ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО К АРТИЛЛЕРИЙСКОМУ ВЫСТРЕЛУ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/38 

Изобретение относится к артиллерийской технике, а именно, к зарядным устройствам выстрелов раздельно-гильзового заряжания.

Известно устройство унитарного заряда со снарядом с высокой выходной скоростью [1] в котором снаряд прикреплен к шейке гильзы посредством завальцованного вкладыша, цилиндрическая поверхность которого снабжена резьбой и от противолежащей конической полости отделена выступом, на который опирается часть дна снаряда, ввинченного в цилиндрическую полость вкладыша.

Недостатком известного устройства является резкое нарастание давления газов заряда на дно снаряда, обусловленное большим усилием распатронирования, т. к. шейка гильзы имеет несколько мест завальцовки на вкладыш. Резкое нарастание давления приводит к повышенным перегрузкам, что опасно для управляемых снарядов с электронной аппаратурой.

Известен способ получения герметичного уплотнения между гильзой и снарядом патрона [2] Герметичного уплотнения между гильзой и снарядом достигают, в частности, тем, что, при соединении гильзы и снаряда на стык между ними наносят слой, полимеризующийся при ультрафиолетовом (УФ) облучении. Затем слой полимеризуется путем УФ-облучения.

Данный способ, наряду с надежной герметизацией стыка, позволяет уменьшить усилие распатронирования и уменьшить градиент давления при движении снаряда, однако не применим для зарядных устройств к артиллерийским выстрелам раздельно-гильзового заряжания с большим заснарядным объемом, так как полимеризующийся слой (клей) создает большие разбросы по давлению в гильзе за счет малого давления форсирования заглушки гильзы и неодинакового перемещения пороховых элементов заряда при его воспламенении.

Данные недостатки устранены в наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату конструкции зарядного устройства к артиллерийскому выстрелу [3] содержащем гильзу, метательный заряд, форсажную камеру с воспламенителем и заглушку гильзы из упругого вспененного материала малой плотности.

Заглушка имеет передний и задний концы. Периферийная часть тела заглушки, прилегающая к заднему концу, сужается. Она предназначена для вхождения в ответное гнездо с упругим упором в отбортовку дульца гильзы для временного форсирования камеры гильзы при воспламенении метательного заряда. В переднем конце тела выполнено углубление, а в заднем конце полость, которая уменьшает массу и толщину заглушки на участке между углублением и полостью с образованием мембраны. Газообразные продукты сгорания заряда, достигая полости, сначала разрушают мембрану, одновременно создавая давление на отбортовку гильзы и временно удерживая сужающуюся часть тела заглушки на месте.

Данная конструкция уменьшает перепад давления на мембране и уменьшает давление, метающее вперед осколки полностью разрушенной заглушки.

Однако, известной конструкции присущи следующие недостатки:
необходимо применять гильзу со специальной внутренней отбортовкой для крепления заглушки и удержания заряда, что не всегда приемлемо существующая в гильзах малая конусность обеспечивает только крепление легкой и гибкой герметизирующей заглушки, которая при эксплуатации (броска, досылания в ствол и др.) не выдержит "наседающего" веса заряда;
кроме того, специальная внутренняя отбортовка гильзы затруднит установку усиленной заглушки, выдерживающей вес всего заряда, и приведет к нарушению герметизации зарядного устройства и снижению надежности работы всего выстрела;
выполнение заглушки из вспененного материала малой плотности, выступающей из дульца гильзы, при эксплуатации бросках, случайных падениях и др. приведет к разрушению заглушки ввиду малой прочности вспененного материала;
размещение метательного заряда в гильзе так, что порох заряда соприкасается со стенками гильзы, приведет, при длительном нахождении гильзы в камере орудия, предварительно разогретой предыдущими выстрелами, к чрезмерному нагреву пороха.

Все это снижает надежность работы зарядного устройства и выстрела в целом.

Целью изобретения является повышение надежности работы зарядного устройства.

Эта цель достигается за счет того, что, в зарядном устройстве к артиллерийскому выстрелу, содержащем гильзу, метательный заряд, форсажную камеру с воспламенителем и заглушку гильзы, метательный заряд скреплен с форсажной камерой с образованием зазора между наружной поверхностью заряда и внутренней поверхностью гильзы, а у торца заряда закреплен диск с окнами.

В частности, предусмотрено:
установление диска у переднего торца заряда перед заглушкой гильзы и закрепление диска на форсажной камере, при этом окна диска выполнены в виде периферийных выемок;
установление диска у заднего торца заряда и закрепление его поджатием к центральному выступу (соску) гильзы;
выполнение в дне форсажной камеры, обращенном к дульцу гильзы, сквозного отверстия, перекрытого мембраной;
выполнение на торце диска выступа, обращенного к дульцу гильзы, и выполнение в центральной части заглушки отверстия и отбортовки, контактирующей боковой поверхностью с выступом диска.

Скрепление метательного заряда с форсажной камерой с образованием зазора между наружной поверхностью заряда и внутренней (боковой и донной) поверхностью гильзы исключает перемещение заряда и его примыкание к стенкам гильзы, которые осуществляют теплопередачу от разогретой предыдущими выстрелами. Наличие воздушного зазора между порохом заряда и стенкой гильзы увеличивает тепловое сопротивление из-за малой теплопроводности воздуха, и не приводит к опасному нагреву пороховых элементов заряда. Необходимо отметить, что, из-за быстроменяющейся обстановки на поле боя, время нахождения зарядного устройства в каморе орудия может составлять несколько минут, и количество поступившего в заряд тепла влияет на надежность работы всего устройства, а также и на его безопасность.

Закрепление диска у торца заряда ограничивает перемещение заряда в осевом направлении, обеспечивает примыкание его пороха к расходным отверстиям форсажной камеры и надежное воспламенение всего заряда.

Выполнение диска с окнами (отверстиями, пазами) исключает создание больших перепадов давлений на диске и его поломку.

Установка диска у переднего торца заряда исключает перемещение заряда к снаряду при досылании зарядного устройства с перегрузкой (- до 300 единиц) в камеру орудия.

Расположение диска между заглушкой и зарядом позволяет образовать, при истечении газа заряда, дополнительную полость ресивер между заглушкой и диском и затянуть во времени нарастание давления на дно снаряда.

Выполнение окон диска в виде периферийных выемок позволяет образовать радиальные (консольные) лепестки, вдоль боковых граней которых течет газ заряда, затекая на тыльную сторону диска. Поэтому лепестки отгибаются от давления газов заряда и воспламенителя "мягко", уменьшая осевую силу, действующую на форсажную камеру, и предотвращая ее отрыв от места крепления у дна гильзы.

Установление диска с окнами у заднего торца заряда позволяет, особенно при большой массе заряда, уменьшить давление газа, отраженного от дна гильзы, и интенсивность скачков уплотнения за счет отбора части энергии заряда на деформацию диска. Окна диска редуцируют газ в зазор между дном гильзы и диском.

Закрепление диска поджатием к центральному выступу гильзы позволяет создать жесткую заделку диска, работающего как мембрана на изгиб, что также обеспечивает поглощение части энергии газов диском, его деформацию и уменьшение интенсивности скачков уплотнения при течении газа в сторону дна гильзы и, затем, от него, в сторону дна снаряда.

Выполнение в дне форсажной камеры, обращенном к дульцу гильзы, сквозного отверстия позволяет, при горении воспламенителя, уменьшить растягивающую осевую силу, действующую на стенку форсажной камеры.

Сквозное отверстие является соплом и выполняется, преимущественно, цилиндро-коническим. Коническая часть располагается большим основанием в сторону заглушки. Результирующая осевая сила (тяга) при истечении газа воспламенителя направлена к дну гильзы, приложена к переднему дну форсажной камеры по внутренней поверхности отверстия. Коническая часть отверстия (сопла) увеличивает осевую разгрузку и надежность работы форсажной камеры как элемента зарядного устройства.

Кроме того, истечение части газа воспламенителя через осевое сопло позволяет предварительно, до полного зажжения заряда, создать давление на заглушке, сдвинуть ее, и уменьшить скорость ее встречи с дном снаряда.

Перекрытие отверстия (сопла) мембраной позволяет создать в форсажной камере давления для надежного зажжения воспламенителя, исключить выпадание его частиц при хранении, транспортировании устройства и т.д.

Мембрана выполняется, предпочтительно, из сгораемого материала (нитропленка, ткань, бумага).

Выполнение на торце диска выступа, обращенного к дульцу гильзы, и выполнение в центральной части заглушки отверстия и отбортовки, контактирующей боковой поверхностью с выступом диска, позволяют, при наличии вдоль оси управляемого снаряда чувствительных к удару элементов (например, узла раскрытия ножевых стабилизаторов), исключить удар заглушки по этим элементам. Контакт отбортовки заглушки и выступа диска позволяет загерметизировать внутреннюю полость гильзы.

Кроме того, такое конструктивное решение уменьшает массу заглушки (наличие центрального отверстия) и перепад давлений при движении заглушки за счет перепуска газа заряда через центральное отверстие.

Указанные меры повышают надежность работы зарядного устройства.

Сравнение изобретения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены и, поэтому, они обеспечивают изобретению соответствие критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено зарядное устройство к артиллерийскому выстрелу, общий вид; на фиг. 2 диск у переднего торца заряда (поперечный разрез А-А устройства); на фиг. 3 диск у заднего торца заряда; на фиг. 4 форсажная камера со сквозным отверстием, перекрытым мембраной; на фиг. 5 заглушка с отверстием и отбортовкой, диск с выступом.

Зарядное устройство к артиллерийскому выстрелу содержит гильзу 1, метательный заряд 2, форсажную камеру 3 с воспламенителем 4 и заглушку 5 гильзы 1. Заряд 2 скреплен с камерой 3, например, нитками 6, обмотанными и связанными вокруг заряда, 7, 8 зазоры между наружной поверхностью заряда 3 и, соответственно, между боковой и донной поверхности гильзы 1, 9 диск с окнами 10, закрепленный у торца заряда.

В частности, диск 9 установлен у переднего торца 11 заряда 2 перед заглушкой 5. Диск 9 закреплен на форсажной камере 3 (фиг. 1), например, по резьбе. При этом окна 10 диска выполнены в виде периферийных выемок с образованием лепестков 12 переменного сечения, сужающихся к периферии (фиг. 2).

Предусмотрено установление диска 9 у заднего торца 13 заряда 2 и его (диска) закрепление поджатием к центральному выступу 14 гильзы 1 (фиг. 3).

Предусмотрено выполнение в дне 15 форсажной камеры 3, обращенном к дульцу 16 гильзы 1, сквозного отверстия 17, перекрытого мембраной 18. Отверстие 17 выполняется с конической частью 19 мембрана 18 (из нитропленки, бумаги и др.) закрепляется между дном 15 и воспламенителем 4. Расходные отверстия 20 камеры 3 также закрепляются бумагой или нитропленкой 21, приклеиваемой к боковой поверхности камеры 3.

В частности, на торце 22 диска 9 выполнен выступ 23, обращенный к дульцу 16, а в центральной части заглушки 5 выполнено отверстие 24 с отбортовкой 25, причем боковая поверхность 26 отбортовки 25 контактирует с выступом 23. Диаметр отверстия 24 больше диаметра элементов 27 снаряда 28, чувствительных к удару, и расположенных вдоль его продольной оси, 29 втулка крепления камеры 3; 30 капсюльная втулка; 31 дно гильзы; 32 наружная отбортовка заглушки 5. По стыку отбортовки 32 и дульца 16 гильза герметизируется, например, с применением густой смазки.

Работа устройства. При заряжании (досылании) зарядного устройства в камеру 33 орудия, разогретую предыдущими выстрелами, создается осевая перегрузка из-за торможения фланца 34 гильзы 1 о торец каморы 33. Диск 9 и крепеж (нитки) 6 удерживают заряд 2 вокруг отверстий 20 камеры 3. При длительном нахождении всего устройства, до нескольких минут, в орудии, тепловой поток от каморы 33 распространяется в металл гильзы 1. Ввиду наличия зазоров 7 и 8 поток тепла к проходу заряда 2 резко уменьшен, и воспламенения заряда до срабатывания капсюльной втулки не происходит.

Боек орудия бьет по капсюльной втулке 30, газы которой зажигают воспламенитель 4. Газы последнего, прожигая бумагу 21 через отверстия 20 зажигают порох метательного заряда 2. При наличии отверстия 17 прорывается и сгорает мембрана 18. Тяга, приложенная к конической части 19 дна 15, разгружает камеру 3 в осевом направлении.

При горении заряда 2 его газы проходят через периферийные выемки 10 - между лепестками 12, уменьшают на них перепад давления, сдвигают заглушку 5 и отгибают лепестки 12 диска 9.

В частности, при установке диска у заднего торца 13 заряда, газы отгибают диск 9 к дну 31 гильзы, проходя и через его окна 10. Затем, при отражении от дна 31, но уже затратив часть энергии на деформацию диска, газы еще раз проходят через окна 10 и вокруг диска, выгибая его в обратную сторону. Это позволяет уменьшить градиент давления на дно снаряда.

При наличии отверстия 24 и выступа 23 газы заряда 2 сдвигают облегченную заглушку 5 к снаряду 28. Когда отбортовка 25 "сойдет" с выступа 23, газы заряда 2 проходят к противоположной стороне заглушки 5 и тормозят ее, смягчая удар о дно снаряда; при этом не повреждаются чувствительные к удару элементы 27 (например, узел стыковки стабилизаторов), частицы заглушки 5 не попадают в узел 27.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность работы зарядного устройства и артиллерийского выстрела в целом за счет:
уменьшения теплопередачи в заряд при нахождении зарядного устройства в разогретой камере орудия, что обеспечивается скреплением заряда с форсажной камерой с образованием зазора между гильзой и зарядом;
уменьшения градиента давления на дно управляемого снаряда, что обеспечивается закреплением диска с окнами у торца заряда;
осевой разгрузки форсажной камеры, обеспечиваемой выполнением в ее переднем дне сопла;
уменьшением массы заглушки и уменьшением на ней перепада давлений за счет выполнения в центральной части заглушки отверстия с отбортовкой.

Источники информации.

1. А.с. ЧССР N 255702, М.Кл. F 42 B 5/02, 1988 г.

2. Заявка ФРГ (DE) N OS 3544623, МКИ 5 F 42 B 5/02, 1986 г.

3. Патент США N 4449458, МКИ 5 F 42 B 5/02, НКИ 102-430.

Использование. Изобретение относится к артиллерийской технике, а именно, к зарядным устройствам выстрелов раздельно-гильзового заряжания. Существо: в зарядном устройстве к артиллерийскому выстрелу, содержащем гильзу 1, метательный заряд 2, форсажную камеру 3 с воспламенителем 4 и заглушку 5 гильзы 1, метательный заряд 2 скреплен с форсажной камерой 3 с образованием зазоров 7, 8 между наружной поверхностью заряда и внутренней поверхностью гильзы, а у торца заряда 2 закреплен диск 9 с окнами 10. В частности, диск 9 установлен у переднего торца 11 заряда 2 перед заглушкой 5 и закреплен на форсажной камере 3. При этом окна 10 диска 9 выполнены в виде периферийных выемок с образованием лепестков 12 переменного сечения. Предусмотрено установление диска 9 у заднего торца 13 заряда 2 и его (диска) закрепление поджатием к центральному выступу 14 гильзы 1. Предусмотрено выполнение в дне 15 форсажной камеры 3, обращенном к дульцу 16 гильзы 1, сквозного отверстия 17, перекрытого мембраной 18. Отверстие 17 выполняется с конической частью 19. Мембрана 18, например, из бумаги, закрепляется между дном 15 и воспламенителем 4. Расходные отверстия 20 камеры 3 также закрываются бумагой, приклеиваемой к боковой поверхности камеры 3. В частности, на торце 22 диска 9 выполнен выступ 23, обращенный к дульцу 16, а в центральной части заглушки 5 выполнено отверстие 24 с отбортовкой 25, причем боковая поверхность 26 отбортовки 25 контактирует с выступом 23. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Зарядное устройство к артиллерийскому выстрелу, содержащее гильзу, метательный заряд, форсажную камеру с воспламенителем и заглушку гильзы, отличающееся тем, что в нем метательный заряд скреплен с форсажной камерой с образованием зазора между наружной поверхностью заряда и внутренней поверхностью гильзы, а у торца заряда закреплен диск с окнами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диск установлен у переднего торца заряда перед заглушкой гильзы и закреплен на форсажной камере, а окна диска выполнены в виде периферийных выемок. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диск установлен у заднего торца заряда и закреплен поджатием к центральному выступу гильзы. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в дне форсажной камеры, обращенном к дульцу гильзы, выполнено сквозное отверстие, перекрытое мембраной. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на торце диска выполнен выступ, обращенный к дульцу гильзы, а в центральной части заглушки выполнено отверстие с отбортовкой, контактирующей боковой поверхностью с выступом диска.