СПАРЕННАЯ АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК F41F1/08 F41A25/02 

Изобретение относится к области вооружений, а более конкретно - к высокоэффективным многоствольным артиллерийским системам.

В настоящее время существует потребность в создании боевой техники с предельно возможными эффективностью и унификацией технических решений, элементов, узлов и систем при разработке перспективных ствольных систем калибра 152/155 мм, имеющих жесткие габаритно-массовые и функциональные ограничения, причем рост эффективности должен обеспечиваться прежде всего за счет кардинального повышения огневой мощи как основного боевого свойства арторудия.

При этом должны создаваться предпосылки для одновременного наращивания баллистических характеристик арторудия (максимальной начальной скорости снарядов с требуемой массой), определяющих дальность ведения огня, и скорострельности арторудия как свойства, кардинально влияющего на время решения огневой задачи.

Эти характеристики в основном и определяют необходимое количество арторудий для решения тех или иных огневых задач.

В плане унификации необходимо обеспечить рациональное использования в арторудии технических решений, элементов, узлов и систем, общих с другими боевыми системами: как со ствольными системами вооружения ВМФ (кораблей и береговой обороны), так и с перспективными боевыми машинами сухопутных войск. При этом необходимость унификации определяется как экономической, так и военно-технической целесообразностью, определяемой новыми геополитическими условиями, обусловленными большим количеством текущих и потенциальных локальных вооруженных конфликтов.

Таким образом, очевидно, что при создании ствольных артсистем с высокой степенью унификации должны обеспечиваться предпосылки для одновременного роста как баллистических характеристик, так и скорострельности. Однако дальнейшее совместное наращивание этих характеристик при существующих габаритно-массовых и функциональных ограничениях, характерных прежде всего для САО, наталкивается на значительные проблемы, связанные, во-первых, с быстрым перегревом ствола и износом его канала и, во-вторых, с исчерпанием резервов по существенному увеличению технической скорострельности при применении выстрелов раздельного заряжания (особенно с безгильзовыми метательными зарядами) с использованием традиционных технических решений.

Для преодоления этих технических проблем требуются новые неординарные технические решения.

Одним из путей преодоления вышеизложенных технических проблем является создание систем вооружения, включающих в себя многоствольные орудия с нетрадиционными конструктивно-компоновочными схемами, обеспечивающими приемлемые массу и габариты как самих орудий, так и систем вооружения в целом.

Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция известной спаренной артиллерийской установки по патенту РФ 2055298, F 41 A 25/00, 27/00, 1992, содержащая люльку, установленные в ней расположенные в вертикальной плоскости друг над другом два многоствольных автомата (с вращающимися блоками стволов) и механизм сведения автоматов.

В этой установке стволы в каждом автомате закреплены с возможностью перемещения друг относительно друга и относительно люльки как вдоль своей оси, так и с возможностью поворота относительно оси соответствующего автомата.

Такая артустановка, хотя и позволяет обеспечить высокую скорострельность при использовании малокалиберных унитарных выстрелов, а также высокие эксплуатационные возможности за счет обеспечения сведения автоматов с вращающимися блоками стволов с тремя парами шипов, размещенным в направляющих пазах люльки, однако в силу особенностей такой конструкции, имеющей многочисленные сложные узлы и детали, она обладает, естественно, относительно низкой надежностью работы по отношению к более простым по набору узлов и деталей артиллерийским системам. Кроме того, такие конструкции артсистем с вращающимися блоками стволов не позволяют вести стрельбу снарядами крупных калибров (порядка 152/155 мм), что резко сужает область их использования.

Задачей, решаемой с помощью предлагаемого изобретения, является повышение эффективности эксплуатации спаренной артиллерийской установки за счет обеспечения возможности расширения области ее использования.

Указанная задача решается с помощью технического результата, получаемого при использовании предлагаемого изобретения и заключающегося в обеспечении высокой скорострельности артустановки при использовании выстрелов раздельного заряжания (в том числе со снарядами крупного калибра, порядка 152/155 мм и с безгильзовыми метательными зарядами) при одновременном обеспечении компактности, относительно небольшой массы и высокой надежности ее работы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной спаренной артиллерийской установке, имеющей люльку с размещенными в ней двумя расположенными друг над другом верхним и нижним стволами, закрепленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, верхний и нижний стволы установлены таким образом, что их оси расположены параллельно друг другу и размещены в вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии люльки в поперечном сечении, верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими верхним и нижним снарядными досылателями, с соответствующими верхним и нижним затворами зарядными досылателями поршневого типа, каждый из которых выполнен продольно-скользящим и имеющим упругопластический обтюратор типа "Банжа", причем верхний и нижний затворы - зарядные досылатели выполнены взаимодействующими в запертом положении своими боевыми выступами непосредственно с трубами соответствующего верхнего или нижнего ствола, кроме того, верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими левым и правым противооткатными устройствами, которые установлены таким образом, что их оси размещены в одной плоскости, проходящей через ось цапф, люлька выполнена с соотношением размеров по длине относительно верхнего или нижнего ствола:

где L_нчл - длина направляющей части люльки;
L_ст - длина ствола,
на каждом стволе в передней части трубы выполнен дульный тормоз сотового типа с боковыми окнами, направленными в противоположные стороны в горизонтальной плоскости, верхний и нижний снарядные досылатели, а также верхний и нижний затворы - зарядные досылатели соединены с приводом их перемещения, например гидропневматического типа, состоящим из первого и второго гидроцилиндров перемещения верхнего и нижнего снарядных досылателей, третьего и четвертого гидроцилиндров перемещения верхнего и нижнего затворов - зарядных досылателей, а также верхнего и нижнего гидронасосов, кинематически связанных с верхним и нижним стволами, а также из, по меньшей мере, одного верхнего и одного нижнего гидропневмоаккумуляторов, блока управления и резервного гидронасоса, связанного с внешним источником энергии.

Введение в конструкцию спаренной артиллерийской установки новых узлов, а также особое размещение и особое выполнение новых и уже имеющихся узлов и элементов позволяют обеспечить высокую скорострельность артустановки при использовании крупнокалиберных выстрелов раздельного заряжания при одновременном обеспечении компактности, относительно небольшой массы и высокой надежности ее работы.

Предлагаемое изобретение пояснено чертежами, на которых:
- на фиг. 1 изображен общий вид сбоку предлагаемой спаренной артиллерийской установки;
- на фиг. со 2 по 6 изображен в увеличенном масштабе общий вид сбоку предлагаемой спаренной артиллерийской установки, при этом:
- на фиг.2 изображена первая часть слева общего вида сбоку с показом дульных тормозов на концах стволов;
- на фиг.3 изображена вторая часть слева общего вида сбоку с показом люльки и одного из противооткатных устройств;
- на фиг. 4 изображена третья часть слева общего вида сбоку с показом люльки и одного из противооткатных устройств;
- на фиг.5 изображена четвертая часть слева общего вида сбоку с показом в разрезе люльки и верхнего ствола с продольно-скользящим поршневым затвором - зарядным досылателем в закрытом (запертом) положении с показом штрих-пунктиром положения снарядов перед досылкой;
- на фиг. 6 изображена пятая часть слева общего вида сбоку с показом штрих-пунктиром положения снарядов перед досылкой;
- на фиг.7 изображена четвертая часть слева общего вида сбоку с показом штрих-пунктиром положения зарядов перед досылкой;
- на фиг. 8 изображена пятая часть слева общего вида сбоку с показом штрих-пунктиром положения зарядов перед досылкой;
- на фиг.9 изображено поперечное сечение по А-А общего вида предлагаемой спаренной артиллерийской установки;
- на фиг.10 изображена блок-схема гидропневмопривода предлагаемой спаренной артиллерийской установки;
- на фиг. 11 изображено поперечное сечение по Б-Б (см. фиг.2) стволов предлагаемой спаренной артиллерийской установки в зоне расположения дульных тормозов.

Предлагаемая спаренная артиллерийская установка в одном из возможных вариантов ее реализации содержит люльку 1 с размещенными в ней двумя одинаковыми расположенными друг над другом стволами: верхним 2 и нижним 3 (см. фиг.1, 2, 9), закрепленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси.

Верхний 2 и нижний 3 стволы установлены таким образом, что их оси соответственно 4 и 5 расположены параллельно друг другу и размещены в вертикальной плоскости 6 (см. фиг.9), проходящей через ось симметрии люльки 1 в поперечном сечении.

Люлька 1 выполнена удлиненного типа с оптимальным соотношением размеров по длине относительно верхнего 2 (или нижнего 3) ствола:

где L_нчл - длина направляющей части люльки;
L_ст - длина ствола.

Верхний 2 и нижний 3 стволы кинематически связаны с соответствующими верхним 7 и нижним 8 снарядными досылателями, с соответствующими верхним 7 и нижним 10 затворами - зарядными досылателями поршневого типа (см. фиг.5, 9), каждый из которых выполнен продольно-скользящим и имеющим упругопластический обтюратор 11 типа "Банжа", обеспечивающий безгильзовую обтюрацию каморы соответствующего верхнего 2 или нижнего 3 ствола, причем верхний 9 и нижний 10 затворы - зарядные досылатели выполнены взаимодействующими в запертом состоянии своими боевыми выступами (на чертеже не показаны) непосредственно (без казенника) с трубами соответствующего верхнего 2 или нижнего 3 ствола, кроме этого, верхний 2 и нижний 3 стволы кинематически связаны соответственно с левым 12 и правым 13 противооткатными устройствами совмещенного типа (см. фиг. 3, 4, 5, 9), выполняющими функции тормозов отката и накатников, которые установлены таким образом, что их оси соответственно 14 и 15 размещены в одной плоскости, проходящей через ось цапф 16 (см. фиг.5, 9) спаренной артиллерийской установки.

На каждом стволе верхнем 2 и нижнем 3 в передней части трубы выполнен дульный тормоз соответственно верхний 17 и нижний 18 (см. фиг.1, 2, 11) сотового типа с соответствующими боковыми окнами 19 и 20, направленными у каждого дульного тормоза в противоположные - стороны в горизонтальной плоскости.

Верхний 7 и нижний 8 снарядные досылатели, а также верхний 9 и нижний 10 затворы - зарядные досылатели соединены с приводом их перемещения, например гидропневматического типа (см. фиг. 4, 5, 6, 9, 10), состоящим из первого (верхнего) 21 и второго (нижнего) 22 гидроцилиндров перемещения соответствующих верхнего 7 и нижнего 8 снарядных досылателей, третьего (верхнего) 23 и четвертого (нижнего) 24 гидроцилиндров перемещения соответствующих верхнего 9 и нижнего 10 затворов - зарядных досылателей, а также верхнего 25 и нижнего 26 гидронасосов, кинематически связанных с верхним 2 и нижним 3 стволами и работающих от энергии отката указанных стволов, из трех верхних 27 и трех нижних 28 гидропневмоаккумуляторов, блока управления 29 и резервного гидронасоса 30 (см. фиг.6, 8), кинематически связанного, например, с ручным приводом, электродвигателем и т.п. (на чертеже не показаны).

Предлагаемая спаренная артиллерийская установка эксплуатируется следующим образом.

1 этап. ЗАРЯЖАНИЕ.

В исходном положении верхний 2 и нижний 3 стволы находятся в крайнем левом положении (см. фиг.1, 2, 5, 7).

Верхний 7 и нижний 8 снарядные досылатели взведены соответственно первым (верхним) 21 и вторым (нижним) 22 гидроцилиндрами, а верхний 9 и нижний 10 затворы-зарядные досылатели открыты и полностью выдвинуты в исходную позицию соответственно третьим (верхним) 23 и четвертым (нижним) 24 гидроцилиндрами привода их перемещения.

Снаряды 31, 32 (см. фиг.5, 6) и безгильзовые метательные заряды 33, 34 (см. фиг. 7, 8) подаются с помощью механизмов подачи 35, 36 (см. фиг.9) из боеукладок (на чертеже не показаны) на линии досылки 37, 38 в каморы верхнего 2 и нижнего 3 стволов.

После этого снаряды 31, 32 с помощью верхнего 7 и нижнего 8 снарядных досылателей досылаются в каморы верхнего 2 и нижнего 3 стволов, а затем (после отвода верхнего 7 и нижнего 8 снарядных досылателей) с помощью верхнего 9 и нижнего 10 затворов - зарядных досылателей в каморы верхнего 2 и нижнего 3 стволов досылаются безгильзовые метательные заряды 33, 34 и производится запирание камерных частей верхнего 2 и нижнего 3 стволов с обеспечением надежной обтюрации камор с помощью упругопластических обтюраторов 11 типа "Банжа".

При этом перемещение верхнего 7 и нижнего 8 снарядных досылателей производится с помощью первого 21 и второго 22 гидроцилиндров, а верхнего 9 и нижнего 10 затворов - зарядных досылателей - с помощью третьего 23 и четвертого 24 гидроцилиндров с использованием энергии, запасенной в верхних 27 и нижних 28 гидропневмоаккумуляторах, либо верхним 25 и нижним 26 гидронасосами в процессе отката-наката верхнего 2 и нижнего 3 стволов, либо от резервного гидронасоса 30, работающего от внешнего привода (внешнего источника энергии) и используемого, например, при подготовке к заряжанию перед первым выстрелом.

После заряжания спаренная артиллерийская установка готова к стрельбе.

2 этап. НАВЕДЕНИЕ.

Наведение на цель предлагаемой спаренной артиллерийской установки производится с помощью современных штатных средств обычным способом.

3 этап. СТРЕЛЬБА.

Стрельба из предлагаемой спаренной артиллерийской установки производится поочередно из каждого ствола верхнего 2 или нижнего 3.

В процессе выстрела часть пороховых газов воздействует на верхний 2 и нижний 3 стволы и заставляет их уходить в откат.

Другая же часть пороховых газов, выходящая вслед за вылетающими снарядами 31, 32, прорывается в боковые окна 19 и 20 верхнего 17 и нижнего 18 дульных тормозов и тормозит откат верхнего 2 и нижнего 3 стволов.

Откатывающиеся верхний 2 и нижний 3 стволы воздействуют на верхний 7 и нижний 8 снарядные досылатели, взводя их, и перемещают верхний 9 и нижний 10 затворы - зарядные досылатели в исходное положение. При этом верхний 2 и нижний 3 стволы воздействуют на соответствующие левое 12 и правое 13 противооткатные устройства, обеспечивая тем самым торможение отката верхнего 2 и нижнего 3 стволов. Кроме этого, откатывающиеся верхний 2 и нижний 3 стволы воздействуют на соответствующие верхний 25 и нижний 26 гидронасосы, которые в свою очередь обеспечивают зарядку (подпитку) верхних 27 и нижних 28 гидропневмоаккумуляторов.

После завершения отката левое 12 и правое 13 противооткатные устройства осуществляет накат верхнего 2 и нижнего 3 стволов, возвращая их в исходное положение, а первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 гидроцилиндры восстанавливают исходное (однообразное заданное) положение верхнего 7 и нижнего 8 снарядных досылателей и верхнего 9 и нижнего 10 затворов - зарядных досылателей независимо от длины отката ствола. При этом используется энергия, запасенная верхним 25 и нижним 26 гидронасосами в верхних 27 и нижних 28 гидропневмоаккумуляторах. В том случае, если в процессе работы указанных механизмов этой энергии будет нехватать, то включается резервный гидронасос 30 (работающий от внешнего источника энергии), с помощью которого первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 гидроцилиндры доведут соответствующие верхний 7 и нижний 8 снарядные досылатели, а также верхний 9 и нижний 10 затворы - зарядные досылатели до исходного положения перед заряжанием.

Артустановка снова готова к следующему циклу работы.

Использование предлагаемого изобретения позволяет:
1. Обеспечить по сравнению со сложными многоствольными артсистемами с вращающимися блоками стволов высокоэффективную стрельбу снарядами крупных калибров, порядка 152/155 мм, а также существенно повысить надежность работы артсистемы за счет уменьшения количества сложных узлов и деталей.

2. Обеспечить по сравнению с одноствольными артсистемами крупного калибра одновременное наращивание баллистических характеристик и скорострельности арторудия за счет снижения в два раза темпа стрельбы и суммарного настрела, приходящихся на одну трубу ствола при одних и тех же общей скорострельности и количестве выпущенных снарядов, что значительно понижает рабочую температуру и резко (нелинейно по отношению к темпу стрельбы) повышает долговечность канала ствола.

3. Обеспечить по сравнению с одноствольными артсистемами крупного калибра повышение в два раза максимальной технической скорострельности за счет обеспечения возможности одновременного заряжания двух стволов, что приближает такую артустановку по огневой производительности к реактивным системам залпового огня при сохранении кучности нарезной ствольной системы, а также при сохранении существующих габаритов артустановки в зоне поперечного сечения.

4. Обеспечить возможность создания спаренной артиллерийской установки с массой, близкой к классическому одноствольному орудию, за счет, во-первых, обеспечения возможности применения материалов для изготовления люльки с высокой удельной жесткостью (например, из алюминия или композитов) путем объединения обоих стволов удлиненной люлькой в единую систему с большой строительной высотой, обладающей относительно высокой жесткостью; во-вторых, за счет обеспечения возможности применения для изготовления стволов высокопрочных сталей, унифицированных со сталями, применяемыми для танковых пушек (категории прочности 0-120...0-130) путем обеспечения приближения внешнего контура труб стволов к минимальному с точки зрения удержания давления; в-третьих, за счет исключения необходимости применения казенников; в-четвертых, за счет использования высокоэффективных дульных тормозов сотового типа, выполненных заодно с трубами стволов и имеющих при заданной эффективности минимальные массу и избыточное давление.

5. Обеспечить стабильность баллистических характеристик на всех номерах переменного заряда за счет обеспечения возможности однообразной фиксации в зарядной каморе безгильзового переменного модульного метательного заряда на поршне продольно-скользящего затвора -досылателя (т.е. на дне каморы) независимо от количества модулей в конкретном заряде.

6. Обеспечить повышение эффективности стрельбы особенно в режиме "огневой налет" или "шквал огня" за счет обеспечения максимальной скорострельности по одной цели путем производства выстрелов на разных номерах заряда (что достигается путем применения переменного модульного метательного заряда) на разных углах возвышения стволов артустановки. При этом к цели все снаряды очереди могут подходить практически одновременно, что обеспечивает предельно высокую вероятность ее поражения.

Изобретение относится к области вооружений, а именно к многоствольным артиллерийским системам. Спаренная артустановка содержит люльку с размещенными в ней двумя расположенными друг над другом стволами, закрепленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси. Стволы установлены таким образом, что их оси расположены параллельно друг другу и размещены в вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии люльки в поперечном сечении, при этом верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими верхним и нижним снарядными досылателями, с соответствующими верхним и нижним затворами - зарядными досылателями поршневого типа, каждый из которых выполнен продольно-скользящим и имеющим упругопластический обтюратор типа "Банжа", причем верхний и нижний затворы - зарядные досылатели выполнены взаимодействующими в запертом положении своими боевыми выступами непосредственно с трубами соответствующего верхнего или нижнего ствола, кроме того, верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими левым и правым противооткатными устройствами, которые установлены таким образом, что их оси размещены в одной плоскости, проходящей через ось цапф. Размеры люльки и стволов связаны определенным соотношением. Кроме того, на каждом стволе в передней части трубы выполнен дульный тормоз сотового типа с боковыми окнами, направленными в противоположные стороны в горизонтальной плоскости, а верхний и нижний снарядные досылатели, а также верхний и нижний затворы - зарядные досылатели соединены с приводом их перемещения, например гидропневматического типа, состоящим из первого и второго гидроцилиндров перемещения верхнего и нижнего снарядных досылателей, третьего и четвертого гидроцилиндров перемещения верхнего и нижнего затворов - зарядных досылателей, а также верхнего и нижнего гидронасосов, кинематически связанных с верхним и нижним стволами, а также из, по меньшей мере, одного верхнего и одного нижнего гидропневмоаккумуляторов, блока управления и резервного гидронасоса, связанного с внешним источником энергии. Изобретение позволяет повысить эффективность использования артиллерийской установки. 3 з. п. ф-лы, 11 ил.

1. Спаренная артиллерийская установка, содержащая люльку с размещенными в ней двумя расположенными друг над другом верхним и нижним стволами, закрепленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, отличающаяся тем, что верхний и нижний стволы установлены так, что их оси расположены параллельно одна другой и размещены в вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии люльки в поперечном сечении, верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими верхним и нижним снарядными досылателями, с соответствующими верхним и нижним затворами-зарядными досылателями поршневого типа, каждый из которых выполнен продольно-скользящим и имеющим упругопластический обтюратор типа "Банжа", причем верхний и нижний затворы-зарядные досылатели выполнены взаимодействующими в запертом положении своими боевыми выступами непосредственно с трубами соответствующего верхнего или нижнего ствола, кроме того, верхний и нижний стволы кинематически связаны с соответствующими левым и правым противооткатными устройствами, которые установлены так, что их оси размещены в одной плоскости, проходящей через ось цапф.2. Спаренная артиллерийская установка по п.1, отличающаяся тем, что люлька выполнена с соотношением размеров по длине относительно верхнего или нижнего ствола

где L_нчл - длина направляющей части люльки;

L_ст - длина ствола.