ВЫСТРЕЛ РАЗДЕЛЬНОГО ЗАРЯЖАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/00 

Предполагаемое изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в артиллерии различного назначения, а также в бронетанковой технике.

Известны артиллерийские выстрелы раздельно-гильзового заряжания [1] содержащие снаряд и пороховой заряд в гильзе метательный заряд.

Недостатком данного выстрела является то, что при стрельбе этими артиллерийскими выстрелами на большую дальность (2000 5000 м) точность попадания значительно падает. Эффективность боевого применения ухудшается.

Этот недостаток устранен в выстреле с противотанковой управляемой ракетой "Акра" [2] содержащем управляемую ракету (снаряд) и гильзу с пороховым зарядом, скрепленным между собой подобно обычному артиллерийскому унитарному выстрелу.

Недостатком данного выстрела является то, что при больших калибрах (свыше 100 мм) ракеты (снаряда) общий вес выстрела достигает 25 30 кг и затруднительно его заряжание в ствол орудия одним человеком. Особенно этот эффект сказывается при использовании подобных выстрелов для танковых пушек, устанавливаемых на БМП и т.п. носителях, т.е. в тех случаях, когда заряжающий ограничен в своих действиях объемом своего отсека. Скорость заряжания резко уменьшается. Соответственно, снижается скорострельность. Эффективность боевого применения падает. Применение механизированной системы заряжания значительно усложняет артиллерийское орудие, а в бронетанковой технике увеличивает габариты и объем, а, соответственно, и вес башни танка или БМП из-за больших габаритов по длине унитарных выстрелов, что снижает их маневренность на поле боя и делает более уязвимыми от огня противника. Эффективность ухудшается. Недостатком является и то, что при выстреле у среза ствола образуется мощная дульная волна и при расположении орудия (танка, БМП и т.п. носителей) на песчаном или сухом грунте, а также снегу эта волна поднимает с земли пылевое и снеговое облако, затрудняющее последующее наведение управляемой ракеты (снаряда) на цель, а при стрельбе прямой наводкой обыкновенными артиллерийскими выстрелами делает повторный выстрел невозможным до спада этого облака. К тому же пылевое или снежное облако демаскирует орудие (танк, БМП), увеличивая этим вероятность его поражения от огня противника. Эффективность понижается. Недостатком является и то, что для орудий одного калибра, но с различными зарядными каморами необходимо иметь большую номенклатуру выстрелов, несмотря даже на то, что в них используется одна и та же управляемая ракета (снаряд). Это значительно усложняет снабжение войск боеприпасами, особенно в боевой обстановке. В этом случае, даже располагая выстрелом с управляемой ракетой (снарядом), но с несоответствующей гильзой метательного заряда, невозможно поразить противника. Эффективность боевого применения падает. И это несмотря на то, что унитарный выстрел с управляемой ракетой "Акра" обладает определенной стойкостью к воздействию ударной волны ядерного взрыва при расположении выстрела в каморе ствола орудия.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение эффективности за счет повышения ударной стойкости к воздействию ударной волны ядерного взрыва при нахождении выстрела в каморе ствола орудия с обеспечением снижения энергии дульной волны при выстреле и возможности стрельбы из орудий с различными зарядными каморами.

Данная задача достигается тем, что в выстреле раздельного заряжания, содержащем снаряд и метательный заряд, между снарядом и метательным зарядом установлен глушитель в виде поршня с перфорацией, при этом поршень скреплен с метательным зарядом через шток, а шток телескопически соединен с поршнем и снабжен фиксатором продольных перемещений подвижных частей штока, причем на корпусе штока между поршнем и фиксатором установлен амортизатор, глушитель снабжен дополнительным концевым фиксатором продольных перемещений в виде кольцевого выступа, выполненного на задней части штока и контактирующего задней поверхностью с метательным зарядом, при этом длина хода поршня выполнена больше, чем расстояние между задним торцем подвижных частей штока и кольцевым выступом при свободном положении штока, при этом площадь задней торцевой поверхности кольцевого выступа может быть выполнена больше площади заднего торца подвижных частей штока, контактирующих с кольцевым выступом при полностью поджатом поршне, а также больше передней торцевой поверхности самого кольцевого выступа.

Положительный эффект обеспечивается за счет перераспределения ударной нагрузки от ударной волны ядерного взрыва, действующей на выстрел раздельного заряжания, находящийся в стволе орудия, разделения потока пороховых газов, истекающих из ствола за снарядом и поджатием разделяющего элемента.

На фиг.1 изображена пусковая установка 1 со стволом 2 и выстрелом 3 раздельного заряжания, содержащим снаряд 4, метательный заряд 5 и глушитель 6, выполненный в виде поршня 7 с перфорацией и скрепленный с метательным зарядом через шток 8. Шток может быть установлен в сгораемой втулке 9, размещенной в метательном заряде. При этом в заднюю часть втулки вставляется средство инициирования заряда. Может шток вставляться и непосредственно в метательный заряд. Сам шток телескопически соединен с поршнем и снабжен фиксатором 10 продольных перемещений подвижных частей штока, выполненным в виде штифта 11. На корпусе 12 штока между поршнем и фиксатором установлен амортизатор 13, выполненный в виде пружины 14. Выстрел снабжен дополнительным концевым фиксатором 15 продольных перемещений в виде кольцевого выступа 16, выполненного на задней части 17 штока у метательного заряда и контактирующего с ним своей задней поверхностью 18.

Выполнение кольцевого выступа возможно как монолитным со штоком, так и установленным на штоке, например, как показано на фиг.2 и 3, с помощью штифта 19, проходящего через шток и закрепленного от перемещения вперед, например, герметиком. В этом случае во втулке 9 делается торцевой паз 20 для размещения штифта 19 (фиг.2,3). Возможный ход поршня относительно штока в приведенном на чертеже варианте конструкции равный длине "а" паза 21 в корпусе 12 за вычетом диаметра "б" штифта 11 выполнен больше, чем расстояние "в" между задним торцем 22 подвижных частей штока (в приведенном на чертеже варианте задним торцем корпуса) и кольцевым выступом при свободном положении поршня, а площадь "г" задней торцевой поверхности кольцевого выступа может быть выполнена больше площади "д" заднего торца подвижных частей штока, контактирующей с кольцевым выступом при полностью поджатом поршне, а также больше передней торцевой поверхности "е" самого кольцевого выступа. Цифрой 23 обозначена электрическая сеть, проходящая через метательный заряд.

Предложенный выстрел раздельного заряжания работает следующим образом. Выстрел раздельного заряжания устанавливается в камору орудия ручным или механизированным способом. Амортизатор, телескопически выдвигая поршень, поджимает его к заднему торцу снаряда независимо от длины зарядной каморы орудия. При этом, если необходима электрическая связь между метательным зарядом и снарядом, то поджимом поршня к снаряду обеспечивается электрический контакт между электрической сетью заряда и снаряда. Это бывает необходимо, например, при использовании в выстреле раздельного заряжания управляемых снарядов, когда перед выстрелом нужно произвести задействование каких-либо элементов управляемого снаряда (бортовой батареи, элементов предохранения взрывателя, гироскопа и т.д.), а также при использовании обыкновенных артиллерийских снарядов, в которых взрыватель перед выстрелом устанавливается на какой-то определенный режим по команде, передаваемой по электрической сети. После заряжания выстрела в камору орудие готово к стрельбе.

При подрыве противником в это время ядерного заряда ударная волна, распространяясь вокруг, через канал ствола орудия способна воздействовать на снаряд и он получает толчок назад. Вместе со снарядом импульс движения назад получает и глушитель в виде поршня с подвижными частями штока, расположенные сзади снаряда. Задняя торцевая поверхность корпуса штока соударяется с дополнительным концевым фиксатором продольных перемещений в виде кольцевого выступа, расположенного на штоке, передавая ему ударный импульс, и он далее распространяет его на метательный заряд и его втулку (если она имеется), резко увеличивая площадь восприятия и тем самым уменьшая удельное давление. Разрушение метательного заряда не происходит. При этом фиксатор продольных перемещений в виде штифта силовой нагрузки не испытывает и, соответственно, не подвергается изгибу.

После "снятия" ударного воздействия от ударной волны ядерного взрыва упругий амортизатор глушителя возвращает поршень совместно со снарядом в первоначальное положение. Орудие готовое к выстрелу. При выстреле пороховые газы от метательного заряда воздействуют на глушитель в виде поршня с перфорацией и снаряд, перемещая их вперед по стволу. Воздействие пороховых газов на снаряд обеспечивается выполнением поршня глушителя перфорированным. Пороховые газы, проходя через перфорацию поршня глушителя, перемещают снаряд вперед. При движении снаряда по стволу во время выстрела расположенный сзади глушитель в виде поршня с перфорацией также движется вперед, но за счет перетекания газов через перфорацию начинает отставать от снаряда, разделяя своим поршнем находящиеся в этот момент в канале ствола пороховые газы фактически на две части. Соответственно истечение пороховых газов из ствола орудия после покидания его снарядом тоже происходит двумя частями (первая часть между снарядом и глушителем, вторая между глушителем и затвором орудия). Разделение газового потока на две части позволяет снизить энергию ударной волны от выстрела и соответственно ее воздействие на грунт и уменьшить образование пыледымовых помех. Как показал опыт отработки, наилучшие условия достигаются при степени перфорации поршня 0,3 0,7. Этим улучшаются условия стрельбы, так как уменьшается "пылезадымление" перед орудием. Повышается прицельная скорострельность при стрельбе обыкновенными артиллерийскими снарядами, так как обзор поля боя после выстрела улучшается. Улучшаются и условия сопровождения цели до ее поражения при использовании управляемых снарядов. Уменьшается демаскировка орудия при выстреле. Все это повышает эффективность.

Выполнение длины хода поршня больше, чем расстояние между задним торцем подвижных частей штока и кольцевым выступом при свободном положении поршня необходимо, так как в противном случае не будет обеспечен "жесткий" контакт подвижных частей штока с кольцевым выступом при поджатии поршня глушителя и соответственно не достигается разгрузка фиксатора продольных перемещений в виде штифта. То есть, не удается избежать заклинивания поршня на штоке со всеми отрицательными последствиями. Верхнее значение превышения хода поршня над расстоянием между задним торцем подвижных частей штока и кольцевым выступом выбирается из конструктивных соображений и принципиального значения не имеет. Как показал опыт отработки предложенной конструкции, достаточно превышение порядка 1,5 2 мм. Данная величина вполне обеспечивает выборку зазоров в конструкции (из-за разбежки допусков на изготовление деталей) и компенсацию упруго-пластической деформации элементов при воздействии ударной волны ядерного взрыва. Также целесообразно выполнять площадь задней торцевой поверхности кольцевого выступа больше площади заднего торца подвижных частей штока, контактирующих с кольцевым выступом при поджатом поршне, так как это обеспечивает наилучшее распределение силовой нагрузки от ударной волны ядерного взрыва на метательный заряд. Величину площади заднего торца кольцевого выступа следует выбирать по соотношению, выведенному для предложенной конструкции:

где S площадь заднего торца кольцевого выступа, контактирующая с метательным зарядом;
D калибр ствола орудия;
s удельная прочность метательного заряда на сжатие;
р избыточное давление во фронте ударной волны ядерного взрыва.

При этом значение избыточного давления во фронте ударной волны ядерного взрыва следует брать равным допустимому ее значению для соответствующего объекта вооружения (танка, артиллерийского орудия и т.д.). Верхняя величина площади заднего торца кольцевого выступа принципиального значения не имеет и выбирается из конструкционных соображений. Максимальная ее величина может быть равна площади калибра орудия, но при этом в кольцевом выступе необходимо предусмотреть отверстия для свободного прохода пороховых газов к поршню и снаряду при выстреле. При этом особое внимание следует обратить на выбор толщины дополнительного кольцевого фиксатора перемещений в виде кольцевого выступа, так как при маленькой толщине кольцевого выступа не происходит рассредоточение ударной нагрузки по его задней поверхности, контактирующей с метательным зарядом, и она за счет изгиба кольцевого выступа концентрируется вокруг штока, увеличивая местное давление на метательный заряд в этом месте, соответственно повышая вероятность его повреждения. Наиболее целесообразно в весовом отношении выполнять кольцевой выступ с площадью задней торцевой поверхности большей площади его передней торцевой поверхности.

Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность за счет повышения ударной стойкости к воздействию ударной волны ядерного взрыва при нахождении выстрела в каморе ствола орудия с обеспечением снижением энергии дульной волны при выстреле и возможности стрельбы из орудий с различными зарядными каморами и достигается путем перераспределения ударной нагрузки, разделения потока пороховых газов, истекающих из ствола за снарядом, и поджатием разделяющего элемента.

Использование: оборонная техника. Сущность изобретения: выстрел раздельного заряжания содержит снаряд, метательный заряд и глушитель. Глушитель выполнен в виде поршня с перфорацией и скреплен с метательным зарядом через шток. Шток телескопически соединен с поршнем и снабжен фиксатором продольных перемещений подвижных частей штока. На корпусе штока между поршнем и фиксатором установлен амортизатор. Глушитель снабжен дополнительным концевым фиксатором продольных перемещений в виде кольцевого выступа на задней части штока, контактирующего задней поверхностью с метательным зарядом. Длина хода поршня превышает расстояние между задним торцем подвижной части штока и кольцевым выступом при свободном положении штока. 3 ил.

Выстрел раздельного заряжания, содержащий снаряд и метательный заряд, отличающийся тем, что в нем между снарядом и метательным зарядом установлен глушитель в виде поршня с перфорацией, при этом поршень скреплен с метательным зарядом через шток, а шток телескопически соединен с поршнем и снабжен фиксатором продольных перемещений подвижных частей штока, причем на корпусе штока между поршнем и фиксатором установлен амортизатор, глушитель снабжен дополнительным концевым фиксатором продольных перемещений в виде кольцевого выступа, выполненного на задней части штока и контактирующего задней поверхностью с метательным зарядом, при этом длина хода поршня выполнена больше, чем расстояние между задним торцом подвижной части штока и кольцевым выступом при свободном положении поршня.