АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ МАЛОКАЛИБЕРНЫЙ ПАТРОН Российский патент 2003 года по МПК F42B5/02 F42B5/36 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно, к артиллерийским малокалиберным патронам унитарного заряжания.

Уровень техники данной области характеризует унитарный патрон, содержащий снаряд и гильзу с метательным зарядом, включающим насыпной комбинированный безградиентный порох и капсюль-воспламенитель, установленный в очке гильзы, описанный в патенте RU 2095736, F 42 В 5/16, 1996 г.

Для повышения функциональной надежности снаряда путем увеличения начальной скорости в структуру пороховой смеси метательного заряда введена равнораспределенная высокоэнергетическая добавка в виде алюминиевых пластин с оптимизированными геометрическими параметрами размеров и формы.

Этот пороховой заряд имеет повышенную скорость газообразования за счет увеличения температуры горения при целенаправленном пространственно-временном регулировании внутриканального процесса горения пороховой смеси метательного заряда практически без роста максимального давления и максимальной температуры горения.

Недостатком указанного аналога является нестабильность воспламенения пороховой смеси метательного заряда из-за повышенной ее плотности, которая затрудняет проникновение горячих газов внутрь состава, что служит причиной неполноты его сгорания, определяющей падение начальной скорости снаряда, и снижения показателей назначения боеприпаса.

Кроме того, температура горения пороховой смеси приближается к максимальной, что снижает живучесть ствола оружия и деталей его автоматики.

Указанные недостатки устранены в конструкции унитарных патронов, дополнительно содержащих помещенную в пороховом наполнении гильзы огнепередаточную трубку, сообщающуюся с капсюлем-воспламенителем (см., например, патенты RU 2095735, F 42 В 5/02 и 2100755, F 42 В 5/16, оба 1996 г.).

По числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога выбран малокалиберный патрон для автоматических пушек по патенту RU 2095735, который содержит снаряд, укрепленный в заполненной порохом метательного заряда гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой установлен капсюль-воспламенитель и закреплена огнепередаточная трубка, закрытая материалом размеднителя, размещенная внутри пороховой смеси на высоте 0,3-0,5 длины гильзы.

В этом патроне обеспечена увеличенная начальная скорость при заданном максимальном давлении путем организации зоны воспламенения порохового заряда в центре гильзы. Организация с помощью огнепередаточной трубки равномерного воспламенения пороха метательного заряда из центра обеспечивает выравнивание давления образующихся пороховых газов в объеме гильзы, что гарантирует стабильные внутрибаллистические характеристики выстрела и заданные показатели назначения снаряда.

Однако недостатком известного патрона является сложность конструкции узла воспламенения пороха метательного заряда для серийного производства боеприпасов, которая заметно увеличивает его себестоимость.

При этом главным минусом известной конструктивной схемы для малокалиберных патронов, где предельно ограничен объем гильзы под пороховое наполнение, является огнепередаточная трубка, как средство воспламенения из центра гильзы, потому что служит причиной снижения метательного импульса от меньшей массы пороха и, как следствие, уменьшения начальной скорости снаряда и дальности стрельбы.

Задачей, положенной в основу настоящего изобретения, является упрощение конструкции патрона при повышении функциональной надежности без снижения основных показателей назначения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийском малокалиберном патроне унитарного заряжания для автоматических пушек, содержащем снаряд, укрепленный в заполненной порохом метательного заряда гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой укреплен капсюль-воспламенитель, согласно изобретению выход огнепередаточного канала оснащен дросселем, выполненным в виде сквозного отверстия, диаметр которого составляет 0,4-0,6 диаметра огнепередаточного канала, причем очко гильзы под капсюль-воспламенитель снабжено радиальной проточкой.

Отличительные признаки позволили, сохранив центральное воспламенение пороха в гильзе, исключить огнепередаточную трубку со средствами ее крепежа в очке гильзы, чем высвободить дополнительный объем для пороха метательного заряда, обеспечивая повышение начальной скорости снаряда и дальность стрельбы.

Оснащение огнепередаточного канала дросселем оптимизированного проходного сечения создает необходимый газодинамический режим воспламеняющему форсу газовой струи от капсюля-воспламенителя, при котором зерна переуплотненного комбинированного порохового заряда не дробятся и не деформируются, что исключает аномальное воспламенение пороха в объеме по всей высоте гильзы. Этим стабилизируются условия горения и метательный импульс, обеспечивающие заданные баллистические характеристики в требуемом диапазоне значений.

В калиброванном дросселе, выполняющем функции клапана, происходит резкое увеличение скорости газовой факельной струи при уменьшении в ней давления, что обеспечивает подачу горячих продуктов струи в центр гильзы, изнутри воспламеняя пороховое наполнение, не оказывая при этом заметного динамического воздействия на порох, что стабилизирует процесс горения комбинированного порохового заряда во всем диапазоне температур эксплуатации патронов.

Оптимизированный диапазон соотношения диаметров дросселя и огнепередаточного канала дна гильзы был рассчитан математически по методике планирования эксперимента.

При соотношении указанных диаметров меньше 0,4 в канале возникает очень большое местное гидродинамическое сопротивление, препятствующее продвижению через дроссель факельной струи от капсюля-воспламенителя и подаче ее в центр порохового заряда.

При соотношении указанных диаметров больше 0,6 сужение канала не выполняет функций клапана для уменьшения давления проходящего через него газового факела, потому что нет резкого уменьшения проходного сечения, при этом скорость движения потока практически не увеличивается и дросселирование вырождается.

Выполнение в очке гильзы радиальной проточки создает пространство для деформации тонкостенного корпуса капсюля-воспламенителя давлением газообразных продуктов генерируемого форса при его срабатывании. В результате образуется замковое соединение корпуса капсюля-воспламенителя с гильзой для предотвращения возможного вышибания последнего назад в систему автоматики пушки, что недопустимо.

Предложенная конструктивная схема является простейшим предпочтительным вариантом фиксирования капсюля-воспламенителя в очке гильзы при динамическом нагружении избыточным давлением газообразных продуктов в огнепередаточном канале.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, как нового сверхэффекта, неприсущего признакам в разобщенности.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено:
- на фиг.1 - общий вид патрона;
- на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Предложенный малокалиберный патрон унитарного заряжания, например 30-мм для автоматических пушек 2А-42, 2А-38, 2А-72, содержит осколочно-фугасный снаряд 1 с головным взрывателем 2, ведущим пояском 3, снаряженный взрывчатым веществом 4, герметично смонтирован в дульце гильзы 5. На донной части корпуса снаряда 1 закреплен размеднитель 6, в частности свинцовая проволока.

В очке 7 дна гильзы 5, заполненной насыпным комбинированным порохом 8, укреплен капсюль-воспламенитель 9, который является структурным элементом метательного заряда. Очко 7 гильзы 5 сообщается с порохом 8 метательного заряда посредством осевого огнепередаточного канала 10 диаметром 8 мм, который на выходе оснащен дросселем 11, каналом меньшего поперечного сечения диаметром 3 мм.

В очке 7 диаметром 10,4 мм гильзы 5 под капсюль-воспламенитель 9 выполнена радиальная проточка 12 шириной 2,5 мм и диаметром 10,8 мм, то есть в сборе имеется канавка глубиной 0,2 мм при запрессовке в очко 7 капсюля-воспламенителя 9, толщина латунного корпуса которого составляет 0,6-0,7 мм.

Функционирует патрон следующим образом. От удара бойка затвора автоматического оружия срабатывает капсюль-воспламенитель 9 и сгорает его воспламенительный состав. Давлением образующихся при этом газообразных продуктов деформируется тонкостенный пластичный корпус капсюля-воспламенителя 9, заполняющий свободное пространство проточки 12 очка 7 гильзы 5. Этим обеспечивается геометрическое замыкание корпуса капсюля-воспламенителя 9 с гильзой 5, препятствующее вышибанию его в казенную часть оружия.

Таким образом в динамике процесса силовое замыкание запрессовки капсюля-воспламенителя 9 с гильзой 5 преобразуется в более надежное геометрическое - замковое, неразъемное их соединение, исключающее возможность относительных осевых перемещений.

Наличие дросселя 11 меньшего проходного сечения, чем поперечное сечение огнепередаточного канала 10, обеспечивает снижение максимального давления газов в 2-3 раза, уменьшая динамическое воздействие на порох в гильзе 5.

Сформированный острый высокоскоростной форс струи горячих газообразных продуктов от капсюля-воспламенителя 9, не разрушая структуры пороха 8 метательного заряда, равномерно воспламеняет последний из центра гильзы 5, обеспечивая прогрессивное горение пороха 8.

При автоматической стрельбе из высокотемпового оружия, вследствие воздействия осевых нагрузок, порох 8 метательного заряда смещается к дну гильзы 5 и переуплотняется, создавая большое газодинамическое сопротивление для прохождения форса пламени и продуктов сгорания воспламенительного состава капсюля-воспламенителя 9 через огнепередаточный канал 10 без дросселирования.

Воспламенению пороха 8 из центра по всей длине гильзы 5 также препятствует дробление зерен воздействием ударной волны, что повышает поверхность горения пороха 8 и нарушает прогрессивность его горения, особенно при минусовых температурах эксплуатации патронов, снижая показатели назначения малокалиберных боеприпасов.

Предложенное оптимизированное уменьшение дросселем 11 диаметра огнепередаточного канала 10 обеспечивает стабильность воспламенения пороха 8 метательного заряда, исключая его дробление ударной волной форса пламени от капсюля-воспламенителя 9, практически по всей длине гильзы 5 без специальных приспособлений.

Испытания предложенной конструкции 30-мм патронов в зенитном автомате 2А-38 показали, что указанные аномальные явления, вызывающие повышение давления в канале ствола, полностью исключены, при этом обеспечиваются заданные баллистические характеристики боеприпасов при различных режимах и условиях стрельбы.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники позволяет сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности, потому что оно явным образом не следует для специалистов по боеприпасам, является неизвестным и может быть серийно воспроизведено в промышленных условиях действующего производства.

Изобретение относится к патронам для автоматических пушек. Патрон содержит снаряд, укрепленный в заполненной порохом гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой установлен капсюль-воспламенитель. Выход огнепередаточного канала оснащен дросселем, выполненным в виде сквозного отверстия, диаметр которого составляет 0,4-0,6 диаметра огнепередаточного канала. Предложенное техническое решение позволяет упростить конструкцию малокалиберного артиллерийского патрона для автоматического оружия и повысить эффективность его основного действия и функциональную надежность, исключив выскоки давления в канале ствола путем обеспечения стабильности воспламенения пороха метательного заряда из центра в объеме и по всей длине гильзы, гарантированно предотвратив относительное осевое перемещение капсюля-воспламенителя. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Артиллерийский малокалиберный патрон унитарного заряжания для автоматических пушек, содержащий снаряд, укрепленный в заполненной порохом метательного заряда гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой укреплен капсюль-воспламенитель, отличающийся тем, что выход огнепередаточного канала оснащен дросселем, выполненным в виде сквозного отверстия, диаметр которого составляет 0,4-0,6 диаметра огнепередаточного канала. 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что очко гильзы под капсюль-воспламенитель снабжено радиальной проточкой.