КОМБИНИРОВАННЫЙ АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ МЕТАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 1997 года по МПК F42B5/16 

Изобретение относится к конструкции артиллерийского выстрела, а именно к конструкции одной из его составных частей артиллерийского метательного заряда. Предлагаемая конструкция метательного заряда может быть использована в составе современных артиллерийских выстрелов.

Известна традиционная конструкция артиллерийского метательного заряда, состоящая из набора пороховых элементов [1] Указанный артиллерийский метательный заряд размещен в гильзе. Во фланцевой заглушке гильзы установлено средство инициирования инициатор. Между средством инициирования и зарядом располагается воспламенитель, способствующий быстрому воспламенению артиллерийского метательного заряда. Указанный воспламенитель может быть выполнен в виде небольшой навески дымного или пористого нитроглицеринового пороха, расположенной на дне гильзы, либо в виде длинной перфорированной трубки, установленной в гильзе, коаксиально ей. Эта трубка снаряжена навеской пороха и имеет газовую связь с инициатором. В области дульца гильза может быть либо скреплена со снарядом, либо закрыта усиленной крышкой, которая удаляется перед заряжанием. В совокупности средство инициирования, гильза, воспламенитель, артиллерийский метательный заряд и снаряд образуют артиллерийский выстрел.

После срабатывания средства инициирования инициатора, форс огня от него зажигает заряд воспламенителя. Продукты сгорания от воспламенителя постепенно начинают распространяться между пороховыми элементами вдоль по гильзе. Продукты сгорания постепенно прогревают и воспламеняют пороховые элементы. При их горении происходит образование продуктов сгорания, что приводит к резкому подъему давления в гильзе. Под действием давления продуктов сгорания связь между гильзой и снарядом нарушается и последний начинает перемещаться вдоль по каналу ствола. Часть пороховых элементов выносится в канал ствола, где продолжается их догорание.

Известная конструкция артиллерийского метательного заряда обладает следующим недостатком.

Для оценки баллистических возможностей заряда, как правило, используется коэффициент заполнения площади индикаторной диаграммы. Известная конструкция не позволяет обеспечить рациональную диаграмму зависимости давления от времени в канале ствола орудия, т.е. не обеспечивается высокое значение коэффициента заполнения площади индикаторной диаграммы. Баллистическая эффективность артиллерийского выстрела, содержащего такой заряд, не велика.

Также известна конструкция фрагментарного заряда смешанного состава [2] размещаемого либо в сгорающей, либо несгорающей гильзе и состоящего из пороховых элементов двух видов. Пороховые элементы, относящиеся к каждому из видов, отличаются по геометрическим и теплофизическим характеристикам. Пороховые элементы первого вида выполнены в виде зерен, а пороховые элементы второго вида выполнены в виде шарообразных элементов, полученных из спрессованного пороха и покрытых оболочкой из термопластичного полимера и нитроцеллюлозой с содержанием азота менее 12,8 Отличительная особенность рассматриваемого заряда состоит в том, что он в меньшей степени подвержен эрозии по сравнению с существующими зарядами смешанного состава. Последовательное горение пороховых элементов разных видов, входящих в состав заряда, является одним из способов повышения начальной скорости снаряда артиллерийского орудия, т. е. повышения баллистической эффективности артиллерийского выстрела. Фрагментарный заряд смешанного состава позволяет путем изменения числа пороховых элементов одного из видов или двух одновременно изменять начальную скорость снаряда, характер его траектории и дальность стрельбы. В остальном конструкция артиллерийского выстрела аналогична описанной выше.

Однако рассмотренная конструкция заряда обладает недостатком, характерным для аналога. Использование артиллерийского метательного заряда, состоящего из пороховых элементов двух видов, позволяет несколько растянуть диаграмму зависимости давления от времени в канале ствола и незначительно увеличить коэффициент заполнения площади индикаторной диаграммы. Это не позволяет увеличить начальную скорость снаряда более чем на 3 5%
Задача изобретения существенное повышение баллистической эффективности артиллерийского метательного заряда за счет обеспечения оптимальной диаграммы зависимости давления от времени в увеличивающемся заснарядном пространстве ствола орудия и соответствующего увеличения коэффициента заполнения площади индикаторной диаграммы давления в заснарядном пространстве ствола орудия.

Под баллистической эффективностью понимается увеличение начальной (дульной) скорости снаряда при сохранении максимального уровня давления в канале ствола или сохранение начальной скорости снаряда при уменьшении уровня максимального давления.

Актуальность данной проблемы для танковых и противотанковых систем определяется повышением бронезащищенности практически всех возможных целей на поле современного боя.

Задача решается путем использования временного способа программирования интенсивности газоприхода в заснарядное пространство, обеспечиваемого за счет того, что входящие в состав заряда пороховые элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы, а пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих последовательно размещенные участки нейтрального и прогрессивного горения, все внешние поверхности микрозарядов бронированы, за исключением боковой входной полосы участка нейтрального горения, а участок прогрессивного горения микрозаряда выполнен в виде двух цилиндрических секторов, связанных в области своих вершин и одной из боковых поверхностей с участком нейтрального горения.

При этом целесообразно пороховые элементы первого вида выполнить в форме пластинок, у которых торцовые поверхности забронированы.

На фиг. 1 и 2 представлены продольные сечения предлагаемого артиллерийского метательного заряда; на фиг. 3 и 4 пороховые элементы первого вида (фиг.3) и второго вида (фиг.4), входящие в состав заряда.

Согласно изобретению комбинированный артиллерийский метательный заряд содержит средство инициирования 1 (фиг.1 и 2), воспламенитель 2 и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов, каждый из которых включает в свой состав набор пороховых элементов 3 и 4. Все входящие в состав заряда пороховые элементы размещены в гильзе 5, скрепленной со снарядом 6. Пороховые элементы первого вида 3 имеют поверхность горения нейтральной формы 7 (фиг. 3), например, могут быть выполнены в форме пластинок, у которых торцовые поверхности 8 забронированы. Пороховые элементы второго вида 4 (фиг.1 и 2) выполнены в виде микрозарядов (фиг.4), имеющих последовательно размещенные участки нейтрального 9 (фиг.4) и прогрессивного 10 горения. Все внешние поверхности микрозарядов (фиг.4) бронированы, за исключением боковой входной полосы 11 участка нейтрального горения 9. Участок прогрессивного горения 10 (фиг. 4) микрозаряда выполнен в виде двух цилиндрических секторов, связанных в области своих вершин и одной из боковых поверхностей с участком нейтрального горения 9. Размеры пороховых элементов первого вида (фиг.3) задаются исходя из условия обеспечения требуемого времени достижения заданного уровня давления в заснарядном пространстве. Размеры участка нейтрального горения 9 (фиг.4) микрозаряда выбираются соответствующими полному времени выгорания пороховых элементов первого вида (фиг.3). Размеры цилиндрических секторов 10 (фиг.4) микрозаряда высота Н, радиус R и центральный угол (Φ) задаются исходя из условия обеспечения постоянного уровня давления в заснарядном пространстве ствола орудия.

Предлагаемый комбинированный артиллерийский метательный заряд действует следующим образом.

После срабатывания средства инициирования инициатора 1 (фиг.1 и 2), форс пламени от него зажигает заряд воспламенителя 2. Продукты сгорания от воспламенителя 2 постепенно начинают распространяться между пороховыми элементами 3 и 4 вдоль по гильзе 5. При этом продукты сгорания постепенно прогревают и воспламеняют пороховые элементы 3 и 4. Пороховой элемент 3 горит по боковой нейтральной поверхности 7 (фиг.3), а пороховой элемент 4 горит по боковой входной полосе 11 нейтрального участка 9 (фиг.4). При горении пороховых элементов 3 и 4 (фиг.1 и 2) образуются продукты сгорания, обеспечивающие быстрый подъем давления в гильзе 5. Под действием давления продуктов сгорания связь между гильзой 5 и снарядом 6 нарушается и последний начинает перемещаться вдоль по каналу ствола орудия. В момент выхода давления на стационарный участок пороховые элементы 3 (фиг.1 и 2) полностью выгорают. Одновременно выгорают и участки нейтрального горения у микрозарядов 4. Подъем давления в заснарядном пространстве канала ствола заканчивается. Вслед за сгоранием пороховых элементов 3 и участков нейтрального горения у микрозарядов 4 (фиг. 1) происходит подключение к горению участков прогрессивного горения микрозарядов 4. По мере увеличения заснарядного пространства будет увеличиваться и газоприход в него от микрозарядов 4, что обеспечит постоянство уровня давления в заснарядном пространстве. Уровень постоянного давления в заснарядном пространстве в течение практически всего времени движения снаряда в канале программируется размерами цилиндрических секторов 10 (фиг. 4) микрозаряда высотой Н, радиусом R, центральным углом (Φ) и количеством самих микрозарядов. Чтобы давление на дне снаряда оставалось постоянным, обеспечивается скорость газоприхода, пропорциональная скорости увеличения заснарядного объема.

В результате будет обеспечена оптимальная диаграмма зависимости давления от времени в канале ствола орудия, т.е. увеличение начальной (дульной) скорости снаряда при сохранении максимального уровня давления в канале ствола или сохранение начальной скорости снаряда при уменьшении максимального уровня давления.

Cущность изобретения: комбинированный артиллерийский метательный заряд содержит средство инициирования, воспламенитель и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов: пороховые элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы, а второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих последовательно размещенные участки нейтрального и прогрессивного горения, все внешние поверхности микрозарядов бронированы, за исключением боковой входной полосы участка нейтрального горения, а участок прогрессивного горения микрозаряда выполнен в виде двух цилиндрических секторов, связанных в области своих вершин и одной из боковых поверхностей с участком нейтрального горения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комбинированный артиллерийский метательный заряд, содержащий средство инициирования, воспламенитель и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов, отличающийся тем, что пороховые элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы, пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих последовательно размещенные участки нейтрального и прогрессивного горения, все внешние поверхности микрозарядов бронированы, за исключением боковой входной полосы участка нейтрального горения, а участок прогрессивного горения микрозаряда выполнен в виде двух цилиндрических секторов, связанных в области своих вершин и одной из боковых поверхностей с участком нейтрального горения. 2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что пороховые элементы первого вида выполнены в форме пластинок, у которых торцевые поверхности забронированы.