СТВОЛ Российский патент 2002 года по МПК F41A21/00 

Изобретение относится к области оружейной техники, а более конкретно к ствольным системам для метания снарядов или других тел.

Известны различные виды огнестрельною оружия: стрелковое оружие, артиллерийские орудия. Артиллерийские орудия, например, бывают наземные (зенитные, танковые), авиационные, корабельные. В качестве конкретных образцов можно назвать 152-мм пушку-гаубицу. 122-мм самоходную гаубицу, 130-мм пушку М-46 /1/, пушку танка Т-80У /2/ и др. Все они имеют различную конструкцию своих элементов или частей, различные тактико-технические характеристики, однако их составной частью является ствол.

Известен V ствол-моноблок 76-мм пушки образца 1942г. /3/, выполненный из одной заготовки и по всей длине представляющий целую трубу.

Недостатком существующих ствольных систем, является недостаточная скорость, сообщаемая снаряду (телу или объекту). Согласно /4/ наиболее современные из существующих ствольных артиллерийских систем имеют баллистические характеристики, отвечающие требованиям подписанного НАТО соглашения о единой баллистике 155-мм артиллерийских орудий (длина ствола 39 клб, объем зарядной камеры 18 л и т. д. ). Максимальная дальность стрельбы из таких систем обычными снарядами составляет 24 км и активно-реактивными - до 30 км. Однако специалисты считают, что эти характеристики не соответствуют современным требованиям. В начале 90-х годов было принято решение о переходе на новую систему баллистических характеристик (длина ствола 52 клб, объем зарядной камеры 23 л и т. д. ), что обеспечило бы увеличение дальности стрельбы и соответственно глубины поражения огнем ствольной артиллерии.

В качестве ближайшего аналога выбран ствол, содержащий ствольную и казенную части, при этом ствол разделен на части таким образом, что, по меньшей мере, одна часть выполнена выдвижной по отношению к казенной части в дульном направлении (см. патент RU 2060436 С1, кл. F 41 С 7/00, F 41 А 21/00, 20.05.1996).

Недостатком этого ствола является невысокая скорость, сообщаемая снаряду (телу, объекту), и малая дальность стрельбы.

Изобретением решается задача увеличения длины пути снаряда, на котором на него воздействует давление расширяющихся газов, что обеспечивает получение следующего технического результата - повышение коэффициента могущества орудия (начальной дульной скорости снаряда, дальности стрельбы).

Указанная задача решается за счет того, что в стволе, содержащем ствольную и казенную части, при этом ствол разделен на части таким образом, что, по меньшей мере, одна часть выполнена выдвижной по отношению к казенной части в дульном направлении, согласно изобретению выдвижные части оснащены элементами их выдвижения от собственного источника энергии метания тела и/или от внешнего источника энергии.

Выдвижная часть снабжена ограничителем ее конечного выдвинутого положения, ответная часть которого установлена на невыдвижной части.

Выдвижная часть оснащена элементом возврата ее в исходное положение. Элемент возврата выдвижной части в исходное положение выполнен в виде упругого элемента, соединенного с выдвижной и невыдвижной частями или с выдвижной частью и основанием ствола. Упругий элемент размещен в кармане кожуха выдвижной части и соединен с буртом кожуха и буртом выдвижной или невыдвижной части.

Элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде отверстия и/или канавки и/ли зазора в месте разделения ствола на выдвижную и невыдвижную части.

Элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде пневмоцилиндра с поршнем со штоком, при этом надноршневая полость пневмоцилиндра соединена трубопроводом с внутренним объемом ствола, обтекаемом газами от источника энергии метания снаряда, а шток соединен с выдвижной частью ствола. На трубопроводе может быть установлен ручной или автоматический пневмоклапан.

Элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде пневматического или гидропневматического накатника с поршнем со штоком в сжимаемой при откате казенной части полости, при этом шток последнего соединен с выдвижной частью ствола.

Элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде зубчатых элементов качения, установленных между реечными поверхностями кожуха выдвижной части, а невыдвижная часть соединена через противооткатные устройства с основанием ствола.

Элемент выдвижения выдвижной части от внешнего источника энергии выполнен в виде механизма привода, соединяющего внешний источник энергии и выдвижную часть и смонтированном снаружи ствола.

Механизм привода может быть выполнен в виде электрической или элекгро гидравлической следящей системы. При использовании внешнего источника энергии в виде дополнительного метательного заряда механизм привода выполнен в виде пневмоцилиндра с поршнем со штоком, в надпоршневой полости которого размешен дополнительный метательный заряд.

Элемент выдвижения выдвижной части от внешнего источника энергии может быть выполнен в виде полости внутри кожуха выдвижной части, в котором размещен метательный заряд. В полости может быть размещен твердый или жидкий метательный заряд. При использовании твердого метательного заряда полость может быть соединена с внутренним объемом ствола.

Полость может быть выполнена в месте разделения ствола на выдвижную и невыдвижную части.

На фиг. 1. . . 12 представлены конкретные примеры выполнения ствола.

Ствол (фиг. 1) разделен на две части. Часть 1 вставлена в часть 2 с возможностью выдвижения в дульном направлении. Трение между частями 1 и 2 уменьшено за счет использования масла. Элементом, обеспечивающим выдвижение части 1, является кольцевая канавка 3 на внутренней поверхности ствола. Не выдвижная часть 2 соединена с жестким основанием (лафетом) 4 ствола.

Ствол на фиг. 2 разделен на две части - дульную 5 и казенную 6, при этом дульная часть ствола имеет возможность перемещения в дульном направлении в кожухе 7, которым оснащена казенная часть 6 ствола. Казенная часть 6 ствола соединена с лафетом 4. На стволе установлен ограничитель перемещения выдвижной части в конечном положении, выполненный в виде ограничительного пояска (бурта) 8 на выдвижной части 5 и его ответной части - стопорного пояска (бурта) 9 на кожухе 7 невыдвижной части.

Ствол на фиг. 3 имеет две выдвижные части. Первая выдвижная часть 10 установлена в кожухе 11, которым оснащена казенная часть 6 ствола. Вторая выдвижная часть 12 кожухом 13 соединена с первой выдвижной частью 10. В бурте 9 выполнены уплотнительные элементы 14, а в кармане кожуха 11 размещен упругий элемент 15 в виде пружины сжатия. Элементами выдвижения частей 10 и 12 от источника энергии метания снаряда являются канавка 16 и зазор 17 соответственно в местах разделения ствола на части.

Ствол на фиг. 4 выполнен с одной выдвижной частью 18, невыдвижной частью 19 и упругим элементом возврата 15, при этом в выдвижной части выполнен ограничитель конечного выдвинутого положения в виде защелки 20 с косым язычком 21.

У ствола на фиг. 5 между ограничительными поясками 22 выполнен уплотнитель 23. На стол может навинчиваться (на резьбу) фиксатор 24, исключающий выдвижение части 18 ствола. Фиксатор 24 может быть другой конструкции, например, в виде стопорного винта (винтов) или планки (втулки).

Ствол на фиг. 6 разделен на выдвижную 25 и невыдвижную 26 части, при этом не выдвижная часть 26 соединена через противооткатные устройства 27 с лафетом 4.

У ствола на фиг. 7 выдвижная 28 и невыдвижная 29 части имеют реечные поверхности 30 в местах соприкосновения друг с другом, при этом в кожухе 31 выдвижной части размещены зубчатые элементы качения 32. Выдвижная часть может быть соединена с основанием ствола шарнирным соединением (защелкой с косым срезом), препятствующим в исходном положении ее движению к казенному срезу.

Ствол на фиг. 8 разделен на выдвижную 33 и невыдвижную 34 части, при этом кроме кожуха 35 выдвижная и невыдвижная части соединены пневмоцилиндром 36 с поршнем 37 со штоком 38, при этом надпоршневая полость 39 пневмоцилиндра соединена трубопроводом 40 с внутренним объемом ствола, обтекаемом газами от источника энергии метания тела (снаряда), а шток 38 соединен с выдвижной частью 33 ствола. На трубопроводе 40 может быть установлен ручной или автоматический пневмоклапан 41.

У ствола на фиг. 9 выдвижная 33 и невыдвижная 34 части дополнительно соединены пневматическим накатником 42 с дополнительными поршнями 43 со штоками 44, установленными в сжимаемых при откате казенной части полостях, при этом штоки 44 дополнительных поршней 43 соединены с выдвижной частью 33 ствола.

На фиг. 10 выдвижная часть 28 ствола соединена механизмом привода с внешним источником энергии. Механизм привода выполнен в виде пневмоцилиндра 45 с поршнем 46 со штоком 47, в надпоршневой полости которого размещен внешний источник энергии 48.

На фиг. 11 ствол имеет выдвижную 49 и невыдвижную 50 части, при этом ствол не имеет кожуха. Выдвижная часть 49 соединена штоком 47 с пневмоцилиндром 45 аналогичным, представленному на фиг. 10.

Ствол на фиг. 12 выполнен с двумя выдвижными частями 51 и 52 и не выдвижной частью 53. В кожухе 54 выдвижной части 52 выполнена полость, в которой размещен метательный заряд 55. Дульная часть кожуха 54 имеет резьбовое соединение для замены сгоревшего при выстреле заряда 55. Жидкий метательный заряд может подаваться в полость через отверстие в кожухе. В месте разделения частей 51 и 52 ствола размещена сообщаемая с внутренним объемом ствола полость, в которую вставлен твердый метательный заряд 56. Он имеет сгораемую оболочку но всей поверхности. Казенная часть кожуха 57 имеет резьбовое соединение для замены метательного заряда 56. Кожух может иметь крышку с клиновым или другим соединением или окно с крышкой.

Выстрел снаряда с предлагаемым стволом (фиг. 1) происходит следующим образом. От инициирующего устройства воспламеняется метательный заряд снаряда (собственный источник энергии тела). Под действием возрастающего давления газов от сгорания метательного заряда снаряд начинает двигаться. После прохождения снарядом канавки 3 газы затекают в нее, давление газов действует на поперечную стенку выдвижной части 1, которая начинает выдвигаться в направлении движения снаряда (дульном направлении). Выдвижная часть 1 выдвигается, длина ствола увеличивается по сравнению с первоначальной. За счет большей силы, действующей на снаряд, он обгоняет выдвижную часть 1 ствола и вылетает из ствола. Давление газов стремительно падает, оно перестает действовать на выдвижную часть ствола, которая останавливается под действием силы трения, а также силы тяжести (при установке ствола наклонно).

Для выстрела из ствола на фиг. 2 используются безгильзовые снаряды. Выдвижная часть 5 выдвигается за счет давления, действующего сначала на косой срез каморы ствола, а затем давления газов на поперечную казенную поверхность выдвижной части 5. Выдвижная часть 5 стопорится за счет буртов 8 и 9. На фиг. 3 длина ствола увеличивается за счет использования двух выдвижных частей, которые стопорятся буртами 8 и 9 и возвращаются в исходное положение упругим элементом 15 или воздухом в кармане кожуха 13.

На фиг. 4 выдвижная часть 18 стопорится при взаимодействии защелки 20 с пружиной 15. Пружина 15 возвращает выдвижную часть 18 ствола в исходное положение, при этом защелка утапливается благодаря косому срезу.

На фиг. 5 возврат выдвижной части 18 осуществляется воздухом в кармане кожуха.

На фиг. 6 затекание газов от сгорания метательного заряда снаряда в канавку 3 и перемещение противооткатных устройств 27 обеспечивают образование поперечной полости между выдвижной 25 и невыдвижной 26 частями. В эту полость происходит дальнейшее затекание газов, давление которых обеспечивает выдвижение выдвижной части 25.

На фиг. 7 перемещение противооткатных устройств 27 вместе с невыдвижной частью 29 вызывает движение зубчатых элементов качения 32, которые, перемещаясь по реечной поверхности 30 выдвижной части 28, вызывают ее движение в дульном направлении.

На фиг. 8 газы от сгорания метательного заряда снаряда через трубопровод 40 поступают в надпоршневую полость 39 пневмоцилиндра 36. Под действием давления газов, действующих на поршень 37, выдвижная часть 33 выдвигается. При ее выдвижении давление газа в подпоршневой полости возрастает и в конце движения поршня 37 достигает величины, обеспечивающей стопорение выдвижной части 33 и ее возврат в исходное положение. Пневмоклапан 41 обеспечивает возможность регулирования коэффициента могущества ствола за счет ручного или автоматического включения/выключения выдвижной части 33 ствола.

На фиг. 9 при откате невыдвижной части 34 основной поршень накатника 42 сжимает рабочее тело в сжимаемой полости, давление в которой действует на дополнительные поршни 43. Под действием силы, действующей на поршни 43, обеспечивается выдвижение выдвижной части 33. После вылета снаряда накатник 42 обеспечивает возврат выдвижной части 33 в исходное положение.

На фиг. 10 одновременно с возгоранием метательного заряда снаряда или с небольшим запаздыванием происходит возгорание метательного заряда 48 от инициирующего устройства. Одновременно с началом движения снаряда или с запаздыванием начинает выдвигаться выдвижная часть 28 под действием давления газов от сгорания заряда 48. После вылета снаряда из ствола стравливается давление газов в надпоршневой полости (например, клапанами или открытием затвора пневмоцилиндра 45), выдвижная часть возращается в исходное положение за счет давления газа в подпоршневой полости пневмоцилиндра 45 или в кожухе выдвижной части.

Выстрел снаряда из ствола на фиг. 11 происходит аналогично выстрелу из ствола на фиг. 10, только возврат осуществляется исключительно за счет сжатого газа в пневмоцилиндре.

На фиг. 12 после начала движения снаряда и начала отката невыдвижной части 53 ствола газы, затекающие в образовавшуюся щель между частями 52 и 53 ствола, воспламеняют метательный заряд 55. Газы от сгорания заряда 55 участвуют в выдвижении выдвижной части 52 и в ускорении снаряда. После продвижения снарядом метательного заряда 56 он воспламеняется под действием высокой температуры горячих газов в канале ствола. Газы от сгорания заряда 56 участвуют в выдвижении выдвижной части 51 ствола и в ускорении снаряда.

Предлагаемое техническое решение ствола обеспечивает повышение его коэффициента могущества орудия. Расчеты, проводимые по методу профессора В. Е. Слухоцкого (5), показывают, что при выдвижении выдвижной части на 13 калибров (с 39 клб до 52 клб) коэффициент могущества орудия возрастает на 200 тс м /дм³ (на 50% для орудия 39 клб). Ствол имеет меньшую длину, повышается его поворотливость, скорость наводки, уравновешенность относительно осей вращения, улучшается его транспортабельность.

Список использованных источников
1. Военный энциклопедический словарь. Гл, ред. Н. В. Огарков. -М. : Воениздат, 1984.

2. Основные боевые танки. Под ред. Б. С. Сафонова и В. И. Мураховского, -М. : Арсенал-Пресс, 1993.

3. Садовский В. Г. Основания устройства материальной части артиллерии. М. : Воениздат, 1956.

4. Современные артиллерийские системы с увеличенной длиной ствола. Зарубежное военное обозрение, 3-4, 1994.

5. Проектирование ракетных и ствольных систем. Под ред. Б. В. Орлова М. : Машиностроение, 1974.

(57) Изобретение относится к области вооружений, а именно к ствольным системам. Ствол, имеющий ствольную и казенную части, разделен на части таким образом, что по меньшей мере одна часть выполнена выдвижной по отношению к казенной части в дульном направлении. Выдвижные части оснащены элементами их выдвижения от собственного источника энергии метания тела и/или от внешнего источника энергии. Изобретение позволяет увеличить дальность полета снаряда. 14 з. п. ф-лы, 12 ил.

1. Ствол, содержащий ствольную и казенную части, при этом ствол разделен на части таким образом, что, по меньшей мере, одна часть выполнена выдвижной по отношению к казенной части в дульном направлении, отличающийся тем, что выдвижные части оснащены элементами их выдвижения от собственного источника энергии метания тела и/или от внешнего источника энергии. 2. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что выдвижная часть снабжена ограничителем ее конечного выдвинутого положения, ответная часть которого установлена на невыдвижной части. 3. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что выдвижная часть оснащена элементом возврата ее в исходное положение. 4. Ствол по п. 3, отличающийся тем, что элемент возврата выдвижной части в исходное положение выполнен в виде упругого элемента, соединенного с выдвижной и невыдвижной частями или с выдвижной частью и казенником ствола. 5. Ствол по п. 4, отличающийся тем, что упругий элемент размещен в кармане кожуха выдвижной части и соединен с буртом кожуха и буртом выдвижной или невыдвижной части. 6. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде отверстия, и/или канавки, и/или зазора в месте разделения ствола на выдвижную и невыдвижную части. 7. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде пневмоцилиндра с поршнем со штоком, при этом надпоршневая полость пневмоцилиндра соединена трубопроводом с внутренним объемом ствола, обтекаемым газами от источника энергии метания снаряда, а шток соединен с выдвижной частью ствола. 8. Ствол по п. 7, отличающийся тем, что на трубопроводе установлен ручной или автоматический пневмоклапан. 9. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде пневматического или гидропневматического накатника с поршнем со штоком в сжимаемой при откате казенной части полости, при этом шток последнего соединен с выдвижной частью ствола. 10. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от внешнего источника энергии выполнен в виде механизма привода, соединяющего внешний источник энергии и выдвижную часть, и смонтированного снаружи ствола. 11. Ствол по п. 10, отличающийся тем, что механизм привода выполнен в виде пневмоцилиндра с поршнем со штоком, в надпоршневой полости которого размещен внешний источник энергии. 12. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от внешнего источника энергии выполнен в виде полости внутри кожуха выдвижной части, в котором размещен метательный заряд. 13. Ствол по п. 12, отличающийся тем, что в полости размещен твердый метательный заряд, при этом полость соединена с внутренним объемом ствола. 14. Ствол по п. 13, отличающийся тем, что полость выполнена в месте разделения ствола на выдвижную и невыдвижную части. 15. Ствол по п. 1, отличающийся тем, что элемент выдвижения выдвижной части от собственного источника энергии метания тела выполнен в виде зубчатых элементов качения, установленных между реечными поверхностями кожуха выдвижной части, а невыдвижная часть соединена через противооткатные устройства с основанием ствола.