СПОСОБ ЗАРЯЖАНИЯ СНАРЯДА В КАМОРУ СТВОЛА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F41A9/37 F41A9/35 

Заявляемая группа изобретений относится к области артиллерийского вооружения, а более конкретно - к системам подачи боеприпасов или их частей при раздельном заряжании для скорострельных систем крупного калибра.

В настоящее время возникла потребность в создании боевой техники с предельно возможными эффективностью и унификацией технических решений, элементов, узлов и систем. С точки зрения роста эффективности ставится задача кардинального повышения огневой мощи как основного боевого свойства арторудия. При этом акцент делается на создание предпосылок 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.

В плане унификации ставится задача рационального использования в арторудии технических решений, элементов, узлов и систем, общих как для ствольных систем вооружения ВМФ (кораблей и береговой обороны), так и для самоходных артиллерийских орудий (САО) Сухопутных войск.

Таким образом, при создании ствольных артиллерийских систем с высокой степенью унификации должны обеспечиваться предпосылки для одновременного роста как баллистических характеристик, так и скорострельности.

Однако дальнейшее совместное наращивание этих характеристик при существующих массогабаритных 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.

Одной из наиболее сложных является задача автоматизации процесса заряжания. Важнейшим этапом заряжания является досылка снаряда в ствол орудия раздельного заряжания. С применением традиционных способов досылки не удается значительно сократить время на совершение цикла заряжания в ограниченных объемах боевого отделения орудия при приемлемых параметрах надежности самого процесса досылки и надежности функционирования высоконагруженных досылающих механизмов.

Одним из путей преодоления вышеизложенных технических проблем представляется возможным создание артиллерийских систем вооружения, включающих в себя как лучшие достижения применения в механизмах заряжания орудий отработанных на практике чисто механических схем, так и их сочетание с нетрадиционными конструктивно-компоновочными схемами механизмов подачи как боеприпасов, так и их отдельных элементов при раздельном заряжании, обеспечивающими приемлемые массу и габариты как самих орудий, так и систем вооружения в целом.

Известны различные способы заряжания снаряда в ствол артиллерийского орудия, начиная с простейшего - с помощью традиционного ручного банника до современных способов с помощью специализированных автоматизированных механизмов заряжания (см., например, патенты РФ на полезные модели NN 10696, 29994 и на изобретения NN 2153139, 2165573, 2180087, 2196287, 2223458, 2231728, патенты США NN 2986074, 3890216, 5684265, патенты ФРГ NN 1264296, 1578399, 19914663 и др.).

При этом во всех известных системах заряжания на досылаемый снаряд непосредственно воздействуют механически или поршнем (банником) или специальным толкателем (например, "клоцем"), снабженным электро-, пневмо-, гидро- или смешанного типа приводом, соединенным с блоком управления работой системы заряжания (см., например, патенты: WO NN 9015300, 02097355, ФРГ NN 19653517, 4108662, США NN 4754688, 4957028, 6443045, 2004139848, Японии N 10227596 и др.).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату от его использования к заявляемому решению является известный способ заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия по патенту РФ N 2223457, F41A 9/37, опубл. 2004, который включает следующие операции.

Сначала снаряды размещают (накапливают) в специальном снарядном накопителе, выполненном, например, в виде, по меньшей мере, одной механизированной снарядной боеукладки, затем после обнаружения и идентификации цели в зависимости от вида цели системой управления огнем выбирают снаряд нужного типа и выдают команду на подачу выбранного снаряда на линию досылки в ствол орудия, для чего выдают команду на срабатывание устройства выдачи снаряда из снарядного накопителя и подачи его с помощью снарядного маятникового перегружателя в поворотный снарядный лоток досылателя, с помощью которого снаряд подают на линию досылки в ствол орудия, после чего досылают снаряд в заходный конус каморы ствола орудия путем механической досылки снаряда с помощью специального клоца, снабженного гидроприводом его перемещения.

Такой способ, хотя и обеспечивает надежное заряжание снаряда в камору ствола артиллерийского орудия даже крупного калибра на любых углах возвышения ствола, однако производительность систем заряжания, реализующих данный способ, ограничена как скоростями срабатывания исполнительных механизмов досылающих устройств (что, в свою очередь, ограничивает скорость досылки снаряда, не позволяя использовать его не реализованный для этой цели запас прочности), так и необходимостью их реверса - возврата в исходное положение после каждого выстрела (что, в целом, в результате ограничивает возможность сокращения общего цикла заряжания и повышения скорострельности орудия).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности работы артиллерийской установки, преимущественно, раздельного заряжания за счет расширения эксплуатационных возможностей механизма заряжания снарядов, особенно крупнокалиберных боеприпасов.

Данная задача решается, в первую очередь, за счет технического результата, получаемого при использовании предлагаемого изобретения и заключающегося в обеспечении высокой производительности подачи крупнокалиберных снарядов в ствол орудия раздельного заряжания в ограниченных объемах боевого отделения орудия при приемлемых параметрах надежности процесса досылки и обеспечения надежности функционирования досылающего устройства, а также при одновременном повышении живучести ствола.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия, включающем следующий набор операций:

сначала снаряды размещают в специальном снарядном механизированном накопителе,

затем после обнаружения и идентификации цели в зависимости от вида цели системой управления огнем выбирают снаряд нужного типа и выдают команду на подачу выбранного снаряда на линию досылки в ствол орудия,

после этого подают выбранный снаряд на линию досылки в ствол орудия и досылают снаряд в заходный конус каморы ствола орудия,

во-первых, согласно предлагаемому техническому решению, досылку снаряда осуществляют путем непосредственного воздействия на запоясковую часть снаряда потоком сжатого воздуха, истекающего со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе (около 340 м/сек),

во-вторых, перед досылкой снаряда в полость ствола перед снарядом впрыскивают с распылением охлаждающую жидкость, на которую в процессе досылки снаряда по всей длине канала ствола воздействуют истекающим вокруг снаряда сжатым воздухом.

Введение в способ новых операций и их особое выполнение позволяет существенно сократить время цикла заряжания за счет исключения необходимости реверса элементов досылающего устройства, а также увеличить надежность эксплуатации орудия путем повышения живучести ствола за счет обеспечения его эффективного принудительного охлаждения.

Известны различные конструкции устройств (механизмов, систем) заряжания артиллерийских орудий (см., например, патенты РФ на полезные модели NN 10696, 29994 и на изобретения NN 2153139, 2165573, 2180087, 2196287, 2223458, 2231728, патенты США NN 2986074, 3890216, 5684265, патенты ФРГ NN 1264296, 1578399, 19914663 и др.). При этом все известные системы заряжания снабжены механическими досылателями, непосредственно воздействующими механически на досылаемый в камору ствола орудия снаряд специальным толкателем (поршнем или клоцем), имеющим электро-, пневмо-, гидро- или смешанного типа привод, соединенный с блоком управления работой системы заряжания (см., например, патенты: WO NN 9015300, 02097355, ФРГ NN 19653517, 4108662, США NN 4754688, 4957028, 6443045, 2004139848, Японии N 10227596 и др.).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату от его использования к заявляемому решению является известная конструкция устройства (механизма) заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия по патенту РФ на изобретение N 2223457, F41A 9/35, F41A 9/37, опубл. 2004, которая содержит снарядный накопитель, размещенный с одной стороны артиллерийского орудия, в котором две механизированные снарядные боеукладки расположены на одном уровне параллельно разделительной перегородке с двумя окнами выдачи снарядов и выполнены в виде замкнутых транспортеров с приводами их перемещения, состоящих из отдельных ячеек, в каждой из которых размещен, по меньшей мере, один снаряд.

Имеется также устройство подачи снарядов из накопителя на линию досылки, содержащее два выдачных линейных перегружателя, взаимодействующих со снарядным накопителем, каждый из которых имеет, по меньшей мере, один клоц, расположенный в исходном положении за рядом снарядов, размещенных в вышеназванных ячейках. Кроме этого, устройство подачи снарядов содержит снарядный маятниковый перегружатель, установленный на цапфе, соосной с цапфами артиллерийского орудия, на той же стороне артиллерийского орудия, что и снарядный накопитель, и кинематически соединенный с приводом его перемещения, а также два снарядных досылателя с гидроцилиндрами.

Такая конструкция позволяет обеспечить как высокую производительность подачи снарядов, так и высокую надежность работы механизма заряжания, что, в свою очередь, обеспечивает довольно высокую скорострельность артиллерийского орудия в целом, а также высокую надежность его работы.

В то же время возможности данной конструкции уже не соответствуют сильно возросшим в настоящее время требованиям к повышению боевого могущества орудий полевого, берегового и корабельного артвооружения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности работы артиллерийской установки раздельного заряжания за счет расширения эксплуатационных возможностей механизма заряжания снарядов, преимущественно, крупнокалиберных боеприпасов.

Данная задача решается, в первую очередь, за счет технического результата, получаемого при использовании предлагаемого изобретения и заключающегося в обеспечении высокой производительности подачи крупнокалиберных снарядов в ствол орудия раздельного заряжания в ограниченных объемах боевого отделения орудия при приемлемых параметрах надежности процесса досылки и обеспечения надежности функционирования досылающих механизмов.

Указанный результат достигается тем, что в известном механизме заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия, содержащем механизированный накопитель снарядов, устройство подачи снарядов из накопителя в снарядный лоток на линию досылки и досылатель,

во-первых, снарядный лоток выполнен герметичным и снабжен затвором лотка, расположенным с тыльной части лотка,

во-вторых, досылатель выполнен в виде источника сжатого воздуха, соединенного через ресивер и быстродействующий клапан (например, по патенту США N 5450839, со временем срабатывания около 0,001 сек) с полостью тыльной части лотка между затвором лотка и запоясковой частью снаряда,

в-третьих, дополнительно введен кулер с охлаждающей жидкостью, установленный с наружной стороны ствола и сообщенный с полостью ствола с помощью форсунок.

Введение в конструкцию механизма заряжания снаряда новых оригинальных элементов, блоков и их особое расположение и выполнение позволяет существенно сократить время цикла заряжания за счет исключения необходимости реверса элементов досылающего устройства, а также увеличить надежность эксплуатации орудия путем повышения живучести ствола за счет обеспечения его эффективного охлаждения.

Предлагаемое изобретение пояснено чертежами, на которых:

- на фиг.1 изображена схема досылки снаряда в камору ствола артиллерийского орудия с использованием принципа "пневмотранспорта" и с принудительным охлаждением канала ствола в процессе досылки;

- на фиг.2 изображена схема общего вида стенда по отработке параметров процесса "пневмодосылки" снаряда в камору ствола артиллерийского орудия;

- на фиг.3 изображена блок-схема механизма заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия.

Предлагаемое устройство (механизм) заряжания снаряда 1 в камору 2 ствола 3 артиллерийского орудия содержит накопитель 4 снарядов 1, устройство 5 подачи снарядов 1 из накопителя 4 в герметичный снарядный лоток 6 на линию досылки снаряда 1 в камору 2 ствола 3 артиллерийского орудия и досылатель, выполненный в виде источника 7 сжатого воздуха, соединенного через ресивер 8 и быстродействующий клапан 9 (например, по патенту США N 5450839, со временем срабатывания около 0,001 сек) с полостью тыльной части снарядного лотка 6 между затвором 10 лотка и запоясковой частью снаряда 1. С наружной стороны ствола 3 размещен кулер 11 с охлаждающей жидкостью (не показана), сообщенный с полостью ствола 3 с помощью форсунок 12.

Предлагаемый механизм заряжания снаряда 1 в камору 2 ствола 3 артиллерийского орудия эксплуатируется следующим образом.

После обнаружения и идентификации цели в зависимости от вида цели и дальности до нее системой управления огнем (не показана) выбираются снаряды 1 нужного типа и соответствующие комплекты модулей переменного заряда (не показаны) и подается команда на начало работы механизма заряжания снаряда 1.

После получения команды о начале работы механизм заряжания снаряда 1 начинает функционировать в следующей последовательности:

а) включается устройство подачи 5 снарядов 1 из накопителя 4 на линию досылки снаряда 1 в камору 2 ствола 3 и подает выбранный системой управления снаряд 1 в герметичный снарядный лоток 6;

б) в канал ствола 3 из кулера 11 с помощью форсунок 12 впрыскивается и распыляется охлаждающая жидкость (например, водный раствор этанола);

в) после этого срабатывает быстродействующий клапан 9 и в полость между затвором 10 снарядного лотка 6 и эапоясковой частью снаряда 1 из источника 7 через ресивер 8 подается сжатый воздух со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе (около 340 м/сек).

При этом снаряд 1 с высокой скоростью подается в камору 2 ствола 3 и с большой силой фиксируется в заходном конусе каморы 2.

После этого механизм заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия сразу же готов к следующему циклу работы.

Использование предлагаемой группы изобретений позволяет:

1) обеспечить повышение скорострельности арторудия за счет сокращения времени цикла заряжания снарядов;

2) обеспечить повышение эффективности стрельбы за счет уменьшения времени реакции арткомплекса при стрельбе по вновь появившейся цели путем сокращения времени цикла заряжания 1-го выстрела;

3) обеспечить повышение надежности работы артсистемы и ее боевой живучести за счет существенного повышения живучести стволов путем обеспечения их эффективного охлаждения в процессе досылки снарядов.

Проведенные экспериментальные исследования полностью подтвердили преимущества заявляемых технических решений.

Изобретение относится к области артиллерийского вооружения. Заявлена группа изобретений - способ и устройство заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия. Способ заключается в том, что снаряд нужного типа подают на линию досылки в ствол орудия и досылают снаряд в заходный конус каморы ствола орудия. Досылку снаряда осуществляют непосредственным воздействием на запоясковую часть снаряда потоком сжатого воздуха, истекающего со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе, около 340 м/сек. Перед досылкой снаряда в полость ствола перед снарядом впрыскивают с распылением охлаждающую жидкость, на которую в процессе досылки снаряда по всей длине канала ствола воздействуют истекающим вокруг снаряда сжатым воздухом. Механизма заряжания снаряда содержит механизированный накопитель снарядов, устройство подачи снарядов из накопителя на линию досылки в герметичный снарядный лоток с затвором и досылатель, выполненный в виде источника сжатого воздуха, соединенного через ресивер и быстродействующий клапан, со временем срабатывания около 0,001 сек, с полостью тыльной части лотка между затвором лотка и запоясковой частью снаряда. С наружной стороны ствола размещен кулер с охлаждающей жидкостью, сообщенный с полостью ствола с помощью форсунок. Повышаются скорострельность, эффективность стрельбы и боевая живучесть артиллерийского орудия. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия, заключающийся в том, что сначала снаряды размещают в снарядном механизированном накопителе, затем после обнаружения и идентификации цели в зависимости от вида цели системой управления огнем выбирают снаряд нужного типа и выдают команду на подачу выбранного снаряда на линию досылки в ствол орудия, после этого подают выбранный снаряд на линию досылки в ствол орудия и досылают снаряд в заходный конус каморы ствола орудия, отличающийся тем, что досылку снаряда осуществляют путем непосредственного воздействия на запоясковую часть снаряда потоком сжатого воздуха, истекающего со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе (около 340 м/с), перед досылкой снаряда в полость ствола перед снарядом впрыскивают с распылением охлаждающую жидкость, на которую в процессе досылки снаряда по всей длине канала ствола воздействуют истекающим вокруг снаряда сжатым воздухом.

2. Механизм заряжания снаряда в камору ствола артиллерийского орудия, содержащий механизированный накопитель снарядов, устройство подачи снарядов из накопителя в снарядный лоток на линию досылки и досылатель, отличающийся тем, что снарядный лоток выполнен герметичным и снабжен затвором, расположенным с тыльной части лотка, досылатель выполнен в виде источника сжатого воздуха, соединенного через ресивер и быстродействующий клапан (со временем срабатывания около 0,001 с) с полостью тыльной части лотка между затвором лотка и запоясковой частью снаряда, с наружной стороны ствола размещен кулер с охлаждающей жидкостью, сообщенный с полостью ствола с помощью форсунок.