АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ ПАТРОН Российский патент 1997 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к боеприпасам для противопехотных автоматических гранатометов и может быть использовано при изготовлении артиллерийских выстрелов унитарного заряжания малого калибра для стрельбы под большими углами бросания с повышенными характеристиками кучности боя.

Патроны типа М 406 и М 384 состоят из алюминиевой гильзы, снаряженной 40-мм осколочной гранатой. Гильза боеприпаса штампованная имеет закраину и камеру сгорания в виде полого стакана в донной части (заодно с фланцем гильзы), снабженного шестью отверстиями, выполненными радиально. Внутри стакана смонтирован помещенный в медной трубке метательный заряд из быстрогорящего пороха марки ЕС, закрытый капсюльной втулкой [1]
Особенностью патрона является использование принципа, так называемого, "высокого-низкого" давления: между стаканом фланца гильзы, где при горении развивается давление 2500.3000 кг/см², и гранатой выполнен ресивер - объем для перемешивания и накапливания газов, давление которых снижается до 700. 850 кг/см², при этом сглаживаются пульсации давления струйного выброса продуктов горения из отверстий стакана камеры сгорания метательного заряда.

Для создания высокого давления, обеспечивающего горение пороха, заряд помещен в ограниченный объем и закрыт тонкой медной трубкой, которая затем прорывается развившимся давлением пороховых газов по отверстиям стакана и камера сгорания соединяется с ресивером.

Газы из камеры сгорания струйно истекают в ресивер значительно большего объема, где давление падает до рабочего, обеспечивающего метание гранаты на заданную дальность.

Недостатком описанного патрона является условно герметичная сборка элементов при обжиге гранаты в дульце гильзы, что не гарантирует функциональной надежности стабильного горения метательного заряда из-за возможного воздействия проникающей влаги на чувствительность и скорость горения пороха.

Отмеченный недостаток устранен в артиллерийском патроне, который дополнительно содержит полисульфидную клиновую манжету (прокладку), помещенную в кольцевом зазоре между корпусом гранаты и гильзой, изолирующую полость ресивера и следовательно метательный заряд в камере сгорания [2]
Однако продолжением достоинств являются недостатки, которые присущи известной конструкции патрона: относительно большая камера ресивера для резкого снижения давления, технологические сложности изготовления радиальных калиброванных отверстий камеры сгорания на доделочных операциях резанием в стесненных объемах камеры сгорания, требующих спецоснастки, и выбрасывание несгоревшей манжеты (прокладки) при выстреле из ствола гранатомета, что небезопасно для стреляющих.

С целью повышения безопасности применения оружия для гранатометчика отверстия в стакане камеры сгорания направлены радиально на стенки гильзы дополнительных углублений ресивера, создающих рубашку вокруг стакана, что исключает прямое воздействие высокотемпературного остронаправленного струйного потока пороховых газов из камеры сгорания на оболочку гранаты, заполненную ВВ.

Взаимосвязь и геометрические соотношения элементов известной конструкции ограничивают возможности использования патронов только для быстрогорящих метательных порохов при большом давлении в камере сгорания малого объема.

Внутренний объем гильзы использован нерационально, большую часть которого занимает толстостенный корпус камеры сгорания метательного заряда, что увеличивает вес патрона. Не представляется возможным мобильно изменять соотношение объемов камеры сгорания и ресивера в зависимости от применяемого пороха и требуемой начальной скорости различных снарядов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности действия и расширение технологических возможностей изготовления и использования универсального артиллерийского патрона.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийском патроне, содержащем осколочную гранату, гильзу с уплотнительной прокладкой, метательным пороховым зарядом, размещенным в камере сгорания, и ресивером, согласно изобретению уплотнительная прокладка установлена сверху горизонтально расположенной перфорированной диафрагмы, которая геометрически замкнута по периметру материалом гильзы, преимущественно посредством отогнутого борта кольцевой надрубки уступа, на котором установлена граната.

Новая взаимосвязь известных признаков и их пространственное положение обеспечили герметичность соединений элементов патрона, что стабилизировало заданные основные характеристики метательного заряда по скорости горения и давлению пороховых газов, а также расширили технологические возможности изготовления патрона, конструкция которого упростилась. При сборке с диафрагмой посредством штампованного инструмента возможно регулировать соотношение объемов камеры сгорания и ресивера для обеспечения выбранных оптимальных режимов горения порохового заряда и параметров основных технических характеристик метания гранат.

Оптимизация размеров ресивера, перфорации диафрагмы и камеры сгорания позволила использовать в качестве метательного заряда штатные марки порохов, которые создают кратное уменьшение давления в камере сгорания, незначительно отличающиеся от рабочего давления в ресивере (1300/1250 кг/см² соответственно), и снизила нагрузку на элементы конструкции патрона и узлы их соединений. При этом минимизирован объем ресивера и организовано осевое истечение газовых продуктов горения метательного заряда через большей площади отверстия диафрагмы (33.50%), отрицательно не влияющих на ВВ гранаты.

Гильза предложенной конструкции, в сборе с прокладкой, диафрагмой и мембраной порохового заряда проста в изготовлении точной штамповкой, без доделочных операций.

Артиллерийский патрон предложенной конструкции не изменяет своих показателей назначения при длительном хранении, обеспечивая непроницаемость для влаги, его возможно использовать в условиях тропического климата, что расширяет область его применения.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с известными из патентной и общепринятой литературы аналогами показал, что предложенная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как неизвестна и для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Изобретение является промышленно применимым для изготовления осколочных артиллерийских патронов к гранатометам в условиях действующего производства.

Испытания опытной партии изделий подтверждают достижение необходимых характеристик назначения и соответствие тактико-техническим требованиям.

На фиг. 1 изображен общий вид патрона; на фиг. 2 гильза в сборе; на фиг. 3-6 представлены схематично технологические переходы изготовления замкового соединения, последовательно: исходное положение, установка диафрагмы с мембраной и прокладкой, надрубка уступа и отбортовка.

Осколочная граната 1 с взрывателем 2 и ведущим пояском 3 установлена в уступе 4 стенки гильзы 5. В донной части корпуса гранаты 1, ниже закатной канавки 6, выполнены продольные канавки 7. В гильзе 5 смонтированы: капсюль-воспламенитель 8, метательный заряд 9 и диафрагма 10 с уплотнительной мембраной (прокладкой) 11 и мембраной 12. Мембраны 11 и 12 выполнены из фольги толщиной 0,05 мм. В диафрагме 10 выполнены калиброванные отверстия 13 для истечения пороховых газов в ресивер. Диафрагма 10 с гильзой 5 связана посредством замкового соединения, которое формируется штамповым инструментом следующим образом: на уступ 14 (фиг. 3) в стенке гильзы 5, выполненный на уровне метательного заряда 9, устанавливается мембрана 12, диафрагма 10 и мембрана 11 (фиг. 4). Затем материал уступа 4 подвергают кольцевой надрубке (фиг. 5), формируя кольцевой борт 15, который затем отгибается до упора в диафрагму 10 (фиг. 6), осуществляя геометрическое и силовое замыкание ее, то есть герметично фиксирует в теле гильзы 5, а мембрана 12 прижимает при этом метательный заряд 9, исключая его свободное перемещение.

Далее граната 1 по прессовой посадке устанавливается на уступе 4 гильзы 5, при этом сжатый воздух по канавкам 7 удаляется из нее, прижимая мембрану 11 к диафрагме 10. Давление сжатого воздуха не передается на мембрану 12, не отрывает ее от диафрагмы 10, сохраняя таким образом целостность и герметичность соединения.

Обжатием дульца гильзы 5 в закатную канавку 6 фиксируется корпус гранаты 1 патрон собран. Пространственное положение и взаимосвязь элементов во времени не меняются. Объем между донным срезом гранаты 1 и мембраной 11 образует ресивер 16.

При стрельбе импульс от капсюля-воспламенителя 8 поджигает порох метательного заряда 9. Продукты горения прожигают фольгу мембран 1 и 11 и через отверстия 13 диафрагмы 10 истекают в ресивер 16, где накапливаются и перемешиваются, при этом сглаживаются неизбежные колебания давления переходного процесса начала горения. Под действием давления пороховых газов происходит разделение гильзы 5 с гранатой 1, которая движется далее по стволу гранатомета. Мембраны 11 и 12 полностью сгорают в пороховых газах до начала движения гранаты.

За счет стабилизации режимов работы описанной системы достигнуты практически идентичные начальные скорости метаемых гранат. Рассеивание на дальности стрельбы 1700 м уменьшилось до 20,4 м.

Конструкция замкового соединения обеспечила надежную герметизацию метательного заряда: за 72 часа выдержки солевого раствора в ресивере гильзы порох метательного заряда остался сухим, в исходном состоянии.

Использование: артиллерийские выстрелы унитарного заряжения малого калибра для стрельбы под большими углами бросания с повышенными характеристиками кучности боя. Сущность изобретения: осколочная граната 1 установлена в уступе 4 стенки гильзы 5. В гильзе 5 установлены метательный заряд 9 и диафрагма 10 с уплотнительной прокладкой 11 и 12. В диафрагме 10 выполнены калиброванные отверстия 13. Материал уступа 4 подвергают кольцевой надрубке, формируя кольцевой борт 15, который отгибается до упора в диафрагму 10. Объем между донным срезом гранаты 1 и уплотнительной прокладкой 11 образует ресивер 16. 6 ил.

Артиллерийский патрон, содержащий осколочную гранату, гильзу с уплотнительной прокладкой, метательным пороховым зарядом, размещенным в камере сгорания, и ресивером, отличающийся тем, что уплотнительная прокладка установлена сверху горизонтально расположенной перфорированной диафрагмы, которая геометрически замкнута по периметру материалом гильзы, преимущественно посредством отогнутого борта кольцевой надрубки уступа, на котором установлена граната.