ЗАРЯД К АРТИЛЛЕРИЙСКОМУ ОРУДИЮ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции артиллерийских зарядов, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских зарядов большого веса (9 кг и выше) из зерненых порохов.

Основное требование, предъявляемое к артиллерийским зарядам большого веса, обеспечение быстрого и безотказного воспламенения.

Особенность применения этих зарядов состоит в том, что они применяются для комплектации выстрелов раздельно-гильзового заряжания как с цельнометаллическими, так и со сборными гильзами с пластмассовыми корпусами.

Известен артиллерийский заряд (Латухин А.Н. Современная артиллерия, МО СССР, М. 1970, с. 107-108), состоящий из гильзы, навески бездымного пороха и воспламенителя.

Такие заряды нашли применение для систем малого и среднего калибров и небольшой мощности.

Задачей известного технического решения являлось создание заряда небольшой мощности без предъявления требования по воспламенению пороховой навески значительной массы из зерненых порохов.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией заряда являются наличие гильзы, навески пороха и воспламенителя.

Недостатком этого решения, как показывает практика, является затрудненное распространение форса пламени воспламенителя по всему заряду, приводящее к затяжному выстрелу, который, в свою очередь, приводит к невылету снаряда из канала ствола, резкому увеличению внутрибаллистического давления в канале ствола и возникновению обратного пламени.

Поэтому наиболее приемлемой конструкцией заряда являлся бы заряд, удовлетворяющий требованию по практически одновременному воспламенению пороховой навески значительной массы из зерненых порохов.

В настоящее время известен наиболее близкий по технической сути и достигаемому техническому эффекту артиллерийский заряд, обеспечивающий практически одновременное воспламенение пороховой навески большой массы из зерненых порохов (Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. Оборонгиз, М. 1962, с. 122), содержащий гильзу, стержневую перфорированную трубку с воспламенительным составом и навеску пороха, выбранный авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения применение стержневой перфорированной трубки с воспламенительным составом, т.е. стержневого воспламенительного устройства (СВУ), обеспечивает срабатывание заряда без затяжного выстрела.

Однако известный заряд имеет недостатки. Так, при стрельбе на температуре -50^oC происходит разрушение верхней части пластмассового корпуса и, как следствие, нарушение обтюрации пороховых газов с последующим прорывом их за казенный срез орудия. У цельнометаллических гильз на верхней части образуются продольные царапины и вмятины, которые при повторном использовании могут привести к разрушению гильз, что недопустимо.

Как показали исследования, нарушение прочности и образование царапин и вмятин на корпусах гильз происходит вследствие ударного воздействия недогоревших пороховых зерен о стенку корпуса.

Таким образом, задачей известного технического решения (прототипа) являлась попытка создания артиллерийского заряда без требований по сохранению целостности корпуса гильз, удовлетворяющего заданным баллистическим характеристикам.

Общими признаками с предлагаемым авторами зарядом являются наличие гильзы, стержневой перфорированной трубки с воспламенительным составом, скрепленной с дном гильзы, и навески пороха, размещенной вокруг трубки.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами заряде
трубка выполнена длиной, равной 0,62 0,76 длины гильзы;
отверстия трубки выполнены с одинаковым диаметром, равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки.

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

Задачей предлагаемого технического решения является создание заряда к артиллерийскому орудию, обеспечивающего сохранность корпуса гильзы в процессе выстрела при заданных баллистических характеристиках.

Предлагаемая конструкция заряда имеет преимущества перед прототипом. Так, выполнение трубки длиной, равной 0,62 0,76 длины гильзы, и отверстий трубки выполнены с одинаковым диаметром, равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки, исключает обрыв корпуса и образование царапин и вмятин на корпусах в процессе выстрела при температуре до -50^oC включительно.

Вышеуказанные отличительные признаки, отличающие предлагаемое 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 предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения заключается в том, что
заряд к артиллерийскому орудию, содержащий гильзу, стержневую перфорированную трубку с воспламенительным составом, скрепленную с дном гильзы, и навеску пороха, размещенную вокруг трубки, в отличие от прототипа, согласно изобретению имеет трубку, выполненную длиной, равной 0,62 0,76 длины гильзы;
заряд по п. 1, в отличие от прототипа, согласно изобретению имеет отверстия в трубке, выполненные с одинаковым диаметром, равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки.

На фиг. 1 изображен заряд, содержащий гильзу 1 длиной L, навеску пороха 2, стержневую перфорированную трубку 3 длиной l с воспламенителем 4; на фиг. 2 трубка 3 с внутренним диаметром D и отверстиями 5 диаметром d.

Выполнение стержневой перфорированной трубки 3 длиной, равной 0,62 0,76 длины гильзы 1, позволяет существенно изменить характер воспламенения порохового заряда 2. В первоначальный момент происходит воспламенение лишь незначительной по объему нижней части порохового заряда 2. Спустя небольшой промежуток времени форс пламени воспламенительного состава 4 передается верхним слоям. Необходимо отметить, что воспламенение верхних слоев порохового заряда 2 происходит при неизменном объеме заснарядного пространства, т. е. до момента форсирования.

В результате горения верхних слоев образуются два газовых потока, первый направлен к торцу снаряда, второй к донной части гильзы. Такой характер воспламенения порохового заряда 2 позволяет добиться более полного сгорания пороховых зерен и оптимального распределения газового потока по сечению каморной части орудия, что в свою очередь оказывает решающее воздействие на прочностные характеристики гильзы в процессе выстрела.

Увеличение высоты СВУ более 0,76 длины гильзы создает условия для более раннего воспламенения верхних слоев порохового заряда, находящихся у верхнего среза корпуса гильзы, при этом в начальный момент развивается давление, недостаточное для того, чтобы прижать корпус гильзы к стенкам каморы орудия. Поэтому часть уже образовавшихся пороховых газов прорывается в зазор между гильзой и стенками каморы. С увеличением газообразования прорыв становится все интенсивней и, наконец, настолько возрастает, что гильза сжимается снаружи внутрь. При этом на верхней части корпуса цельнометаллической гильзы образуются продольные вмятины гофры, которые могут привести к неэкстракции гильзы после выстрела и невозможности ее повторного применения, а у сборных гильз с пластмассовым корпусом вследствие более низких прочностных характеристик материала корпуса происходит обрыв верхней части корпуса и вынос его пороховыми газами в ствол орудия, что при последующем выстреле может привести к разрушению ствола.

При длине СВУ менее 0,62 длины гильзы вследствие значительной задержки воспламенения верхних слоев увеличивается время горения всего порохового заряда, что приводит к изменению баллистических характеристик заряда. Кроме того, недогоревшие пороховые зерна, ударяясь о верхнюю часть корпуса, приводят к нарушению целостности гильзы.

Диаметр отверстий на трубке выполнен равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки из условий обеспечения достаточной прочности верхней части сборной гильзы с пластмассовым корпусом и сохранения штатных баллистических характеристик.

При диаметре отверстий более 0,28 внутреннего диаметра трубки происходит образование гофр на корпусе цельнометаллической гильзы и разрушение полиэтиленового корпуса сборной гильзы с выносом оторвавшейся части в канал ствола орудия.

При диаметре отверстия менее 0,23 внутреннего диаметра трубки замедляется процесс воспламенения порохового заряда и изменяются баллистические характеристики, что недопустимо.

Функционирование заряда осуществляется следующим образом.

В канал ствола орудия досылается снаряд, после досылания заряда 2 в гильзе 1 в камеру затвор закрывается. После срабатывания капсюльной втулки форс огня передается воспламенительному составу 4, находящемуся в трубке 3. Форс пламени, образующийся при горении состава 4, через отверстия 5 передается пороховому заряду 2. В первоначальный момент происходит воспламенение нижней части, и спустя небольшой промежуток времени воспламеняются верхние слои.

Выполнение длины трубки 3, равной 0,62 0,76 длины гильзы, позволяет обеспечить обтюрацию пороховых газов и снизить энергию поступательного движения пороховых зерен.

Выполнение отверстий 5 трубки 3 диаметром, равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки 3, обеспечивает равномерное горение зерен заряда 2 во всем объеме каморы орудия.

Приведенная конструкция заряда к артиллерийскому орудию позволяет избежать нарушение прочности корпуса гильзы при выстреле с сохранением баллистических характеристик.

По изобретению была разработана конструкция артиллерийского заряда индекса 4Б90, по которой изготовлена опытная партия зарядов.

Испытания показали положительные результаты (отчет 0283 от 09.10.95).

По результатам испытаний предлагаемая конструкция артиллерийского заряда признана перспективной и рекомендована в производство.

Использование: производство артиллерийских зарядов большого веса из зерненых порохов. Сущность изобретения: заряд содержит стержневую перфорированную трубку с воспламенительным составом, скрепленную с дном гильзы, и навеску пороха, размещенную вокруг трубки. Трубка выполнена длиной, равной 0,62 - 0,76 длины гильзы. Отверстия трубки выполнены с одинаковым диаметром, равным 0,23 - 0,28 внутреннего диаметра трубки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Заряд к артиллерийскому орудию, содержащий гильзу, стержневую перфорированную трубку с воспламенительным составом, скрепленную с дном гильзы, и навеску пороха, размещенную вокруг трубки, отличающийся тем, что в нем трубка выполнена длиной, равной 0,62 0,76 длины гильзы. 2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в нем отверстия трубки выполнены с одинаковым диаметром, равным 0,23 0,28 внутреннего диаметра трубки.