СБОРНАЯ АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ ГИЛЬЗА Российский патент 1997 года по МПК F42B5/00 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции сборных артиллерийских гильз, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских гильз с пластмассовым корпусом.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к сборным артиллерийским гильзам с пластмассовым корпусом, является обеспечение прочности корпуса при выстреле в месте казенного среза орудия. В связи с этим в конструкциях известных гильз применяются металлические поддоны.

Особенность применения этих гильз состоит в том, что они поставляются для комплектации выстрелов раздельного заряжания артиллерийских систем большого калибра.

Известна сборная артиллерийская гильза (патент ФРГ N 1010871, заявлен 25.04.1957 г. опубликован 19.96.1957 г. F 07 F), содержащая металлический поддон, свертной из металлического листа корпус и прижимное кольцо. Такая гильза предназначена и нашла применение для систем малого и среднего калибра и небольшой мощности зарядов.

Задачей известного технического решения являлось создание сборной гильзы с металлическим корпусом без предъявления требований по весу и усилию защемления, которые являются определяющими для систем большого калибра и мощности.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией гильзы является наличие металлического поддона, корпуса и прижимного кольца. Прижатие корпуса к поддону при помощи прижимного кольца обеспечивает обтюрацию пороховых газов при выстреле.

Недостатками этого решения, как показывает практика, являются возможность проникновения влаги по месту соединения корпуса и поддона; сложная технология изготовления свертного корпуса.

На протяжении последних лет все более широкое применение в артиллерии находят сборные гильзы с пластмассовым корпусом, имеющие преимущества перед сборными гильзами с металлическим корпусом: значительно меньший вес, меньший расход металла, меньшее усилие защемления.

Поэтому наиболее приемлемой конструкцией гильзы являлась бы гильза, удовлетворяющая требованиям по сокращению веса и уменьшению усилия защемления, при сохранении тех же тактико-технических требований.

В настоящее время известна наиболее близкая по технической сути и достигаемому техническому эффекту сборная гильза с пластмассовым корпусом, удовлетворяющая требованиям по сокращению веса, уменьшению усилия защемления и др. (патент США N 3170401, заявлен 23.02.1965 г. МКИ 102-43), содержащая металлический поддон и пластмассовый корпус, состоящий из собственно корпуса и обтюратора, выбранная авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения, при сборке обеспечивается поджатие пластмассового корпуса к поддону и тем самым достигается необходимая обтюрация от прорыва пороховых газов и герметичность заряда.

Однако известная гильза имеет недостаток. Так, при стрельбе при отрицательных температурах (-50^oC) имели место случая обрыва нижней части пластмассового корпуса (у поддона).

Проведенное исследование показало следующее. При расстоянии между поверхностью поддона под фланцем и внешней поверхностью корпуса в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона одного порядка (1-2,5 мм) с толщиной стенки корпуса (3,5-5 мм), материал последнего испытывает на срезе поддона деформацию, близкую или даже превышающую допустимое удлинение.

Решить вопрос улучшения функционирования нижней части корпуса обычным уменьшением расстояния между поверхностью поддона под фланцем и внешней поверхностью корпуса и сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, не представляется возможным из-за допусков на изготовление корпуса, поддона и сборку.

Другое решение, заключающееся в увеличении толщины стенки корпуса, ограничено жесткими требованиями, накладываемыми на уменьшение объема, вместимости заряда и требованиями внутренней баллистики.

Таким образом, задачей известного технического решения (прототипа) являлась попытка создания сборной гильзы с пластмассовым корпусом без требований эксплуатации при температурах до -50^oC включительно, сохраняющей тактико-технические характеристики гильзы с металлическим корпусом.

Общими признаками с предлагаемой гильзой является наличие чашеобразного металлического поддона, пластмассового корпуса, наружная поверхность которого ответна по форме внутренней поверхности поддона.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами сборной гильзе в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, разность диаметров поддона под фланцем и наружной поверхности корпуса не превышает 0,35 толщины стенки корпуса.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей изобретения является создание артиллерийской гильзы с пластмассовым корпусом, надежно работающей при температурах до -50^oC включительно, путем предотвращения в процессе выстрела обрывов нижней части корпуса (у поддона), не уступающей по тактико-техническим требованиям гильзам с металлическим корпусом.

Предлагаемая конструкция гильзы имеет преимущества перед прототипом. Так, уменьшение разности диаметров поддона под фланцем и наружной поверхности корпуса исключает обрыв нижней части пластмассового корпуса при стрельбе при температурах до -50^oC включительно.

Вышеуказанные отличительные признаки, отличающие предложенное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники при изучении авторами данной и смежной областей техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны".

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предложенное техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательный уровень".

Сущность изобретения заключается в том, что сборная артиллерийская гильза, содержащая чашеобразный металлический поддон, пластмассовый корпус, наружная поверхность которого ответна по форму внутренней поверхности поддона, в отличие от прототипа согласно изобретению в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, разность диаметров поддона под фланцем и наружной поверхности корпуса не превышает 0,35 толщины стенки корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена донная часть предлагаемой конструкции, содержащей металлический поддон 1 и пластмассовый корпус 2, l разность диаметров поддона 1 под фланцем D и наружной поверхности корпуса 2 Д_к, Т_к толщину стенки корпуса 2 в сечении а-а, проходящем через плоскость открытого торца поддона 1, Ф фланец поддона.

Металлический поддон 1 выполнен чашеобразной формы, а наружная поверхность пластмассового корпуса 2 выполнена по форме внутренней поверхности поддона 1.

Разность диаметров поддона 1 под фланцем Ф и наружной поверхности корпуса 2 в сечении а-а, проходящей через плоскость открытого торца поддона 1, не превышает 0,35 толщины стенки корпуса 2.

Уменьшение разности диаметров l определяется величиной допускаемой степени деформации материала пластмассового корпуса 2 в условиях отрицательных температур и высоких скоростей нагружения.

Величина деформации стенки корпуса равна расстоянию между поверхностью поддона под фланцем и внешней поверхностью корпуса в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона. Отсюда степень деформации корпуса E_к будет определяться выражением:

где:
Т_к толщина стенки корпуса;
l_max максимальное расстояние между поверхностью поддона под фланцем и внешней поверхностью корпуса в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, которое равно разности диаметров D и D_к и определяется при максимальном смещении корпуса относительно поддона;
[E_к] допустимая степень деформации корпуса;
D диаметр поддона под фланцем;
D_к наружный диаметр корпуса.

Таким образом, учитывая, что допустимая степень деформации пластмассового корпуса с обычных 400-600% при нормальной температуре снижается до 35-37% при -50^oC и скорости нагружения 4 м/с, l должна быть ≅0,35 толщины стенки корпуса. В противном случае возможно появление трещин в стенке корпуса с обрывом последнего и прорыв пороховых газов за казенный срез орудия.

В результате работ по созданию сборных артиллерийских гильз с пластмассовым корпусом было определено соотношение между l разностью диаметров поддона под фланцем и наружной поверхностью корпуса и T_к - толщиной стенки корпуса в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, l/T_к≅0,35.

Функционирование гильзы осуществляется следующим образом. При выстреле под давлением пороховых газов пластмассовый корпус 2 прилегает последовательно к внутренней поверхности поддона 1 и камеры орудия (не показана), препятствуя прорыву пороховых газов через казенную часть орудия. При этом благодаря тому, что l не превышает допустимую степень деформации стенки корпуса 2, функционирование гильзы, особенно при отрицательных температурах, улучшается.

Приведенная конструкция сборной гильзы позволяет избежать разрушения нижней части пластмассового корпуса и соответственно прорыва пороховых газов за казенный срез ствола и затвор орудия при температуре гильзы до -50^oC включительно и при давлении до 4000 кг/см².

По предлагаемому изобретению была разработана конструкторская документация гильзы индекса 4Г43, по которой изготовлена опытная партия гильз.

Испытания по прочности, экстракции, обтюрации и баллистике показали положительные результаты (отчет N 0474 от 20.12.94 г.).

По результатам испытаний предлагаемая конструкция сборной артиллерийской гильзы с пластмассовым корпусом признана перспективной и рекомендована в производство.

Использование: изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции сборных артиллерийских гильз, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских гильз с пластмассовым корпусом. Сущность: в гильзе, содержащей металлический поддон и пластмассовый корпус, в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, разность диаметров поддона под фланцем и наружной поверхности корпуса не превышает 0,35 толщины стенки корпуса. 1 ил.

Сборная артиллерийская гильза, содержащая чашеобразный металлический поддон, пластмассовый корпус, наружная поверхность которого ответна по форме внутренней поверхности поддона, отличающаяся тем, что в сечении, проходящем через плоскость открытого торца поддона, разность диаметров поддона под фланцем и наружной поверхности корпуса не превышает 0,35 толщины стенки корпуса.