ДАЛЬНОБОЙНОЕ ОРУДИЕ Российский патент 2014 года по МПК F41A1/02 F41F1/00 

Область техники

Изобретение относится к артиллерии, а именно к дальнобойным ствольным артиллерийским орудиям.

Уровень техники

Известно устройство сообщения дульной скорости снаряду, основанное на применении порохового заряда, расположенного в однокамерной гильзе, когда в результате воспламенения порохового заряда в камере неподвижной гильзы энергия пороха передается артиллерийскому снаряду, сообщая снаряду поступательное движение в канале ствола [Русяк И.Г. Внутрикамерные гетерогенные процессы в ствольных системах / И.Г.Русяк, М.М.Ушаков. - Екатеринбург: Изд-во УроРАН, 2001. - 259 с.].

Однако данное устройство имеет существенный недостаток, ограничивающий максимальную дульную скорость снаряда, имеющего нулевую скорость перед выстрелом. Это ограничение связано с невозможностью сообщения большой поступательной скорости снаряда, связанной с ограничениями на собственный вес молекул порохового газа, которые также разгоняются во время выстрела, и скоростью теплового расширения пороховых газов.

Известны способ и устройство увеличения дульной скорости снаряда, основанные на использовании многоступенчатого выстрела с использованием многокамерной гильзы, состоящей из нескольких стаканов (Староверов Н.Е. Дальнобойное орудие Староверова. Патент РФ на изобретение RU 2391617, МПК F41A 1/02, опубл. 10.06.10 г.), отличительными особенностями которых является наличие неподвижной первой камеры гильзы с неподвижным пороховым зарядом, находящимся в ней, соединенной со снарядом через вторую камеру гильзы, разгон второй камеры гильзы с помещенным во второй камере зарядом до скорости V₀ и последующим воспламенением порохового заряда, находящегося во второй камере гильзы, и увеличение дульной скорости снаряда до скорости 2V₀.

Особенностью прототипа является то, что один или несколько участков ствола выполнены с байпасами, а боеприпасы снабжены дополнительными зарядами взрывчатого вещества, размещенными в отдельных поршнях, выполненных в виде стаканов.

Однако при воспламенении порохового заряда во второй камере гильзы (стакане) выстрела вторая камера гильзы начинает двигаться в сторону казенной части ствола, создавая большие ударные газодинамические волны в заснарядном пространстве между днищем второй камеры гильзы и казенной частью ствола.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в устранении газодинамических ударных волн.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как дальнобойное орудие, содержащее ствол с казенной частью и боеприпасы с зарядами взрывчатых веществ, выполненными в виде последовательно расположенных по длине ствола двух или более отдельных камер, и отличительных существенных признаков, таких как камеры соединены со снарядом друг через друга посредством шейки гильзы, при этом в канале ствола выполнены отверстия на расстоянии от начала канала ствола, меньшем, чем суммарная длина первой и второй камер, но большем длины первой камеры.

Согласно пункту 2 формулы изобретения камеры между собой соединены посредством шейки гильзы и перегородки, являющейся дном второй камеры.

Технический результат, достигаемый вышеперечисленной совокупностью существенных признаков, состоит в устранении ударных газодинамических волн во время выстрела с использованием многокамерной гильзы и выполнении отверстий в цилиндре ствола.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где представлена схема устройства двухкамерной гильзы, размещенной в стволе откатного артиллерийского орудия. На фиг.1 показано первоначальное положение камер и снаряда; на фиг.2 показано положение камер и снаряда после разрыва шейки гильзы в момент выстрела с помощью заряда в камере 5; на фиг.3 показано положение камер и снаряда в момент выстрела после воспламенения заряда в камере 6.

Дальнобойное орудие (фиг.1) содержит ствол 1 с казенной частью 2 и боеприпасы с зарядами взрывчатых веществ 3, 4, выполненными в виде последовательно расположенных по длине ствола 1 двух или более отдельных камер 5, 6. Камеры 5, 6 соединены со снарядом 7 друг через друга посредством шейки гильзы 8, при этом в канале ствола 1 выполнены отверстия 9 на расстоянии от начала 10 канала ствола 1, меньшем, чем суммарная длина первой 5 и второй камер 6, но большем длины первой камеры 5. Камеры между собой соединены посредством шейки гильзы 8 и перегородки 11, являющейся дном второй камеры 6.

Перегородка 11 соединена со стенкой камеры 6 и выполнена монолитно со стенками камеры 6. Перегородка 11 разделяет камеры 5 и 6. Стенки камеры 6 жестко соединены со снарядом 7. В камеру 5 помещен заряд 3, в камеру 6 помещен заряд 4. Отличие - в стволе 1 выполнены отверстия 9 на расстоянии от начала канала ствола, меньшем, чем суммарная длина камеры 5 и камеры 6, но большем длины камеры 5. Позицией 10 указано днище камеры 5.

Устройство работает следующим образом.

В камере 5 воспламеняется заряд 3. После достижения давления форсирования в камере 5 в результате горения заряда 3 происходит отделение перегородки 11 от камеры 5, и перегородка 11 вместе с камерой 6, снарядом 7 и зарядом 4 начинают двигаться как единое целое в стволе 1. В результате сгорания порохового заряда 3 перегородка 11, камера 6, заряд 4 и снаряд 7 приобретают положительную скорость V₀ (фиг.2). После прохождения перегородкой 11 отверстий 9 в стволе 1 воспламеняется заряд 4 в камере 6. После прохождения перегородкой 11 отверстий 9 в стволе 1 открываются отверстия в стволе 9, через эти отверстия пороховой газ выбрасывается в атмосферу. Благодаря выбросу в атмосферу пороховых газов через отверстия 9 давление пороховых газов между днищем камеры 5 и перегородкой 11 падает до атмосферного давления. В результате горения заряда 4 в камере 6 давление пороховых газов в камере 6 достигает давления форсирования. После достижения давления форсирования в камере 6 жесткие крепления, связывающие камеру 6 и снаряд 7, разрушаются, и снаряд 7 начинает двигаться отдельно от камеры 6, разгоняясь за счет горения порохового заряда 4 (фиг.3). При этом перегородка 11, жестко скрепленная со стенками камеры 6, через некоторое время начинает двигаться в сторону, противоположную направлению движения снаряда 7. Когда стенки камеры 6 проходят отверстия 9, отверстия 8 закрываются стенками камеры 6, что препятствует выбросу пороховых газов, возникающих в результате горения заряда 4, через отверстия 9 в атмосферу.

В таблице приведены результаты расчетов, основанные на математическом моделировании внутрибаллистических процессов при использовании описанного устройства для устранения газодинамических ударных волн в заснарядном пространстве и подтверждающие возможность увеличения дульной скорости снаряда до 3000 м/с.

Таблица Наименование технической характеристики Численное значение характеристики Калибр ствола орудия 0,170 м Длина канала ствола 6 м 1 Масса откатных частей пушки 3600 кг Масса выстрела 80 кг Допустимое максимальное давление в канале ствола 250000000 Па Масса снаряда 5 кг Объем камеры 5 0,05 м³ Суммарная масса стенок камеры 6, перегородки 11 и заряда 4 40 кг Масса заряда 3 5 кг Перемещение камеры 6, перегородки 11 и снаряда 7 в стволе 1 до прохождения перегородки 11 мимо отверстий 9 1 м Скорость камеры 6, перегородки 11 и заряда 4 при прохождении перегородки 11 у отверстий 9 1168 м/с Объем камеры 6 0,05 м³ Масса заряда 4 30 кг Масса стенок камеры 6 и перегородки 11 5 кг Дульная скорость снаряда (не менее) 3000 м/с

Изобретение относится к артиллерии. Дальнобойное орудие содержит ствол (1) с казенной частью (2) и боеприпасы с зарядами взрывчатых веществ (3), (4), которые выполнены в виде последовательно расположенных по длине ствола (1) двух или более отдельных камер (5), (6), соединенных со снарядом (7) друг через друга посредством шейки гильзы (8). В канале ствола (1) выполнены отверстия (9) на расстоянии от начала (10) канала ствола (1), меньшем, чем суммарная длина первой (5) и второй камер (6), но большем длины первой камеры (5). Камеры между собой соединены посредством шейки гильзы (8) и перегородки (11), являющейся дном второй камеры (6). Устраняются ударные газодинамические волны во время выстрела. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Дальнобойное орудие, содержащее ствол с казенной частью и боеприпасы с зарядами взрывчатых веществ, выполненными в виде последовательно расположенных по длине ствола двух или более отдельных камер, отличающееся тем, что камеры соединены со снарядом друг через друга посредством шейки гильзы, при этом в канале ствола выполнены отверстия на расстоянии от начала канала ствола, меньшем, чем суммарная длина первой и второй камер, но большем длины первой камеры.

2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что камеры между собой соединены посредством шейки гильзы и перегородки, являющейся дном второй камеры.