СНАРЯД Российский патент 2003 года по МПК F42B10/02 

Изобретение относится к боеприпасам гладкоствольной артиллерии, а более конкретно, к снарядам с приспособлениями для осевой стабилизации полета вращением, создаваемым под действием газов сгорающего метательного заряда, и посредством жестко закрепленного хвостового оперения.

При стрельбе из гладкоствольных систем осевая ориентации снарядов, мин и ракет на траектории полета осуществляется аэродинамическими стабилизаторами - раскрывающимися после выстрела лопастями оперения, посредством которых центр давления смещается за центр масс боеприпаса (см., например, Руководство службы, альбом рисунков, "100-мм противотанковая пушка Т-12". - М.: Воениздат МО СССР, 1969, с. 92, рис. 93 и Справочник артиллерийских боеприпасов. Российско-Германское СП "Nova", 1992, с. 131).

Недостатком указанных аналогов является сложность механизмов взведения и раскрытия аэродинамических лопастей оперения, которые срабатывают несинхронно, что снижает функциональную надежность боеприпаса и кучность стрельбы.

Более прогрессивным является гироскопическая стабилизация снаряда вращением вокруг продольной оси, которая автоматически обеспечивается при выстреле из гладкоствольной пушки за счет обдува многолопастной крыльчатки (спиральной турбины на боковой поверхности снаряда) пороховыми газами метательного заряда, что описано в патенте US 5133261, F 42 В 10/04, 1992.

Боеприпас имеет спиральную нарезку на передней и донной частях. Турбинка на боковой поверхности донной части обеспечивает аффективное закручивание вокруг продольной оси в канале ствола, а спиральные лопасти жестко закрепленного оперения на передней части пули увеличивают осевую ее устойчивость в полете за счет аэродинамического вращения и том же направлении набегающим потоком воздуха.

Недостатком описанного боеприпаса является ограниченная дальность стрельбы и неудовлетворительная точность из-за дополнительного аэродинамического сопротивления лопастей передней части пули.

Наиболее близким по технической сущности и числу совпадающих признаков предлагаемому снаряду является 125-мм снаряд для стрельбы из гладкоствольной пушки, на боковой поверхности которого имеются спиральные центрирующие выступы газодинамический турбины, высота которых сопоставима с толщиной пограничного слоя, и аэродинамические лопасти, размещенные на обратном конусе к донному срезу, где, выполнена глухая камора разрежения, а также фиксаторы под казенник ствола, по патенту RU 2110754, F 42 В 10/04, 1998.

Фиксаторы выполнены в виде пластинчатых пружин и закреплены на корпусе снаряда перед хвостовыми аэродинамическими лопастями. Профиль фиксаторов конгруэнтен конической поверхности казенника ствола пушки, что при заряжании обеспечивает вторую окружную базовую опору и силового замыкания снаряда на всех углах стрельбы.

Аэродинамические лопасти имеют наклон противоположного направления спиральным выступам, что обеспечивает газодинамический подпор продуктов горения метательного заряда, увеличивающий начальную скорость снаряда, и служит его продольной стабилизации на полете за счет дополнительного вращения под действием набегающего потока воздуха, который выравнивается в заданном пространстве посредством разрежения в донном поднутрении корпуса снаряда.

На траектории полета снаряда спиральные центрирующие выступы турбины не оказывают тормозящего действия, так как расположены ниже пограничного аэродинамического слоя.

Однако продолжением описанных преимуществ известного снаряда являются следующие присущие недостатки.

Так, пружинные фиксаторы при механическом базировании снаряда не исключают перекосов оси, что изначально является причиной угловых отклонений изделия от заданной траектории полета.

Форма выполнения продольно наклоненных аэродинамических лопастей позволяет использовать для дополнительной осевой стабилизации вращением только часть объема и энергии набегающего потока воздуха.

Кроме того, наличие в донной части снаряда поднутрения, служащего каморой разрежения для снижения сопротивления движению, исключает использование в конструкции снаряда трассера, необходимого для визуального корректирования стрельбы.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование средств аэродинамической продольной стабилизации известной конструкции снаряда для стрельбы из гладкоствольной пушки с целью повышения кучности при расширении функциональных возможностей.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном снаряде для стрельбы из гладкоствольной пушки, на боковой поверхности которого имеются спиральные центрирующие выступы газодинамической турбины и аэродинамические лопасти, размещенные на обратном к донному срезу конусе корпуса, где выполнено поднутрение, и фиксаторы под казенник ствола, согласно изобретению в донном поднутрении корпуса смонтирована несущая трассер втулка, которая выполнена совместно с радиальными ребрами аэродинамических лопастей, снабженными скосом передних торцев в противоположном направлении наклону спирали выступов газодинамической турбины и смонтированными внутри центрирующего кольца, над которым выступают стержневые фиксаторы из пластичного материала, укрепленные аксиально радиальным ребрам.

Отличительные признаки обеспечили повышение кучности стрельбы из гладкоствольной пушки на заданной максимальной дальности при дополнительной возможности трассирования траектории.

Эффективность внутрибаллистической продольной стабилизации снаряда достигается за счет автоматического обеспечения аксиальной каналу ствола его установки при заряжании посредством точного базирования хвостовой части на механически деформируемых конической поверхностью казенника ствола фиксирующих стержнях, смонтированных в радиальных ребрах жесткости дополнительного центрирующего кольца, которое выполняет функции аэродинамической стабилизирующей юбки на траектории полета снаряда.

При этом дополнительная жесткая опора снаряда на центрирующее утолщение хвостового аэродинамического кольца создает разнесенную базу ведения, что позволяет практически полностью исключить осевые колебания снаряда в движении по каналу ствола при выстреле. Это способствует повышению начальной скорости и дальности полета снаряда, а также кучности стрельбы.

Центрирующее кольцо вокруг меньшего по диаметру обратного конуса хвостовой части корпуса снаряда совместно со скосами переднего торца его радиальных ребер представляют собой продуктивный аэродинамический стабилизатор внешней баллистики, смещающий совокупно с юбкой центр давления кзади за центр масс боеприпаса. В этом устройстве воздух набегающего потока по скошенным радиальным ребрам дополнительно вращает снаряд, увеличивая гироскопическую устойчивость на траектории полета к цели.

В окнах центрирующего кольца, образованных радиальными ребрами, происходит компрессия равнораспределенного потока воздуха, что увеличивает импульс реактивной тяги, положительно влияющий на динамику боеприпаса.

Радиальные ребра центрирующего кольца являются силовыми элементами, которые смонтированы на центральной втулке, укрепленной в донном поднутрении корпуса, что представляет собой жесткую несущую конструкцию, надежно функционирующую в канале ствола при динамических нагрузках выстрела.

За счет неравномерной пластичном деформации (от давлении конической поверхности казенника) выступающих фиксирующих стержней, выполненных преимущественно из меди, при осевой подаче заряжания снаряда автоматически происходит центрирование его хвостовой части относительно продольной оси канала ствола пушки. При выстреле материал выступающих фиксаторов расплющивается по поверхности вращающегося со снарядом аэродинамического кольца и, выбирая зазоры между сопрягаемыми поверхностями, обтюрирует прорыв пороховых газов метательного заряда.

Оснащение центрального барабана радиальных лопастей центрирующего кольца стабилизатора трассером расширяет функциональные возможности по визуальной корректировке стрельбы.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображены:
на фиг.1 - схематично предлагаемый снаряд;
на фиг.2 - вид А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 - сечение по В-В на фиг.1.

Корпус 1 снаряда индекса 3 ОФ 26 калибром 125 мм к гладкоствольной танковой пушке Д-81 выполнен в форме веретена, с конической поверхностью к головному обтекателю 2 с взрывателем 3 и хвостовым обратным усеченным конусом, и заполнен взрывчатым веществом 4.

Центрирующее утолщение корпуса 1 снаряда представляет собой газодинамическую турбину 5, сформированную многозаходными спиральными выступами 6 высотой 5 мм (фиг.3) с углом наклона 50 градусов относительно продольной оси влево (фиг.1).

В торцевом донном поднутрении 7 закреплена центральная втулка 8, которая выполнена совместно с равнораспределенными радиальными ребрами 9 (фиг.2), смонтированными внутри центрирующего кольца 10, функционально представляющего собой аэродинамическую юбку.

Радиальные ребра 9 имеют спереди скос "о" влево под углом 25 градусов (фиг.4) для реактивного вращения снаряда вправо под действием воздуха набегающего истока в качестве аэродинамических лопастей юбки 10.

Аксиально радиальным ребрам 9 жестко смонтированы медные стержни 11, сферические головки которых выступают над центрирующим кольцом 10 (фиг.2), служащие в качестве фиксаторов в коническом казеннике ствола пушки.

Во втулке 8 установлен трассер 12.

Функционирует описанная конструкция снаряда следующим образом. При выстреле от сгорания метательного заряда в канале ствола развивается давление пороховых газов 3500 атм, которые через окна 13 в хвостовом аэродинамическом стабилизаторе (10-9) распределенно подаются на турбину 5 и истекают в левом направлении, вращая снаряд вправо и проталкивая его по стволу.

Снаряд на выходе получает гироскопическую продольную стабилизацию вращением вокруг оси со скоростью 16000 об/мин.

При линейной скорости движения снаряда 2,0-2,5 М толщина пограничного слоя составляет 5,5-6,0 мм, поэтому на траектории полета турбина 5 располагается ниже набегающего потока воздуха и не работает, то есть не оказывает тормозящего действия на осевое вращение снаряда вправо.

Набегающий поток воздуха по сужению обратного хвостового конуса корпуса 1 снаряда поступает внутрь кольца 10 на его аэродинамические лопасти (радиальные ребра 9), где реактивно по скосам угла "о" сообщает дополнительное (до 9%) вращение снаряду.

Таким образом продольная стабилизация снаряда на траектории полета гироскопическим вращением обеспечена путем взаимодействия газодинамической турбины 5 с пороховыми газами метательного заряда внутри ствола, смещением центра давления кзади посредством аэродинамического сопротивления хвостового стабилизатора, действие которого на траектории способствует раскручиванию снаряда вокруг оси.

Пример выполнения изобретения имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема прав совокупности существенных признаков формулы.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного производства снарядов данной конструкции можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к боеприпасам гладкоствольной артиллерии, а более конкретно к снарядам с приспособлениями для осевой стабилизации полета вращением, создаваемым под действием газов сгорающего метательного заряда. На боковой поверхности снаряда выполнены спиральные центрирующие выступы газодинамической турбины и аэродинамические лопасти, размещенные на обратном к донному срезу конусе корпуса. В донном поднутрении корпуса установлена несущая трассер втулка, которая выполнена совместно с радиальными ребрами аэродинамических лопастей. Упомянутые лопасти изготовлены со скосом передних торцов в противоположном направлении наклону спирали выступов газодинамической турбины. Над центрирующим кольцом выступают стержневые фиксаторы из пластичного материала, укрепленные аксиально радиальным ребрам. Изобретение направлено на усовершенствование средств аэродинамической продольной стабилизации снаряда для стрельбы из гладкоствольной пушки. 4 ил.

Снаряд для стрельбы из гладкоствольной пушки, на боковой поверхности которого имеются спиральные центрирующие выступы газодинамической турбины и аэродинамические лопасти, размещенные на обратном к донному срезу конусе корпуса, где выполнено донное поднутрение, и фиксаторы под казенник ствола, отличающийся тем, что в донном поднутрении корпуса установлена несущая трассер втулка, которая выполнена совместно с радиальными ребрами аэродинамических лопастей, изготовленных со скосом передних торцев и противоположном направлении наклону спирали выступов газодинамической турбины и смонтированных внутри центрирующего кольца, над которым выступают стержневые фиксаторы из пластичного материала, укрепленные аксиально радиальным ребрам.