СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТРЕЛЬБЫ ИЗ БЕЗОТКАТНОГО ОРУДИЯ УПРАВЛЯЕМЫМ СНАРЯДОМ И БЕЗОТКАТНОЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК F41F3/42 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в безоткатных орудиях (стволах-контейнерах) для запуска управляемых снарядов.

Известно безоткатное орудие, в котором в стволе размещена вышибная двигательная установка, выполненная в виде перфорированной гильзы с пороховым зарядом [1], взятое за аналог данного изобретения. В этой конструкции боковая поверхность гильзы содержит большое число малых отверстий, обеспечивающих сгорание порохового заряда в гильзе при высоком давлении. По периферии боковых стенок гильзы в стволе образована кольцевая камера, в которую истекают пороховые газы из гильзы. В гильзе завальцован снаряд. Безотдачность орудия при стрельбе обеспечивается за счет реактивной силы истекающих пороховых газов через сопла в дне камеры.

Недостатком описанной конструкции безоткатного орудия является нестабильность динамической уравновешенности орудия, которая не допускается при стрельбе непосредственно с рук стрелка.

В значительной мере этот недостаток устранен известным способом производства стрельбы из безоткатного орудия в виде ствола-контейнера управляемым снарядом, заключающимся в поджиге порохового заряда в камере высокого давления, разгоне снаряда в стволе-контейнере давлением пороховых газов при одновременном истечении пороховых газов через передние и задние сопла камеры высокого давления и через заднее сопло орудия.

Для осуществления этого способа используется известная конструкция безоткатного орудия [2]. Это безоткатное орудие выполнено в виде ствола-контейнера с закрепленной в нем с зазором на радиальных пилонах камерой высокого давления с пороховым зарядом. При этом камера высокого давления содержит передний и задний сопловые блоки. Снаряд разгоняется в стволе-контейнере давлением пороховых газов, истекающих из камеры высокого давления через передний сопловой блок, а сила отдачи компенсируется реактивной силой, возникающей при истечении пороховых газов через задний сопловой блок камеры высокого давления и сопло, образованное стволом-контейнером и боковой стенкой камеры высокого давления.

Основным недостатком вышеописанного способа производства стрельбы и устройства, его реализующего, является большой разброс дульной скорости управляемого снаряда в интервале температур боевого использования от плюс 50°С до минус 50°С окружающей среды, что, в свою очередь, не обеспечивает необходимых скоростных характеристик безоткатного орудия для удержания в геометрических параметрах луча управления снарядом на траектории полета.

Объясняется это явление следующим. Обычно, для таких систем используется пороховой заряд в виде пучка трубок, размещенного в камере высокого давления между передней и задней сопловыми решетками. В реальных условиях хранения пороховые трубки из-за наличия в окружающем воздухе влаги могут "слипаться", что ведет к их неполному сгоранию и выбросу значительного количества недогоревших остатков через сопла. В случае выброса части их через передний сопловой блок в заснарядное пространство они догорают уже в стволе при меньшем давлении и, следовательно, тоже не полностью. Выброшенные же через задний сопловой блок недогоревшие частицы пороха догорают уже за пределами ствола, также снижается импульс порохового заряда. А это, в свою очередь, ведет к значительному снижению дульной скорости снаряда. Особенно это недопустимо для управляемых снарядов, так как обусловленное этим "проседание" при выстреле ведет к выходу их за параметр управляющего луча и, в конечном итоге, к промаху. Повышение же общего количества порохового заряда ведет при плюсовых температурах к значительному увеличению стартовых перегрузок, недопустимых для управляемых снарядов.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение дульной скорости управляемого снаряда при стрельбе из безоткатного орудия в интервале температур боевого использования.

Поставленная техническая задача достигается группой изобретений, образующих единый изобретательский замысел, а именно

1. Способом производства стрельбы из безоткатного орудия управляемым снарядом, заключающимся в том, что в известном способе, включающий поджиг трубчатого порохового заряда в камере высокого давления, разгон снаряда в стволе орудия давлением пороховых газов, истекающих через передние сопла камеры высокого давления при одновременном их истечении через задние сопла камеры высокого давления и заднее сопло орудия, перед поджигом порохового заряда создают высокочастотную ударную нагрузку на корпус камеры высокого давления и пороховой заряд, а после поджига сопровождают процесс горения порохового заряда подпиткой высокотемпературными пиротехническими газами с подогревающим и турбулизующим их воздействием на поток пороховых газов, истекающих из камеры высокого давления.

2. Конструкцией безоткатного орудия для стрельбы управляемым снарядом, содержащей ствол-контейнер с закрепленной в нем с зазором камерой высокого давления (КВД) с пороховым зарядом в ней в виде пучка трубок, размещенного между передней и задней сопловыми решетками, и с передними и задними сопловыми блоками. При этом КВД снабжена конической форкамерой, размещенной в заднем сопловом блоке, выполненной в виде опоры задней сопловой решетки и жестко скрепленной с этой решеткой по их опорным плоскостям. Причем в форкамере образованы дроссельные отверстия, ориентированные в предсопловую полость под острым углом к оси задних сопел. Во внутренней сферической полости форкамеры установлен пиротехнический сопроводитель горения порохового заряда с заглубленным в него центральным соском с электровоспламенителем. Под электровоспламенителем в соске выполнена демпферная полость, ограниченная толщиной прокладки и соединенная с форкамерой осевым отверстием, ориентированным на опорную плоскость форкамеры с задней решеткой. При этом передняя сопловая решетка образована диском с рядом сквозных пазов, параллельных друг другу и одной из поперечных осей КВД, а задняя сопловая решетка - диском с рядом сквозных пазов в виде концентричных колец с радиальными перемычками.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид безоткатного орудия для стрельбы управляемым снарядом в разрезе; на фиг.2 показан в увеличенном масштабе фрагмент I на фиг.1; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1.

Ствол-контейнер 1 содержит казенную часть 2 со скосами 3, где на радиальных пилонах 4 размещена КВД 5 с передними 6 и задними 7 сопловыми блоками. Пороховой заряд 8 в виде пучка тонкостенных трубок размещен в КВД между передней 9 и задней 10 сопловыми решетками. Выходное сопло безоткатного орудия 11 образовано наружной стенкой КВД 5 и внутренней стенкой ствола-контейнера 1 и перекрыто герметизирующей крышкой 12. В заднем сопловом блоке образована форкамера, выполненная выемкой 13 в сопловом блоке, перекрытая коническим колпаком 14, на котором на опорной плоскости 15 закреплена задняя сопловая решетка 10. Внутренняя поверхность колпака выполнена сферической. Во внутренней полости форкамеры размещен пиротехнический сопроводитель горения 16 порохового заряда 8, а сама полость соединена с внутренней полостью КВД дроссельными отверстиями 17, ориентированными под острым углом к оси задних сопел. По оси заднего соплового блока 7 в выемке 13 образован центральный сосок 18 с электровоспламенителем 19, где под электровоспламенителем образована демпферная полость 20, ограниченная толщиной прокладки 21 и соединенная с форкамерой осевым отверстием 22, ориентированным на опорную плоскость 15 форкамеры с задней решеткой. Передняя сопловая решетка 9 образована диском с рядом равномерных сквозных пазов 23, параллельных друг другу и одной из поперечных осей 24 КВД. Задняя сопловая решетка 10 образована диском с рядом сквозных пазов 25 в виде концентричных колец с радиальными перемычками 26 и закрепленная винтами 27.

Работа описанной конструкции безоткатного орудия заключается в следующем. При подаче электрического тока на электровоспламенитель 19 образуется форс пламени, создающий давление в демпферной полости 20. За счет объема этой полости, регулируемого толщиной прокладки 21, и диаметра осевого отверстия 22 обеспечивается необходимое время для зажжения пиротехнического сопроводителя горения 16 и сила ударного воздействия на опорную плоскость 15. При этом ударном воздействии образуется высокочастотная вибрация корпуса КВД, передающаяся на пороховой заряд 8, обеспечивающая расслоение слипшихся и смерзшихся отдельных пороховых трубок при длительном хранении в условиях попеременного естественного термостатирования от плюс 50°C до минус 50°С.

Заглубленный центральный сосок 18 в заряд пиротехнического сопроводителя горения 16 позволяет оптимизировать воздействие форса пламени электровоспламенителя 19 на процесс его воспламенения, а внутренняя сферическая поверхность форкамеры - равномерный поджиг его по всей поверхности, обеспечивая единообразие условий горения сопроводителя.

Высокотемпературные газы от сгорания пиротехнического сопроводителя горения из форкамеры через дроссельные отверстия 17 истекают во внутреннюю полость КВД между задней сопловой решеткой 10 и задним сопловым блоком. При этом конструкция задней сопловой решетки в виде диска с кольцевыми пазами 25 и радиальными перемычками 26 между ними и ориентация дроссельных отверстий под углом к ним исключает дробление трубок порохового заряда и обеспечивает стабильный процесс его горения при постоянной подпитке высокотемпературными пиротехническими газами сопроводителя. При достижении в КВД расчетного давления вскрываются герметизирующие мембраны в передних и задних соплах. Часть пороховых газов, истекающих из КВД через передний сопловой блок, создает давление внутри ствола-контейнера непосредственно у дна управляемого снаряда. Другая же часть пороховых газов, истекающих через задний сопловой блок 7, так же в первый момент заполняет хвостовой объем безоткатного орудия и совместным воздействием с давлением газа из заснарядного пространства через зазор между стволом и КВД срывает герметизирующую крышку 12, обеспечивая их свободное истечение, создавая образующейся реактивной силой компенсацию силы наката и безотдачность стрельбы. Пороховые газы, истекающие через заднюю сопловую решетку в предсопловую полость, образованную конической поверхностью колпака 14 и внутренней стенкой КВД, подвергаются воздействию струй высокотемпературных газов сопроводителя горения, турбулизуются ими, что обеспечивает полное сгорание недогоревших твердых частиц порохового заряда 8, тем самым повышая полный его импульс. Оптимальный процесс дожигания достигается при встречном вдуве струй продуктов сгорания сопроводителя под острым углом к оси заднего соплового блока.

Конструктивное решение размещения проходных пазов для газов в передней и задней сопловых решетках в виде: параллельных друг другу и одной из поперечных осей КВД - в передней решетке и концентричных колец с радиальными перемычками - в задней решетке позволяет уменьшить продольный колебательный процесс горения порохового заряда, снижая вероятность его загасания при минусовых температурах. Объясняется это тем, что продольные (вдоль оси КВД) колебания давления при горении порохового заряда гасятся при возвратно-поступательном движении ударных волн разной длиной пути между решетками, обусловленного смещением перемычек и пазов в решетках друг относительно друга.

Таким образом, предложенное техническое решение, как показали результаты испытаний безоткатного орудия для стрельбы управляемым снарядом на производственной базе заявителя, обеспечило значительное повышение дульной скорости управляемого снаряда в интервале температур боевого использования без увеличения массы порохового заряда.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Серебряков М.Е. "Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет". Государственное научно-техническое издательство "Оборонгиз", Москва, 1962 г., стр.672, фиг.12.5 - аналог.

2. Патент Швеции №216976 от 22.06.65 г., кл. 72 е 8/05 (F 41 F 3/02), опубл. в журнале "Вооружение", 1968 г., №14, стр.4 - прототип.

Группа изобретений относится к пусковым установкам для ракет. Сущность способа производства стрельбы из безоткатного орудия управляемым снарядом заключается в том, что перед поджигом порохового заряда создают высокочастотную ударную нагрузку на корпус камеры высокого давления и пороховой заряд. После поджига сопровождают процесс горения порохового заряда подпиткой высокотемпературными пиротехническими газами с разогревающим и турбулизующим воздействием их на поток газов, истекающих из камеры высокого давления. В безоткатном орудии камера высокого давления снабжена конической форкамерой в заднем сопловом блоке, где размещен сопроводитель горения и в центральном соске - электровоспламенитель. Под электровоспламенителем образована демпферная полость, соединенная с форкамерой отверстием, ориентированным на опорную плоскость форкамеры и задней сопловой решетки. Дроссельные отверстия форкамеры ориентированы под острым углом к оси задних сопел. Задняя и передняя сопловые решетки выполнены с пересекающимися пазами для прохода газов в проекции их друг на друга. Изобретение обеспечивает повышение дульной скорости снаряда в интервале температур боевого использования. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ стрельбы из безоткатного орудия управляемым снарядом, включающий поджиг трубчатого порохового заряда в камере высокого давления, разгон снаряда в стволе орудия давлением пороховых газов, истекающих через передние сопла камеры высокого давления при одновременном их истечении через задние сопла камеры высокого давления и через заднее сопло орудия, отличающийся тем, что перед поджигом порохового заряда создают высокочастотную ударную нагрузку на корпус камеры высокого давления и пороховой заряд, а после поджига сопровождают процесс горения порохового заряда подпиткой высокотемпературными пиротехническими газами с разогревающим и турбулизующим воздействием их на поток газов, истекающих из камеры высокого давления.2. Безоткатное орудие для стрельбы управляемым снарядом, содержащее ствол-контейнер с закрепленной в нем с зазором камерой высокого давления с пороховым зарядом в ней в виде пучка трубок, размещенного между передней и задней сопловыми решетками и передним и задним сопловыми блоками, отличающееся тем, что камера высокого давления снабжена конической форкамерой, размещенной в заднем сопловом блоке, выполненной в виде опоры задней сопловой решетки и жестко скрепленной с этой решеткой по их опорным плоскостям, причем в форкамере образованы дроссельные отверстия, ориентированные в предсопловую полость под острым углом к оси задних сопел, при этом во внутренней сферической полости форкамеры установлен пиротехнический сопроводитель горения порохового заряда с заглубленным в него центральным соском с электровоспламенителем, а под электровоспламенителем выполнена демпферная полость, ограниченная толщиной прокладки, соединенная с форкамерой осевым отверстием, ориентированным на опорную плоскость форкамеры с задней решеткой, при этом передняя сопловая решетка образована диском с рядом сквозных пазов, параллельных друг другу и одной из поперечных осей камеры высокого давления, а задняя сопловая решетка - диском с рядом сквозных пазов в виде концентричных колец с радиальными перемычками.