АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ СТВОЛ С УНИВЕРСАЛЬНЫМ НАРУЖНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Российский патент 2012 года по МПК F41A13/04 F41A13/12 

Изобретение относится к области охлаждения артиллерийских стволов. При стрельбе происходит нагрев и перегрев стенок артиллерийского ствола, что ведет к негативным процессам: к искривлению ствола с дальнейшим уменьшением дальности, меткости, точности и кучности стрельбы; к возникновению микротрещин с возможностью полного разрушения ствола; к механическому износу и уменьшению ресурса и надежности ствола; к вынужденному прекращению стрельбы на 60-120 минут с целью охлаждения ствола, что значительно снижает боевую эффективность, а кроме того, возникает реальная опасность обнаружения огневой позиции, уничтожения орудия и всего личного состава со стороны противника; и к др. негативным последствиям [1, 2].

Вопросы быстрейшего охлаждения ствола являются актуальными и в настоящее время, когда происходят локальные войны, межнациональные конфликты и террористические акты [3-5].

Одним из эффективных способов охлаждения артиллерийского ствола является жидкостное вынужденное охлаждение, где охладителем может служить вода, специальные охлаждающие и др. жидкости. Такая система позволяет вести стрельбу практически без остановок для охлаждения ствола.

Рассмотрим краткое описание чертежей, приведенных на фиг.1-8.

На фиг.1 схематично показано буксируемое неохлаждаемое орудие, где 1 - ствол, 2 - люлька, 3 - правое колесо, 4 - правая станина, 5 - затвор, 6 - левая станина, 7 - левое колесо.

На фиг.2 показано охлаждаемое орудие с вынужденным жидкостным охлаждением ствола, где 1 - ствол с рубашкой жидкостного охлаждения, 8 - кожух, 9 - резервуар, 10 - электродвигатель, 11 - электронасос, 12 - радиатор, 13 - вентилятор, 14 - шланг, 15 - соединительные патрубки.

На фиг.3 показан разрез артствола по сечению А-А (см. фиг.2), где видны каналы стационарной рубашки вынужденного жидкостного охлаждения ствола.

На фиг.4 схематично показано арторудие с утилизацией механической энергии отдачи ствола при выстреле и обеспечением наружного вынужденного (жидкостного, воздушного) охлаждения ствола, где 1 - ствол, 2 - люлька, 3 - правое колесо, 4 - правая станина, 5 - затвор, 6 - левая станина, 7 - левое колесо, 16 - специальное устройство создания воздушного и гидравлического давления, 17 - рычаг на подвижной части ствола, 18 - входной коллектор рубашки охлаждения, 19 - съемная рубашка охлаждения, 20 - выходной коллектор рубашки охлаждения, 21 - воздушный баллон, 22 - емкость для жидкого охладителя, 23 - пружина.

На фиг.5 изображена конструктивная схема специального устройства в исходном состоянии перед выстрелом, которое на фиг.4 обозначено цифрой 16. Это специальное устройство содержит следующие элементы: 24 - корпус подвижной верхней крышки, 25 - упорная плита, 26 - главная рабочая пружина, 27 - гофрированная воздушная емкость сильфонного типа, 28 - правый фиксатор удержания крышки рабочего стакана, 29 - корпус неподвижного рабочего стакана, 30 - опорная подвижная плита, 31 - гофрированная жидкостная емкость сильфонного типа, 32 - рабочая пружина, 33 - обратный жидкостный клапан, 34 - выходной жидкостный канал, 35 - входной жидкостный канал, 36 - опорная неподвижная нижняя плита, 37 - обратный жидкостный клапан, 38 - левый фиксатор удержания крышки рабочего стакана, 39 - обратный воздушный клапан, 40 - левое воздушное отверстие, 41 - выходной воздушный канал, 42 - правое воздушное отверстие.

На фиг.6 показано специальное устройство сразу после выстрела и отдачи ствола (пружина 26 и воздушная гофрированная емкость - в сжатом состоянии).

На фиг.7 показано специальное устройство через несколько секунд после выстрела и отдачи ствола (пружина 26 и воздушная гофрированная емкость 27 - в исходном разжатом состоянии, а пружины 32 и гофрированная жидкостная емкость 31 - в сжатом состоянии).

На фиг.8 схематично показана конструктивная схема ствола 1, где 18 - входной коллектор рубашки охлаждения, 19 - съемная рубашка жидкостного вынужденного охлаждения, 20 - выходной коллектор рубашки охлаждения, 43 - поперечные круглые ребра наружной части рубашки охлаждения.

Аналогом артиллерийского неохлаждаемого орудия может служить орудие, показанное на фиг.1 [2], которое содержит следующие основные неподвижные и подвижные элементы при стрельбе, присущие всем буксируемым неохлаждаемым артиллерийским орудиям: ствол 1 (подвижная часть), люлька 2 (неподвижная часть), правое колесо 3, правая станина 4, затвор 5 (подвижная часть), левая станина 6, левое колесо 7.

В качестве прототипа можно рассмотреть охлаждаемое орудие, показанное на фиг.2 [1]. Данная конструкция содержит следующие детали системы вынужденного охлаждения: ствол 1, кожух 8, резервуар 9, электродвигатель 10, электронасос 11, радиатор 12, вентилятор 13, шланг 14, соединительные патрубки 15.

Такая конструкция системы вынужденного охлаждения ствола имеет ряд недостатков (см. фиг.2) [6, 7]:

а) необходимость в электродвигателе 10, в электронасосе 11, в вентиляторе 13, в радиаторе 12, в источнике электропитания, в специальной охлаждающей жидкости;

б) малые: эффективность, надежность, безотказность, ресурс, безопасность, неуязвимость, живучесть и др.;

в) большие: экономические, временные и технологические затраты при изготовлении, эксплуатации и ремонте;

г) рубашка охлаждения (см. фиг.3) является стационарной, дорогой и трудно изготовляемой, дорогой и неудобной при техническом обслуживании, дорогой и практически неремонтопригодной;

д) не используется механическая энергия отдачи ствола при стрельбе для обеспечения вынужденного охлаждения ствола.

Предлагается изобретение, в котором осуществляется утилизация механической энергии отдачи ствола при стрельбе, показанное на фиг.4, которое состоит из следующих основных подвижных и неподвижных элементов, присущих всем конструкциям ствольной артиллерии, это ствол 1 (подвижная часть), люлька 2 (неподвижная часть), правое 3 и левое 7 колеса, левая 6 и правая 4 станины, затвор 5 (подвижная часть). Дополнительные элементы предлагаемого изобретения (см. фиг.4) - это специальное устройство создания воздушного и гидравлического давления 16, расположенное на неподвижной части (люльке) 2; рычаг 17, закрепленный на подвижной части ствола 1; съемная рубашка охлаждения 19; входной коллектор 18 подачи охладителя в рубашку охлаждения; выходной коллектор 20 сбора охладителя с дальнейшей его перекачкой в гофрированную емкость в стакане; баллон 21 для накопления сжатого воздуха; гофрированная емкость 22 сильфонного типа для жидкого охладителя в левой станине; пружина 23 для поджатая гофрированной емкости 22 с жидким охладителем.

Специальное устройство 16 (см. фиг.4) создания воздушного и гидравлического давлений содержит следующие детали (см. фиг.5): корпус 24 подвижной верхней крышки; упорную плиту 25; главную рабочую пружину 26; гофрированную емкость сильфонного типа 27 для забора и выдавливания воздуха в баллон 21 (см. фиг.4); правый 28 и левый 38 фиксаторы удержания крышки рабочего стакана после выстрела в сжатом состоянии; корпус неподвижного рабочего стакана 29; опорную подвижную плиту 30 для рабочих пружин в стакане; гофрированную емкость сильфонного типа 31 для жидкого охладителя; рабочую пружину 32; обратный клапан 33 подачи жидкого охладителя в рубашку охлаждения; канал (трубку) 34 для подачи жидкого охладителя в рубашку охлаждения; канал (трубку) 35 для подачи жидкого охладителя из емкости 22 (см. фиг.4) левой станины 6 в емкость 31 стакана 29; опорную неподвижную нижнюю плиту 36 стакана 29; обратный клапан 37 подачи жидкого охладителя из емкости 22 (см. фиг.4) станины 6 в гофрированную емкость 31 стакана 29; обратный воздушный клапан 39 забора и выдавливания воздуха в баллон 21 (см. фиг.4) в станине 6; левое (40) и правое (42) сквозные отверстия для воздушного равновесия внутри корпуса специального устройства 16 (см. фиг.4); канал (трубку) 41 выходного воздушного канала для подачи сжатого воздуха в баллон 21 (см. фиг.4) в станине 6.

Необходимо отметить, что съемная рубашка жидкостного охлаждения 19 ствола 1 (см. фиг.4) из нержавеющей стали может иметь наружную поверхность в виде поперечного круглого медного оребрения 43, как показано на фиг.8. Это позволяет еще более ускорить процесс охлаждения ствола [6]. Такой вид оребренного естественного охлаждения (без наличия жидкого охладителя) способен сократить время охлаждения ствола со 120 минут до 30 минут, а если вместо жидкого охладителя в каналах охлаждающей системы прокачивать наружный воздух (например, из баллона 21 (см. фиг.4)), то время охлаждения ствола может сократиться до 10-15 минут. Такой способ охлаждения является резервным, например, в случае аварийной ситуации и поломки жидкостной системы охлаждения или при отсутствии жидкого охладителя на позиции. Воздух, накопленный в баллоне 21 (см. фиг.4), может быть также использован и для других целей, например для воздушного запуска поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) самоходных артиллерийских установок, бронетехники, передвижных дизельных электростанций и др. техносистем.

Рассмотрим предлагаемое изобретение в статике (перед стрельбой). Перед стрельбой необходимо заполнить систему охлаждения жидким охладителем, который заливается (см. фиг.4) в съемную рубашку охлаждения 19 через входной коллектор 18, заполняя выходной коллектор 20 и гофрированную емкость 31 в неподвижном стакане 29 (см. фиг.5). Жидким охладителем также заполняется гофрированная емкость 22 в левой станине 6 (см. фиг.4).

Исходное положение рабочего устройства 16 (см. фиг.4) перед стрельбой подробно показано на фиг.5, где главная рабочая пружина 26 находится в разжатом состоянии, в таком же состоянии находятся гофрированная емкость 27 для забора и выдавливания порции воздуха, пружина 32 с гофрированной емкостью 31 для выдавливания жидкого охладителя. В емкостях 21, 27 содержится воздух нормального наружного давления, в емкостях 22, 31 - жидкий охладитель без дополнительного давления (см. фиг.4, 5).

Рычаг 17 (см. фиг.4), жестко закрепленный на подвижной части орудия (на стволе), плотно прилегает к подвижной крышке 24 (см. фиг.5) рабочего специального устройства 16 (см. фиг.4).

При выстреле (в динамике) происходят следующие процессы:

а) резкая и мощная отдача назад ствола 1 (см. фиг.4) перемещает при помощи рычага 17 крышку 24 (см. фиг.5) рабочего специального устройства 16 в сжатое состояние;

б) крышка 24 (см. фиг.6), сжимая главную пружину 26 и гофрированную воздушную емкость 27, фиксируется выступами упорной плиты 25 за фиксаторы 28,38;

в) порция сжатого воздуха из емкости 27 (см. фиг.6) поступила в баллон 21 (см. фиг.4), из которого частично направилась для продувки канала ствола после выстрела;

г) главная рабочая пружина 26 (см. фиг.6) начинает разжиматься, переводя опорную плиту 30 в нижнее положение, сжимая пружину 32 и гофрированную емкость 31 с жидким охладителем, при этом разжимается воздушная гофрированная емкость 27 (см. фиг.7) и через обратный воздушный клапан 39 (см. фиг.5) производится забор новой порции воздуха;

д) жидкий охладитель из гофрированной емкости 31 (см. фиг.7) под давлением через обратный клапан 33 (см. фиг.5) и канал (трубку) 34 поступает во входной коллектор 18 (см. фиг.4), передвигая всю ранее залитую жидкость и обеспечивая вынужденную конвекцию в рубашке охлаждения 19, поступая далее в выходной коллектор 20, а в конце - поступая в гофрированную емкость 22 (см. фиг.4) в левой станине 6;

е) при поступлении жидкого охладителя в гофрированную емкость 22 (см. фиг.4) в левой станине 6 эта емкость начинает разжиматься и сдавливать пружину 23;

ж) после установления равновесия всей гидравлической системы охлаждения сжатая пружина 23 начнет разжиматься и сжимать гофрированную емкость 22, а жидкий охладитель по каналу (трубке) 35 через обратный клапан 37 (см. фиг.5) начнет поступать в гофрированную емкость 31 (см. фиг.7);

з) одновременно начинает полностью разжиматься пружина 32 (см. фиг.7), которая будет разжимать гофрированную емкость 31, поднимать вверх опорную плиту 30 совместно с гофрированной емкостью 27, пружиной 26 и упорной плитой 25 (фиксаторы 28, 38 при этом автоматически убираются) до полного соприкосновения наружной поверхности крышки 24 (см. фиг.7) с поверхностью рычага 17 (см. фиг.4), после чего система снова готова к следующему выстрелу.

Такой рабочий цикл происходит после каждого выстрела орудия. Необходимо отметить, что главная рабочая пружина 26 (см. фиг.5, 6, 7) не просто обеспечивает прокачку жидкого охладителя через каналы рубашки охлаждения с дальнейшим ее возвращением в гофрированную емкость 22 в левой станине 6 (см. фиг.4), но и создает и поддерживает в рубашке охлаждения и во всей системе зону критических давлений, где коэффициент теплофизических свойств (ТФС) «В» способен увеличивать коэффициент теплоотдачи к жидким углеводородным горючим (УВГ) и охладителям (УВО) в 2-3 раза [8, 9]. В данном изобретении в качестве жидких охладителей предлагается использование жидких УВГ (УВО), например дизельное топливо, которое всегда есть в наличии в боевых машинах, в самоходных артиллерийских установках (САУ) и т.д.

Данная система жидкостного охлаждения ствола с утилизацией механической энергии отдачи ствола при выстреле является эффективной, экономичной и надежной.

При отсутствии жидкого УВГ (УВО) данная система позволяет в качестве охладителя использовать воздух из баллона 22 (см. фиг.4). При этом необходимо перед стрельбой: 1) подсоединить воздушные каналы к входному коллектору 18 (см. фиг.4), а выходной коллектор 20 оставить открытым - для сброса воздуха в атмосферу после прохождения рубашки охлаждения; 2) работу гофрированной емкости 31 (см. фиг.5, 6, 7) и обратных клапанов 33, 37 использовать для забора и подачи воздуха в общую воздушную систему (в баллон 22 (см. фиг.4) или в систему продувки канала ствола после стрельбы), для чего необходимо открыть доступ воздуха в трубку 35 и переключить трубку 34 к воздушной системе.

Для повышения эффективности и живучести данной системы охлаждения артствола можно предложить разместить такую же систему и в правой станине с общим рабочим специальным устройством 16 (см. фиг.4) или с таким же устройством, но размещенным справа от ствола. Возможны следующие варианты перекачки жидкого охладителя: а) из левой станины - через рубашку охлаждения ствола - в правую; б) из правой станины - через рубашку охлаждения ствола - в левую; в) из левой станины - через рубашку охлаждения ствола - в левую; г) из правой станины - через рубашку охлаждения ствола - в правую.

При аварийных ситуациях и выходе из строя системы жидкостного охлаждения можно перейти на воздушное охлаждение, используя при этом или только левую воздушную систему, или только правую. Но для повышения эффективности воздушного охлаждения возможно использовать и сразу обе воздушные системы.

Предполагается, что съемные жидкостные (и гибридные) рубашки охлаждения будут конструктивно состоять из секторов, длина и количество которых будут зависеть от конкретной длины ствола рассматриваемого орудия. Наиболее оптимальной длиной одного сектора является длина 50-80 см. Каждый съемный сектор должен иметь резьбовые гнезда с прокладками для крепления входных и выходных гидравлических соединительных патрубков, маркировку своего места крепления на стволе (что очень важно, особенно для сужающихся стволов), а также не менее двух специальных замков-стяжек.

Перед учебными (боевыми) стрельбами необходимо все сектора съемной рубашки охлаждения плотно закрепить и затянуть стяжками на стволе, т.к. воздушные зазоры 1-5 мм оказывают отрицательное влияние на скорость охлаждения ствола в целом из-за плохой теплопроводности воздуха. Также необходимо обеспечить надежное соединение всех гидравлических и пневматических каналов и трубок секторов, коллекторов и устройств всей системы охлаждения ствола. Съемные гибридные рубашки охлаждения секторного типа являются наиболее эффективными, надежными и удобными в эксплуатации, открывается возможность доступных и качественных профилактических работ по техническому обслуживанию и ремонту, что практически невозможно при стационарных рубашках охлаждения.

Научной новизной данного изобретения являются:

а) утилизация механической энергии отдачи артиллерийского ствола при выстреле с целью обеспечения вынужденного (жидкостного или воздушного) его охлаждения, из-за чего отпадает необходимость в электромоторе, в электронасосе, в вентиляторе, в электропитании и т.д.

б) применение жидкого углеводородного горючего (дизельного топлива) вместо воды или специальных охлаждающих жидкостей;

в) создание и поддержание в рубашке охлаждения зоны критических давлений, что автоматически (без каких-либо затрат) за счет теплофизических свойств жидкого углеводородного горючего (охладителя) увеличивает коэффициент теплоотдачи к жидкому углеводородному горючему (охладителю) в 2-3 раза;

г) гидравлическая (и пневматическая) система охлаждения ствола лишена проблем, связанных с гидравлическими (и пневматическими) поршнями и цилиндрами, путем применения подвижных гофрированных объемов сильфонного типа и пружин;

д) специальное устройство 16 (см. фиг.4), способное:

обеспечивать вынужденную конвекцию жидкого охладителя в рубашке охлаждения в зоне критических давлений;

накапливать сжатый воздух для продувки ствола после каждого выстрела для продувки и удаления остатков жидкого охладителя после учебных или боевых стрельб, для создания вынужденной конвекции воздуха в рубашке охлаждения в аварийных ситуациях или при отсутствии жидкого охладителя, для дозаправки воздушных баллонов запуска дизельных ДВС САУ, бронетехники, специальных автомобилей, мобильных дизельных электростанций и др. техносистем;

е) размещение гидравлических и пневматических емкостей системы охлаждения или в левой, или в правой, или в обеих станинах артиллерийского орудия (т.е. отпадает необходимость в наличии специального резервуара и в его размещении рядом с орудием, как показано на фиг.2);

ж) гибридная съемная рубашка охлаждения секторного типа (см. фиг.8) (ее достоинства были описаны ранее), таких конструкций для ствольной артиллерии не существует;

з) система охлаждения ствола, которая позволяет:

при наличии жидкого углеводородного охладителя вести стрельбу без перерывов для охлаждения ствола;

при отсутствии жидкого охладителя или в аварийных ситуациях и поломках гидравлической системы охлаждать ствол вынужденной конвекцией воздуха в каналах рубашки охлаждения, что сокращает штатное время охлаждения ствола со 120 мин до 10-15 мин;

при выходе из строя всей системы (жидкостного и воздушного) вынужденного охлаждения ствола охлаждать ствол наружным круглым поперечным оребрением гибридной рубашки охлаждения, что сокращает штатное время охлаждения ствола со 120 мин до 30 мин.

Учитывая вышеизложенный материал, можно в более конкретной и корректной форме предложить артиллерийский ствол с универсальным наружным охлаждением, состоящим из (см. фиг.2) кожуха 8, резервуара 9, электродвигателя 10, электронасоса 11, радиатора 12, вентилятора 13, шланга 14, соединительных патрубков 15, источника электропитания, отличающийся тем, что:

вынужденное жидкостное охлаждение ствола обеспечивается утилизацией механической энергии отдачи ствола при выстреле;

утилизация механической энергии отдачи ствола при выстреле осуществляется специальным устройством 16 (см. фиг.4), закрепленным на неподвижной части орудия, и рычагом 17, закрепленным на подвижной части ствола;

в качестве жидкого охладителя используется жидкое углеводородное горючее, например дизельное топливо;

в рубашке жидкостного охлаждения 19 (см. фиг.4) ствола создается и поддерживается зона критических давлений;

утилизация механической энергии ствола при выстреле также используется для накопления сжатого воздуха с дальнейшим его распределением: для продувки канала ствола после выстрела; для продувки и удаления жидкого охладителя из системы охлаждения после окончания учебных (или боевых) стрельб;

жидкостная рубашка охлаждения является съемной, секторного типа, конструктивно имеет наружное круглое поперечное оребрение 43 и является гибридной (с возможностью естественного наружного и вынужденного жидкостного охлаждения) (см. фиг.8);

при отсутствии жидкого охладителя или в аварийных ситуациях, например при выходе из строя гидравлической системы охлаждения, вместо жидкого охладителя в каналах жидкостной рубашки охлаждения ствола возможно использование вынужденной конвекции сжатого воздуха;

гофрированная емкость (см. фиг.4) 22 для жидкого охладителя и баллон 21 для сжатого воздуха расположены или в левой 6, или в правой 4, или в обеих станинах арторудия;

подача жидкого охладителя осуществляется из гофрированной емкости (см. фиг.4) 22 левой 6 или правой 4 станины;

подача сжатого воздуха осуществляется из баллона (см. фиг.4) 21 левой 6 или правой 4 станины, а в экстренных ситуациях, при использовании сжатого воздуха в каналах рубашки охлаждения вместо жидкого охладителя - сразу из двух баллонов обеих станин;

жидкий охладитель после прохождения рубашки охлаждения возвращается в гофрированную емкость 22 (см. фиг.4) левой 6 или правой 4 станины;

сжатый воздух после прохождения каналов рубашки охлаждения (см. фиг.4) 19 направляется для сброса в атмосферу;

все сектора гибридной съемной рубашки охлаждения перед началом учебной (или боевой) стрельбы должны без воздушных зазоров плотно и прочно закрепляться на стволе с герметичным присоединением всех гидравлических и воздушных каналов и трубок;

при использовании в качестве охладителя сжатого воздуха в обязательном порядке должна производиться предварительная перенастройка системы охлаждения с переустановкой жидкостных и пневматических подводящих и отводящих каналов и трубок;

сжатый воздух из воздушных баллонов может быть также использован для обеспечения запуска поршневых дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) самоходных артиллерийских установок, бронетехники, специальных автомобилей, подвижных (мобильных) электростанций и др. техносистем.

Главное достоинство предложенной новой системы охлаждения ствола заключается в том, что она позволит вести стрельбу практически без каких-либо перерывов для его охлаждения.

Применение данного изобретения значительно повысит ресурс, боевую эффективность, надежность, безопасность, живучесть и экономичность перспективной и современной отечественной ствольной артиллерии.

Источники информации

1. Клочков А.С., Корольков Н.Н., Музыченко В.Я. и др. Основания устройства и конструкция орудий и боеприпасов наземной артиллерии. (Учебник). М.: Воениздат, 1976. 459 с.

2. Орлов Б.В., Ларман Э.К., Маликов В.Г. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий. М.: Машиностроение, 1976. 432 с.

3. Алтунин В.А., Мовда В.А. Пути развития жидкостной и газовой артиллерии // Сб. научно-техн. статей за 2008 г. «Совершенствование боевого применения и разработок артиллерийского вооружения и военной техники, социально-педагогических аспектов подготовки военных специалистов». Казань: Изд-во КВВКУ, 2009. С.75-77.

4. Алтунин В.А., Монда В.А. Анализ и классификация способов и конструктивных схем охлаждения ствольной артиллерии // Сб. матер. докл. 21-й Всеросс. межвуз. научно-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». Секция №2: «Разработка, испытание, эксплуатация и ремонт вооружения и военной техники». Казань:Изд-во «Отечество», 2009. Ч.1. С.99-102.

5. Алтунин В.А., Монда В.А. Основные направления создания систем контроля за тепловыми процессами при стрельбе ствольной артиллерии // Сб. матер. докл. 21-й Всеросс. межвуз. научно-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». Секция №4: «Проблемы диагностики современных техносистем». Казань: Изд-во «Отечество», 2009. Ч.1. С.321-322.

6. Алтунин В.А., Монда В.А. Разработка методики расчета съемных рубашек наружного воздушного охлаждения артиллерийских стволов // Сб. матер. докл. 21-й Всеросс. межвуз. научно-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». Секция №2: «Разработка, испытание, эксплуатация и ремонт вооружения и военной техники». Казань: Изд-во «Отечество», 2009. Ч.1. С.103-104.

7. Алтунин В.А., Монда В.А. Разработка способов утилизации тепловой и механической энергии при стрельбе ствольной артиллерии наземного, воздушного и космического базирования // Сб. матер. докл. 21-й Всеросс. межвуз. научно-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». Секция №6: «Внутрикамерные процессы в наземных и аэрокосмических энергоустановках многоразового использования». Казань: Изд-во «Отечество», 2009. Ч.1, С.38-40.

8. Алтунин В.А. Исследование особенностей теплоотдачи к углеводородным горючим и охладителям в энергетических установках многоразового использования. Книга первая. Казань: Изд-во «Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина», 2005. 272 с.

9. Алтунин В.А. Методика расчета увеличения коэффициента теплоотдачи к жидким углеводородным горючим и охладителям в аэрокосмических и космических энергоустановках многоразового использования // Матер. 41 Научных Чтений памяти К.Э.Циолковского «Идеи К.Э.Циолковского и проблемы космонавтики». Секция №2: «Проблемы ракетной и космической техники». РАН. ИИЕТ РАН. РАКЦ. Калуга: Изд-во «Эйдос», 2006. С.74-75.

Изобретение относится к области ствольной артиллерии. Артиллерийский ствол с универсальным наружным охлаждением утилизирует механическую энергию отдачи ствола при стрельбе, приводя в движение устройство, состоящее из гофрированных воздушного и гидравлического цилиндров и пружин, что обеспечивает выдавливание и вынужденную конвекцию жидкого охладителя из левой станины в съемную рубашку вынужденного жидкостного охлаждения ствола со стороны дульного среза с дальнейшим сливом в исходный гофрированный объем в левой станине. Устройство производит закачку воздуха в баллон в левой станине с дальнейшим его распределением для продувки ствола после каждого выстрела и для продувки съемной рубашки вынужденного жидкостного охлаждения после завершения боевых или учебных стрельб. Возможно использование и правой станины с размещением в ней таких же объемов для воздуха и жидкости. Повышается надежность, живучесть и боевая эффективность ствольной артиллерии. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Артиллерийский ствол с универсальным наружным охлаждением, состоящим из кожуха, резервуара, электродвигателя, электронасоса, радиатора, вентилятора, шланга, соединительных патрубков, источника электропитания, отличающийся тем, что вынужденное жидкостное охлаждение ствола обеспечивается утилизацией механической энергии отдачи ствола при выстреле.

2. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что утилизация механической энергии отдачи ствола при выстреле осуществляется устройством создания воздушного и гидравлического давления, закрепленным на неподвижной части орудия, и рычагом, закрепленным на подвижной части ствола.

3. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого охладителя для вынужденного жидкостного охлаждения используется жидкое углеводородное горючее, например дизельное топливо.

4. Артиллерийский ствол по п.1 или 3, отличающийся тем, что в рубашке вынужденного жидкостного охлаждения ствола создается и поддерживается зона критических давлений.

5. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что утилизация механической энергии ствола при выстреле также используется для накопления сжатого воздуха с дальнейшим его распределением: для продувки канала ствола после выстрела; для продувки и удаления жидкого охладителя из системы вынужденного жидкостного охлаждения после окончания учебных или боевых стрельб.

6. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что жидкостная рубашка вынужденного жидкостного охлаждения является съемной, секторного типа, конструктивно имеет наружное круглое поперечное оребрение и является гибридной с возможностью естественного наружного и вынужденного жидкостного охлаждения.

7. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что при отсутствии жидкого охладителя или в аварийных ситуациях, например при выходе из строя гидравлической системы вынужденного жидкостного охлаждения, вместо жидкого охладителя в каналах жидкостной рубашки охлаждения ствола возможно использование вынужденной конвекции сжатого воздуха.

8. Артиллерийский ствол по п.1 или 5, отличающийся тем, что гофрированная емкость для жидкого охладителя и баллон для сжатого воздуха расположены или в левой, или в правой, или в обеих станинах артиллерийского орудия.

9. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что подача жидкого охладителя осуществляется из гофрированной емкости левой или правой станины.

10. Артиллерийский ствол по п.5 или 7, отличающийся тем, что подача сжатого воздуха осуществляется из баллона левой или правой станины, а в экстренных ситуациях при использовании сжатого воздуха в каналах рубашки охлаждения вместо жидкого охладителя - сразу из двух баллонов обеих станин.

11. Артиллерийский ствол по п.1, отличающийся тем, что жидкий охладитель после прохождения рубашки охлаждения возвращается в гофрированную емкость левой или правой станины.

12. Артиллерийский ствол по п.5, отличающийся тем, что сжатый воздух после прохождения каналов рубашки охлаждения направляется для сброса в атмосферу.

13. Артиллерийский ствол по п.6, отличающийся тем, что все сектора гибридной съемной рубашки охлаждения перед началом учебной или боевой стрельбы должны без воздушных зазоров плотно и прочно закрепляться на стволе с герметичным присоединением всех гидравлических и пневматических подводящих и отводящих каналов и трубок.

14. Артиллерийский ствол по п.7, отличающийся тем, что при использовании в качестве охладителя сжатого воздуха в обязательном порядке должна производиться предварительная перенастройка системы охлаждения с переустановкой жидкостных подводящих и отводящих каналов и трубок.