СНАРЯД И ОБТЮРИРУЮЩЕ-ВЕДУЩИЙ ПОЯСОК СНАРЯДА Российский патент 1998 года по МПК F42B14/00 F42B14/02 

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к снарядам, выстреливаемым из ствола орудия.

Известен артиллерийский снаряд [1], содержащий корпус и расположенные на нем два пояска: передний - центрирующий и задний - обтюрирующе-ведущий.

Недостатком данного артиллерийского снаряда является то, что при стрельбе им на большую дальность (более 1500 м) точность попадания резко снижается. Эффективность боевого применения ухудшается.

Этот недостаток устранен в управляемой ракете (снаряде) "АКРА" [2], содержащей скрепленные между собой отсеки и два пояска: центрирующий и обтюрирующе-ведущий.

Недостатком данной ракеты (снаряда) является то, что она, как и штатный артиллерийский снаряд, обычно устанавливается в камору ствола орудия с некоторым перекосом, обусловленным тем, что передний центрирующий поясок обычно изготавливается по диаметру равным калибру ствола, а задний обтюрирующе-ведущий, упирающийся в переходную коническую часть каморы ствола, больше калибра. При этом сам задний обитюрирующе-ведущий поясок имеет коническую переходную часть, обеспечивающую "жесткий" соосность задней части управляемой ракеты (снаряда) и калиберной части ствола орудия. Передняя часть ракеты (снаряда) центрируется по переднему центрирующему пояску. Между данным пояском и каналом ствола орудия обычно присутствует определенный зазор, обусловленный разбросом допусков на изготовление как калиберной части ствола орудия, так и самого переднего центрирующего пояска управляемой ракеты (снаряда). С увеличением износа канала ствола и его разгара данный зазор увеличивается. Следовательно, увеличивается и возможный перекос управляемой ракеты (снаряда) относительно калиберной части ствола, приводящий к большим радиальным нагрузкам, действующим на управляемую ракету (снаряд) при ее движении по каналу ствола при выстреливании, особенно в начальный момент, когда эти нагрузки носят ударный характер. Это объясняется разложением нагрузки, имеющей ударный характер в начальный момент, на продольную и поперечную составляющую. Данный расклад возникает из-за перекоса управляемой ракеты (снаряда) относительно канала ствола. Если же артиллерийские снаряды обычно состоят из корпуса (зачастую имеющего довольно большую прочность), боевого заряда и простого взрывателя, то даже значительные радиальные нагрузки при движении его по каналу ствола не приводят к выходу его из строя. В управляемых же ракетах (снарядах) внутри располагаются рулевой привод, гироскоп, электронная аппаратура, заряд маршевого реактивного двигателя и т.д. Дополнительные радиальные нагрузки могут вывести его из строя. Следовательно, эффективность боевого применения управляемой ракеты (снаряда) в этом случае резко снижается. Усиление крепления и снабжение амортизирующими элементами аппаратуры увеличивает габариты и вес управляемой ракеты (снаряда), что нередко приводит к невозможности создания ракеты (снаряда) для небольших калибров орудий. Сохранение же габаритов на заданном уровне за счет габаритов и веса, выделяемых на боевую часть или реактивный двигатель, приводит либо к снижению поражающего действия ракеты (из-за снижения мощности реактивного двигателя), либо уменьшения времени его работы, а значит и дальности стрельбы соответственно. Эффективность ухудшается.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет снижения радиальной нагрузки, действующей на снаряд при выстреле.

Задача достигается тем, что в снаряде, содержащем скрепленные между собой отсеки, два ведущих пояска: центрирующий и обтюрирующе-ведущий, - в нем центрирующий поясок, расположенный впереди обтюрирующего, выполнен в виде установленного между корпусами отсеков кольца с равномерно распределенными по окружности пружинящими выступами, при этом на переднем торце кольца со стороны внутреннего диаметра выполнен кольцевой торцевой выступ, а на торце корпуса впереди расположенного отсека выполнена ответная проточка, при этом пружинящие выступы на кольце могут быть выполнены в виде равномерно расположенных по окружности и отогнутых вверх участков кольца между парами продольных подрезов со стороны заднего торца, а кольцевой торцевой выступ кольца выполнен треугольного сечения, при этом одна из сторон этого сечения является продолжением внутреннего диаметра кольца.

Положительный эффект обеспечивается путем снижения вероятности перекоса снаряда относительно калиберной части ствола орудия при заряжании.

Известен обтюрирующе-ведущий поясок снаряда [3], выполненный из пластичного материала и содержащий основание и выступающую за калибр снаряда часть с коническим передним участком.

Недостатком данного обтюрирующего пояска является то, что во время выстрела при врезании его в нарезы канала ствола орудия или же при "поджатии" его в гладкоствольном орудии происходит "растекание" пояска по наружной поверхности снаряда. Это явление сопровождается большой ударной радиальной нагрузкой, действующей на корпус снаряда. Из-за этой радиальной нагрузки в артиллерийских снарядах под пояском проходится делать довольно больщую толщину корпуса. В противном случае возможна деформация корпуса снаряда и изменение его внешне-баллистических характеристик, приводящих к снижению точности стрельбы. Если же в бронебойных снарядах увеличение толщины корпуса под пояском не вызывает особых сложностей, то в снарядах, поражающее действие которых основано на подрыве взрывчатого вещества (фугасных, осколочных, кумулятивных и т.д), увеличение толщины корпуса приводит к уменьшению полезной нагрузки (заряда взрывчатого вещества), имеющейся на снаряде, т.е. к снижению поражающего действия снаряда при данном калибре. Необеспечение достаточной прочности корпуса снаряда, имеющего заряд взрывчатого вещества, может привести не только к деформации его корпуса, но и детонации взрывчатого вещества под действием ударной радиальной нагрузки, возникающей при врезании обтюрирующе-ведущего пояска. Эффективность снижается.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является обтюрирующе-ведущий поясок [1], выполненный из пластичного материала и содержащий основание и выступающую за калибр снаряда часть с коническим передним участком и кольцевой выемкой за вершиной пояска, дно которой расположено выше калибра снаряда.

Недостатком данного технического решения, как и предыдущего, является то, что при "врезании" обтюрирующе-ведущего пояска в калиберную часть ствола происходит его смятие, и поясок как бы "течет" назад относительно его заделки. Этот процесс сопровождается большой радиальной нагрузкой, действующей на корпус снаряда в районе расположения пояска, особенно под ним. Так как в бронебойных артиллерийских снарядах толщина стенки корпуса обычно довольно большая, то радиальная нагрузка, возникающая при врезании обтюрирующе-ведущего пояска, на него практически не оказывает воздействия. В управляемых же снарядах, выстреливаемых из ствола орудия, необходимо внутри разместить не только заряд боевой части (обычно они имеют кумулятивную боевую часть), но и аппаратуру управления, реактивный двигатель и т.д., т.е. плотность компоновки очень значительна, и иметь в нем большую толщину стенок корпусов отсеков очень расточительно. К тому же управляемые снаряды в отличие от артиллерийских обычно состоят из нескольких отсеков (отсека рулевого привода, реактивного двигателя, аппаратурного отсека, отсека боевой части и т.д.). Смятие обтюрирующе-ведущего пояска при его врезании в калиберную часть сопровождается не только радиальной нагрузкой, действующей на корпус, на котором он установлен, но при этом данная нагрузка нередко "располагается" неравномерно по окружности. Объясняется это несоосностью, которая обычно присутствует между пояском снаряда и калиберной частью ствола орудия, а также эллипсностью этих элементов, которая также обычно имеет место. Данные несоосность и эллипсность возникают как из-за разброса по допускам на изготовление, так и из-за износа и разгара калиберной части ствола. В управляемом снаряде неравномерность радиальной нагрузки на корпус отсека, на котором расположен обтюрирующе -ведущий поясок, приводит к изгибающему моменту в стыках корпуса данного отсека с корпусами смежных. Это также приводит к необходимости "усиления" данных стыков, что увеличивает "мертвый" объем и вес. Эффективность снижается.

Задачей изобретения является повышение эффективности путем снижения радиальной нагрузки, действующей на снаряд при врезании обтюрирующе-ведущего пояска в калиберную часть ствола орудия.

Поставленная задача достигается тем, что в обтюрирующе-ведущем пояске снаряда, выполненном из пластичного материала и содержащем основание и выступающую за калибр снаряда часть с коническим передним участком и кольцевой выемкой за вершиной пояска, в нем выступающая за калибр снаряда часть пояска со стороны заднего торца выполнена с кольцевым поднутрением, переходящим в кольцевую выемку, при этом дно выемки расположено ниже калибра снаряда, а объем выемки, расположенной ниже калибра снаряда, может быть выполнен равным 0,5 - 0,9 объема пояска, расположенного выше калибра снаряда, при этом угол наклона кольцевого поднутрения относительно оси снаряда также может быть выполнен больше или равным углу наклона переднего конического участка пояска, а наружный диаметр пояска за кольцевой выемкой равен калибру снаряда.

Положительный эффект обеспечивается путем "направленного складывания" обтюрирующе-ведущего пояска при его врезании в калиберную часть ствола орудия.

Сравнение заявляемых технических решений с их прототипами позволяет установить соответствие их критерию "новизна".

При изучении других технических решений в данной области техники, признаки, присущие заявляемым изобретениям и отличающие их от прототипа, в них не выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "изобретательский уровень".

Данные технические решения поясняются фиг. 1 - 4. На фиг. 1 изображен в стволе 1 пушки снаряд 2, содержащий отсеки 3, 4, центрирующий поясок в виде кольца 5, установленного между корпусами отсеков 3 и 4, с равномерно распределенными по окружности пружинящими выступами 6. Один из возможных вариантов выполнения выступов приведен на фиг. 2, 3. На переднем торце кольца 5 (фиг. 2), со стороны внутреннего диаметра "а" выполнен кольцевой торцевой выступ 7, а на торце корпуса впереди расположенного отсека 3 выполнена соответствующая проточка 8, при этом кольцевой торцевой выступ 7 кольца 5 может быть выполнен треугольного сечения и одна из сторон этого сечения может являться продолжением внутренней поверхности кольца. Пружинящие выступы 6 в приведенном на чертеже варианте выполнены в виде отогнутых вверх участков 9 кольца (фиг. 2, 3) между парами продольных разрезов 10 со стороны заднего торца 11 кольца 5. Пружинящие выступы могут быть выполнены за счет П-образного разреза в кольце и загибом расположенной внутри данного разреза части кольца вверх. Целесообразно в том случае П-образный разрез располагать вдоль оси снаряда концом отгибаемой части назад. В этом варианте обеспечиваются наиболее благоприятные условия установки снаряда в камору ствола орудия. На корпусе одного из задних отсеков снаряда 1 (фиг. 1) расположен обтюрирующе-ведущий поясок 12 (фиг. 4), выполненный из пластичного материала, содержащий основание 13 и выступающую на калибр "d" снаряда часть 14 с коническим передним участком 15 и кольцевой выемкой 16 за вершиной 17 пояска. Выступающая за калибр "d" снаряда часть пояска 14 со стороны заднего торца 18 выполнена с кольцевым поднутрением 19, переходящим в кольцевую выемку 16, при этом дно 20 выемки расположено ниже калибра "d" снаряда. Объем части выемки, расположенной ниже калибра снаряда, может быть выполнен равным 0,5 - 0,9 объема пояска, расположенного выше калибра "d" снаряда. Угол α наклона кольцевого поднутрения относительно оси снаряда выполнен больше или равным углу наклона β переднего конического участка пояска. Наружный диаметр D пояска за кольцевой выемкой равен калибру снаряда.

Предложенный снаряд и его обтюрирующе-ведущий поясок работает следующим образом. Перед выстрелом снаряд устанавливают в зарядную камору ствола орудия. При этом пружинящие выступы центрирующего пояска, расположенного впереди обтюрирующего, поджимаются (в зависимости от состояния канала ствола), центрируя переднюю часть относительно канала ствола. Задняя часть снаряда центрируется обтюрирующе-ведущим пояском, за счет его конического переднего участка, которым он упирается в конический переход между каналом ствола и зарядной каморой. При выстреливании снаряда после воспламенения порохового заряда снаряд начинает двигаться по каналу ствола. При этом пружинящие выступы переднего ведущего пояска, подпружинивая, обеспечивает центрирование снаряда во время его движения по каналу ствола. Выступающая за калибр снаряда часть обтюрирующе-ведущего пояска при начале его движения сминается коническим переходом канала ствола и каморной частью, обеспечивая обтюрацию.

Выполнение в снаряде центрирующего пояска, расположенного впереди обтюрирующего, в виде установленного между корпусами кольца с равномерно расположенными по окружности пружинящими выступами позволяет обеспечить снижение вероятности перекоса снаряда относительно канала ствола, а соответственно и снижение ударных радиальных нагрузок, действующих на снаряд при выстреле, что повышает эффективность. Это обеспечивается тем, что передняя часть снаряда центрируется в канале ствола пружинящими выступами. При этом центрирование происходит независимо от износа канала ствола. Если снаряд устанавливается в новый ствол, то пружинящие выступы поджимаются примерно до калибра снаряда, так как диаметр калиберной части нового ствола практически равен калибру снаряда. Если же ствол уже использовался для стрельбы и произошел его разгар (износ), то образовавшийся зазор между калиберной частью ствола и снарядом компенсируется пружинящими выступами. При этом поджим пружинящих выступов кольца происходит не только во время заряжания снаряда в ствол, но и при его движении по каналу ствола во время выстрела, так как разгар (износ) калиберной части ствола носит конусный характер, расширяющийся в сторону зарядной каморы. Для обеспечения центрирования снаряда независимо от износа канала ствола необходимо выполнять высоту пружинящих выступов не ниже допустимой величины износа его калиберной части на сторону. В противном случае при максимальном износе возможно возрастание ударных радиальных нагрузок со всеми вытекающими отрицательными последствиями. Следует отметить, что необходимо выполнять центрирующий поясок в виде кольца из пружинящего материала (например, соответствующей стали), т.е. материала, отличного от материала корпусов отсеков. В противном случае не будет обеспечено выполнение выступов на кольце пружинящими. Наиболее простыми по конструкции (а значит, и наиболее надежными) являются выступы, выполненные в виде равномерно расположенных по окружности и отогнутых вверх участков кольца между парами продольных разрезов. Пружинящие выступы на кольце могут быть выполнены и каким-либо еще образом, например, как описано выше. Выполнение на переднем торце кольца со стороны внутреннего диаметра кольцевого выступа, а на торце корпуса впереди расположенного отсека ответной проточки позволяет избежать "выворачивания" передней кромки кольца при заряжании снаряда и его движении по каналу ствола во время выстрела, что также повышает эффективность. В противном случае возможно (из-за "выворачивания" передней кромки кольца) не только резкое возрастание радиальной нагрузки, но даже и разрушение снаряда и ствола орудия, так как " вывернувшаяся" передняя часть пояска будет фактически "заклинивать" снаряд в стволе. Наиболее целесообразно выполнять этот кольцевой торцевой выступ треугольного сечения, в котором одна из сторон этого сечения является продолжением внутреннего диаметра кольца, так как треугольное сечение выступа при этом позволяет не только предотвратить "выворачивание" передней кромки кольца, но и обеспечивает центрирование самого кольца относительно впереди расположенного корпуса отсека, что способствует более равномерному распределению продольной нагрузки, действующей на снаряд при выстреле. Эффективность возрастает. Предотвратить "выворачивание" передней кромки кольца можно и выполнив переднюю кромку кольца конической, с (направлением острия конуса вперед), но при этом в кольце не будет торцевого участка, воспринимающего продольную нагрузку при выстреле, и возможно "раздутие" задней части корпуса впереди расположенного отсека со всеми возможными отрицательными последствиями, что недопустимо. Повышение эффективности (при выполнении переднего торца кольца коническим) не происходит.

Выполнение в обтюрирующе-ведущем пояске снаряда выступающей за калибр снаряда части пояска со стороны заднего торца с кольцевым поднутрением, переходящим в кольцевую выемку, а также расположение дна выемки ниже калибра снаряда позволяет поднять эффективность за счет снижения радиальной нагрузки, действующей на снаряд при врезании обтюрирующе-ведущего пояска в калиберную часть ствола орудия. Это обеспечивается тем, что в предложенной конструкции выступающая за калибр снаряда часть обтюрирующе- ведущего пояска при начале движения снаряда по стволу во время выстрела "сминается" коническим переходом калиберной части ствола к зарядной каморе и как бы "складывается" в кольцевую выемку, не вызывая при этом резкого возрастания радиальной нагрузки на снаряд. Как показал опыт отработки, наиболее целесообразно выполнять объем кольцевой выемки, расположенной ниже калибра снаряда, равным 0,5 -0,9 объема пояска, расположенного выше калибра снаряда. При использовании гладкоствольных орудий этот объем можно довести до 0,9 (при обеспечении обтюрации), что наиболее предпочтительно. В нарезных же орудиях для обеспечения обтюрации приходится спускаться до 0,5, так как в этом случае необходимо заполнять зазор между нарезами канала ствола. При выполнении объема кольцевой выемки более 0,9 не обеспечивается обтюрация, а при объеме менее 0,5 - возрастают радиальные нагрузки на корпус, что не способствует повышению эффективности. Угол наклона кольцевого поднутрения относительно оси снаряда предпочтительно выполнять больше или равным углу наклона переднего конического участка обтюрирующе-ведущего пояска, так как в этом случае обеспечивается наибольшая несущая способность пояска и предотвращается его деформация при заряжании снаряда в ствол орудия, которая может ухудшить обтюрацию во время выстрела. Это повышает эффективность. Выполнение наружного диаметра обтюрирующе-ведущего пояска за кольцевой выемкой, равной калибру снаряда, улучшает условия "складывания" выступающей за калибр снаряда части пояска. Эффективность повышается.

Предложенные технические решения повышают эффективность за счет снижения радиальной нагрузки, действующей на снаряд при выстреле, что обеспечивается снижением вероятности перекоса снаряда относительно калиберной части ствола орудия при заряжании и "направленного" складывания обтюрирующе-ведущего пояска при его врезании в калиберную часть ствола орудия.

Источники информации
1. Артиллерийское вооружение / Под ред. Жукова И.И. М.: Машиностроение, 1975, с. 38-39,40.

2. Латухин А.Н. Противотанковое вооружение. М.: Воениздат, 1974, с. 230 - 234.

3. Латухин А. Н. Современная артиллерия. М.: Воениздат, 1970, с. 120, рис. 37.

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к снарядам, выстреливаемым из ствола орудия. Снаряд содержит скрепленные между собой отсеки и два ведущих пояска: центрирующий и обтюрирующе-ведущий. Центрирующий поясок, расположенный впереди обтюрирующего, выполнен в виде установленного между корпусами отсеков кольца с равномерно распределенными по окружности пружинящими выступами. На переднем торце кольца со стороны внутреннего диаметра выполнен кольцевой торцевой выступ, а на торце корпуса впереди расположенного отсека выполнена ответная проточка. Пружинящие выступы на кольце могут быть выполнены в виде равномерно расположенных по окружности и отогнутых вверх участков кольца между парами продольных подрезов со стороны заднего торца. Кольцевой торцевой выступ кольца выполнен треугольного сечения, при этом одна из сторон этого сечения является продолжением внутреннего диаметра кольца. Обтюрирующе-ведущий поясок снаряда выполнен из пластичного материала и содержит основание и выступающую за калибр снаряда часть с коническим передним участком и кольцевой выемкой за вершиной пояска. Выступающая за калибр снаряда часть пояска со стороны заднего торца выполнена с кольцевым поднутрением, переходящим в кольцевую выемку, дно выемки расположено ниже калибра снаряда. Объем выемки, расположенной ниже калибра снаряда, может быть выполнен равным 0,5-0,9 объема пояска, расположенного выше калибра снаряда. Угол наклона кольцевого поднутрения относительно оси снаряда может быть выполнен больше или равным углу наклона переднего конического участка пояска, а наружный диаметр пояска за кольцевой выемкой равен калибру снаряда, 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Снаряд, содержащий скрепленные между собой отсеки, два ведущих пояска, центрирующий и обтюрирующе-ведущий, отличающийся тем, что центрирующий поясок, расположенный впереди обтюрирующего, выполнен в виде установленного между корпусами отсеков кольца с равномерно распределенными по окружности пружинящими выступами, при этом на переднем торце кольца со стороны внутреннего диаметра выполнен кольцевой торцевой выступ, а на торце корпуса впереди расположенного отсека - ответная проточка. 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что пружинящие выступы на кольце выполнены в виде равномерно расположенных по окружности и отогнутых вверх участков кольца между парами продольных разрезов со стороны заднего торца, а кольцевой торцевой выступ кольца в нем выполнен треугольного сечения, при этом одна из сторон этого сечения является продолжением внутреннего диаметра кольца. 3. Обтюрирующе-ведущий поясок снаряда, выполненный из пластичного материала, содержащий основание и выступающую за калибр снаряда часть с коническим передним участком и кольцевой выемкой за вершиной пояска, отличающийся тем, что выступающая за калибр снаряда часть пояска со стороны заднего торца выполнена с кольцевым поднутрением, переходящим в кольцевую выемку, при этом дно выемки расположено ниже калибра снаряда. 4. Поясок по п.3, отличающийся тем, что объем выемки, расположенной ниже калибра снаряда, выполнен равным 0,5 - 0,9 объема пояска, расположенного выше калибра снаряда. 5. Поясок по п.3, отличающийся тем, что угол наклона кольцевого поднутрения относительно оси снаряда выполнен больше или равным углу наклона переднего конического участка пояска, а наружный диаметр пояска за кольцевой выемкой равен калибру снаряда.