесконечный цикл, истощающий ресурсы:

  • Неполнота по Тьюрингу: Неполнота по Тьюрингу будет иметь ограниченную функциональность и не сможет совершать скачки и / или циклы. Следовательно, они не могут войти в бесконечный цикл.
  • Счетчик шагов и сборов: Программа может просто отслеживать количество «шагов», которые она предприняла, то есть количество выполненных инструкций, а затем завершать работу после выполнения определенного количества шагов. Другой метод — счетчик гонораров. Здесь контракты заключаются с предоплатой комиссии. Выполнение каждой инструкции требует определенной суммы комиссии. Если потраченная комиссия превышает предоплату, договор расторгается.
  • Таймер: Здесь хранится заранее определенный таймер.Если исполнение контракта превышает установленный срок, он прерывается извне.

Элемент № 3: Изолированный

В блокчейне каждый может загрузить смарт-контракт. Однако из-за этого контракты могут сознательно или бессознательно содержать вирусы и ошибки.

Если контракт не изолирован, это может нарушить работу всей системы. Следовательно, очень важно держать контракт изолированным в песочнице, чтобы уберечь всю экосистему от любых негативных последствий.

Теперь, когда мы рассмотрели эти функции, важно знать, как они выполняются. Обычно смарт-контракты запускаются с использованием одной из двух систем:

  • Виртуальные машины: Ethereum использует это.
  • Docker: Fabric использует это.

Давайте сравним эти два и определим, что делает экосистему лучше. Для простоты мы сравним Ethereum (виртуальная машина) с Fabric (Docker).

Итак, как можно видеть, виртуальные машины обеспечивают более детерминированную, ограничиваемую и изолированную среду для смарт-контрактов.Однако у докеров есть одно неоспоримое преимущество. Они обеспечивают гибкость языка кодирования, в то время как в виртуальной машине (ВМ), такой как Ethereum, для создания смарт-контрактов необходимо изучить совершенно новый язык (надежность).

EVM — это виртуальная машина, на которой работают все смарт-контракты в Ethereum. Это простая, но мощная 256-битная виртуальная машина Turing Complete. Turing Complete означает, что при наличии ресурсов и памяти любая программа, выполняемая в EVM, может решить любую проблему.

Что такое газ Ethereum?

Как объяснялось во введении, Gas — это единица измерения, которая измеряет количество вычислительных усилий, которые потребуются для выполнения определенных операций.

Примечание. Прежде чем мы продолжим, мы благодарим Джозефа Чоу за его потрясающую презентацию о газе Ethereum.

Большинство смарт-контрактов, работающих в EVM, кодируются с использованием Solidity (Ethereum планирует перейти на Viper с Solidity в будущем). Каждая строка кода в Solidity требует выполнения определенного количества газа.

ETH график цен на газ

Изображение ниже было взято из желтой книги Ethereum и может быть использовано, чтобы получить приблизительное представление о том, сколько стоят конкретные инструкции с точки зрения газа.Для каждой транзакции требуется не менее 21000 газа согласно этой таблице:

Изображение предоставлено: Ethereum Yellow Paper

Чтобы лучше понять, как работает газ в Ethereum, давайте проведем аналогию. Предположим, вы собираетесь в путешествие. Прежде чем сделать это, выполните следующие действия:

  • Вы идете на заправку и указываете, сколько бензина вы хотите залить в машину.
  • Вы заправляете бензином вашу машину.
  • Вы платите заправочной станции сумму, которую вы должны им за бензин.

А теперь проведем параллели с Ethereum.

Вождение автомобиля — это операция, которую вы хотите выполнить, например, выполнение функции смарт-контракта.

Газ хорошо… .газ.

АЗС — ваш майнер.

Деньги, которые вы им заплатили, — это гонорары майнеров.

Все операции, которые пользователи хотят выполнять в Ethereum, должны обеспечивать газ для следующего:

  • Чтобы скрыть данные, также известные как собственный газ.
  • Чтобы охватить все вычисления.

Теперь, когда мы рассмотрели самые основы, вы, возможно, зададите следующий вопрос.

Почему у нас есть эта газовая система?

Ответ прост… стимулирование.

Как и любая одноранговая система с подтверждением работы, Ethereum сильно зависит от хешрейта их майнеров. Больше майнеров, больше хешрейт, более безопасная и быстрая система.

Чтобы привлечь больше майнеров в систему, им нужно сделать систему как можно более прибыльной и привлекательной для майнеров.В Ethereum майнеры могут заработать двумя способами:

  • Путем добычи блоков и получения вознаграждений за блоки.
  • Став временными диктаторами добытых блоков.

Давайте исследуем второй момент.

Майнеры несут ответственность за размещение транзакций внутри своих блоков. Для этого они должны использовать свои вычислительные мощности для проверки смарт-контрактов. Газовая система позволяет им взимать за это определенную плату.

Эта плата известна как комиссия майнера, и она помогает стимулировать их к активному участию в экосистеме.

Итак, какую комиссию они могут взимать? Прежде чем мы сможем это вычислить, давайте разберемся, как мы измеряем газ.

Газ просто измеряется в единицах газа. Транзакция, отправляемая в сеть Ethereum, стоит некоторого дискретного количества газа (например, 100 единиц газа) в зависимости от того, сколько инструкций EVM необходимо выполнить.

Итак, как нам преобразовать газ в эфир?

Нет фиксированной цены конвертации. Отправитель транзакции может указать любую понравившуюся цену на газ.С другой стороны, майнер должен проверять любые транзакции, которые ему нравятся (обычно те, в которых указана самая высокая цена на газ). Средняя цена на газ обычно составляет около 20 Gwei (или 0,00000002 ETH), но может увеличиваться в периоды высокого сетевого трафика, поскольку существует больше транзакций, конкурирующих за включение в следующий блок.

На следующем графике показан график средней цены на газ Ethereum.

Изображение предоставлено Etherscan.

Прежде чем мы продолжим, важно знать концепцию ограничения газа.

Что такое лимит газа Ethereum?

Чтобы выполнить операцию в Ethereum, отправитель транзакции должен указать лимит газа, прежде чем отправить его в сеть. Лимит газа — это максимальное количество газа, которое отправитель готов заплатить за эту транзакцию.

При указании лимита газа необходимо учитывать следующие моменты:

  • Разные операции будут иметь разные затраты на газ (как было показано ранее).
  • Шахтеры прекратят выполнение, как только закончится бензин.
  • Если останется газ, он будет немедленно возвращен операционному генератору.

Давайте посмотрим, как это работает в гипотетическом сценарии.

Допустим, мы складываем два числа, и для этого в контракте должны выполняться следующие действия:

  • Сохранение 10 в переменной. Допустим, эта операция стоит 45 единиц газа.
  • Сложив две переменные, скажем, это стоит 10 единиц газа.
  • Сохранение результата, который снова стоит 45 единиц газа.

Предположим, отправитель указывает лимит газа в 120 единиц.

Общее количество газа, используемого майнером для выполнения вычислений, составляет (45 + 10 + 45) = 100 газа.

Комиссия, причитающаяся майнеру, при условии, что 1 газ стоит 20 Gwei, составляет (100 * 20 Gwei) = 0,000002 ETH.

А сколько газа осталось?

120-100 = 20 газ.

20 неиспользованных газов возвращаются отправителю (20 * 20 Gwei) = 0,0000004 ETH.

Итак, есть два сценария, которые необходимо рассмотреть:

  • Указанный предел газа слишком низкий.
  • Указанный предел газа слишком высок.

Сценарий № 1: Слишком низкий лимит газа

Если у операции заканчивается газ, она возвращается в исходное состояние, как будто на самом деле ничего не произошло, однако генератор операций должен ВСЕГДА платить майнерам плату за их вычислительные затраты, и операция добавляется в блокчейн (даже если он не был исполнен).

Возвращаясь к нашей аналогии с поездкой, если вы не заправили достаточно бензина в машине, вы не сможете добраться до места назначения, но даже тогда вы заплатили заправочной станции деньги за топливо, верно?

Давайте посмотрим, как это работает в нашем гипотетическом смарт-контракте.Шаги были:

  • Сохранение 10 в переменной. Допустим, эта операция стоит 45 единиц газа.
  • Сложив две переменные, скажем, это стоит 10 единиц газа.
  • Сохранение результата, который снова стоит 45 единиц газа.

Однако на этот раз отправитель устанавливает лимит газа в 90 единиц газа.

Теперь мы знаем, что для выполнения транзакции потребуется 100 единиц газа, но мы указали только лимит на 90 единиц газа.

В этом сценарии майнер произведет вычисление на сумму 90 единиц газа, а затем взимает плату с отправителя за 90 единиц газа, которая оказывается (90 * 20 Gwei) = 0.0000018 ETH.

Кроме того, контракт возвращается в исходное состояние, и транзакция включается в цепочку блоков.


Сценарий № 2: Лимит газа слишком высок

Итак, что, если мы установим слишком высокий лимит газа?

Что имеет смысл делать правильно? В конце концов, все, что осталось, будет возвращено отправителю, верно?

Это звучит хорошо на бумаге, но на самом деле не работает так хорошо.

Майнеры ограничены лимитом газа на блок, который, как мы предполагаем, составляет 6 700 000 единиц газа.Базовая транзакция (простой перевод ETH) требует как минимум 21000 газа. Майнеры могут включать только транзакции, сумма которых меньше или равна лимиту блока газа.

Изображение предоставлено: Hackernoon

Предположим, что существует транзакция A (которая выполняет простой перевод ETH) с указанным лимитом газа 42000 и две транзакции B и C (также простые переводы ETH), для которых указан предел газа 21000.

Что для майнера имеет больше смысла вставлять свой блок?

  • Будут ли они проводить транзакцию A и возвращать обратно огромное количество неиспользованного газа?
  • Или они будут помещать транзакции B и C и возвращать почти ничего?

Второй пункт имеет для них больше экономического смысла, не так ли?

Именно поэтому наличие завышенного лимита газа не является разумным решением.Более разумно установить лимит газа, который немного превышает необходимое количество газа для вашей транзакции.

Ниже приводится таблица средних предельных значений газа.

Изображение предоставлено Etherscan

High и Low Ethereum Gas vs High и Low Fee

До сих пор вам должно быть ясно, что газ и эфир — это не одно и то же. Газ — это количество требуемой вычислительной мощности, а эфир — валюта, используемая для оплаты этого газа.

Теперь, зная все, что мы уже получили, давайте рассмотрим некоторые сценарии газа и сборов.

Если у операции НИЗКОЕ количество газа, то майнеры даже не возьмут его, потому что у него недостаточно газа для завершения вычислений.

Если операция имеет НИЗКИЕ комиссии, то у нее может быть достаточно газа, чтобы покрыть ее, но все же майнеры не будут грызть биты, чтобы забрать его, потому что операция с низкой комиссией для них экономически невыгодна.

Если операция имеет ВЫСОКИЙ уровень газа, это означает, что операция раздута из-за высокого предела газа, и, следовательно, майнеры его не поймают.

Если у операции ВЫСОКАЯ комиссия, то майнеры знают, что они заработают на ней много денег и будут получать их мгновенно.

По данным ethgasstation, в настоящее время рекомендованные цены на газ для различных типов скорости транзакций составляют:

Что происходит в сценариях возврата газа Ethereum?

По сути, есть две команды, которые гарантируют, что вы получите возврат денег за газ.

  • САМОУБИЙСТВО: это в основном убивает смарт-контракт.Это вернет вам 24000 единиц газа.
  • SSTORE: Удаление хранилища, которое вернет вам 15000.

Итак, если ваш контракт использует 14 000 единиц газа и удаляет хранилище, вы должны вернуть (15 000-14 000) 1000 единиц газа, которые вам будут возвращены, верно?

Все не так просто.

Если это так, майнеры потеряют всякий стимул. В конце концов, майнеры не должны платить вам за вычисления, верно?

Чтобы избежать подобных сценариев, было поставлено условие.

Накопленный возврат не может превышать половину газа, израсходованного во время расчета.

Давайте рассмотрим пример, чтобы прояснить это.

… Предположим, у нас есть смарт-контракт, который использует до 14 000 единиц газа.

Установленный нами лимит газа составляет 20 000 единиц газа.

Смарт-контракт также включает команду SSTORAGE.

Итак, сколько газа получит создатель контракта после расчета?

Во-первых, они вернут (20 000-14 000) = 6 000 единиц неиспользованного газа.

Теперь также использовалась команда SSTORAGE, так что теоретически они также должны получить назад 15 000 единиц газа.

Тем не менее, количество газа, которое было использовано в контракте, составляет 14000, и, поскольку 15000> 14000/2, полученный ВОЗВРАТ будет 14000/2 = 7000.

Итак, общее количество газа, которое создатель получает обратно в конце, составляет 6000 + 7000 = 13000.

Возьмем другой пример.

Предположим, на этот раз в контракте используется 70 000 единиц газа, и он включает функцию SUICIDE.

Функция SUICIDE должна вернуть вам 24 000 газа, что составляет <70 000/2.

В этой ситуации возврат газа составит 24 000 + неиспользованный газ.

Критика газа Ethereum. Обосновано ли это?

Несмотря на то, что газовая система получила похвалы за отлаженный механизм, который довольно положительно стимулирует майнеров, в последнее время она подверглась критике за то, что она слишком дорога для разработчиков и создателей смарт-контрактов.

По этому поводу Дэнни Райан провел несколько интересных исследований в своей статье в Hackernoon.

Рассмотрим следующий сценарий:

Когда два числа складываются миллион раз в Ethereum, это стоит около 26,55 долларов США в виде комиссии.

Дэнни Райан сравнил это со стандартной системой AWS. Он сказал, что может сложить два числа миллион раз, используя Python за 0,04 секунды, что при почасовой ставке Amazon EC2 0,0059 доллара стоит 0,000000066 доллара.

Это означает, что вычисления в Ethereum в 400 миллионов раз дороже!

На основании своих исследований он сделал следующий вывод:

«Честно говоря, сложение двух чисел 1 миллион раз — это немного надумано.Хорошо написанный контракт, скорее всего, переместит такую ​​вычислительную сложность за пределы цепочки и больше будет иметь дело с обновлением состояния в контракте. Хранение огромных объемов данных в блокчейне — тоже не обычная задача. В зависимости от задачи пользователь, скорее всего, будет хранить криптографическую ссылку (хэш) данных в цепочке, а остальные данные — вне цепочки.

Тем не менее, мы, разработчики, должны знать об этих затратах и ​​соответственно разрабатывать децентрализованные приложения. Нам нужно найти баланс между сложностью внутри цепочки и вне ее, при этом по-прежнему используя децентрализованные возможности блокчейна.”

Рост цен на газ Ethereum влияет на инновации

Проблема высоких цен на газ Ethereum заключается в том, что разработчик не может совершать микротранзакционные платежи для своих проектов. В последнее время он значительно увеличился из-за перегрузки сети с DeFi и увеличения комиссии за транзакции.

Как вы, возможно, знаете, приложения DeFi (децентрализованные финансы) сейчас переживают период бума. Каждый хочет получить кусок пирога с урожайности.На момент написания статьи объем стоимости, заблокированной в DeFi, составляет около 11 миллиардов долларов, причем самыми популярными приложениями являются UniSwap, Maker, WBTC.

С точки зрения разработчика, красота DeFi заключается в ее компонуемости. Можно легко включить различные функции DeFi и создать совершенно новое приложение. Однако из-за стремительного роста платы за газ разработчикам становится все сложнее внедрить внутреннюю экономическую систему, позволяющую осуществлять микроплатежи.

Расчет затрат в контрактах Ethereum

Первоначально опубликовано Дэнни Райаном 30 мая 2017 г.