СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К СТРЕЛЬБЕ САМОХОДНОГО АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ Российский патент 2020 года по МПК F41A13/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области вооружения и может использоваться для баллистической подготовки стрельбы самоходных артиллерийских орудий (САО) на максимальных зарядах в условиях низких температур.

Термины и определения

Ведение огня - производство выстрелов из одного или нескольких орудий, минометов, боевых машин) при выполнении огневой задачи [1].

Нормальные (табличные) метеорологические условия стрельбы: атмосфера неподвижна (скорость ветра на всех высотах равна нулю); барометрическое давление в точке стояния и на горизонте орудия равно 750 мм. рт. ст.; влажность воздуха 50%; температура воздуха в точке стояния и на горизонте орудия равна 15°С [5].

Эффективность стрельбы - степень соответствия результатов стрельбы поставленной огневой задаче. Показателями могут быть: вероятность поражения целей (числа попаданий в цель), расход боеприпасов и времени на выполнение задачи и др. [2].

Уровень техники

Для ведения огня на максимальных (полных) зарядах, в условиях низких температур, необходимо произвести нескольких «прогревочных» [3] выстрелов (на уменьшенных зарядах), что обусловлено двумя основными факторами - условиями эксплуатации САО и эффективностью стрельбы.

К первому фактору относится требование технической документации о необходимости в зимних условиях, при температуре воздуха ниже минус 20°С, первый выстрел производить на уменьшенном заряде для прогрева ствола и жидкости в противооткатных устройствах [6]. Необходимость «прогревочного» выстрела для прогрева противооткатных устройств объясняется вязкостно-температурными свойствами применяемых гидравлических жидкостей. С понижением температуры вязкость гидравлических жидкостей возрастает. Применяемая в противооткатных устройствах самоходной гаубицы 2С19 жидкость ПОЖ-70 характеризуется следующими показателями [8]: кинематическая вязкость при температуре 50°С - 2,4 сСт, а при температуре минус 50-750 сСт.

К фактору эффективности стрельбы относится зависимость баллистических характеристик от условий производства выстрела, а в частности, температуры ствола орудия. Практика стрельбы показывает, что первый выстрел из «непрогретого» орудия может быть недолетным на 200…400 м, а иногда и больше, в зависимости от конкретных условий стрельбы (данный факт отражен в таблицах стрельбы для многих орудий, например, в [7])

Данные факторы при коротких огневых налетах снижают эффект внезапности и влекут за собой обнаружение позиций стреляющих орудий средствами разведки противника.

На настоящий момент известен способ автоматизированной баллистической подготовки стрельбы артиллерийских орудий [патент RU 2282812 С1 от 27.08.2006 г. МПК F41G 3/12, F41G 31/00 - Способ автоматизированной баллистической подготовки стрельбы артиллерийских орудий], включающий введение поправки на изменение температуры метательного заряда в начальную скорость снаряда, отличающийся тем, что для учета изменения температуры метательного заряда перед стрельбой и сокращения времени на баллистическую подготовку стрельбы устанавливают датчик температуры в метательный заряд, считывают сигнал с датчика температуры и учитывают его значение при введении поправки в начальную скорость снаряда.

Известен способ подготовки в автоматизированном режиме стрельбы из артиллерийского орудия [патент RU 2351874 С1 от 10.04.2009 г. МПК F41G 3/12 - Способ подготовки в автоматизированном режиме стрельбы из артиллерийского орудия], включающий расчет начальной скорости снаряда с учетом поправки на разогрев ствола при стрельбе, при этом разогрев ствола орудия при стрельбе определяют перед каждым выстрелом, посредством установленных по всей длине ствола орудия датчиков температуры путем считывания с них сигналов, которые учитывают при введении поправки в начальную скорость снаряда.

Приведенные способы подготовки к стрельбе направлены на исключение одного из последствий стрельбы без «прогревочных» выстрелов, путем вычисления баллистических коэффициентов, зависящих от температуры ствола орудия и метательного заряда. Они не исключают технического ограничения, связанного с влияем низкой температуры окружающей среды на исправность противооткатных устройств (гидравлического типа). Таким образом, общим недостатком способов является то, что они не исключают необходимость производства «прогревочных» выстрелов, при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур, тем самым снижая эффективность стрельбы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа является способ повышения точности стрельбы танковой пушки и танковая пушка [патент RU 2269736 С1 от 10.02.2006 г. МПК F41G 3/12 - Способ повышения точности стрельбы танковой пушки и танковая пушка], заключающийся в сохранении геометрии ее ствола от воздействия внешних факторов и сохранении положения оси ствола относительно линии прицеливания, отличающийся тем, что увеличивают точность позиционирования ствола путем установки его в направляющие с увеличенной опорной базой, при выстреле, во время движения снаряда по стволу, уменьшают сопротивление откату до минимально возможной величины, обеспечивая симметричность сил сопротивления откату относительно продольной оси ствола, а после покидания снарядом канала ствола увеличивают сопротивление откату, причем точность позиционирования восстанавливают во время наката, при этом внутренние стенки канала ствола покрывают износостойким при высоких температурах теплоотражающим слоем, а ствол укрывают теплозащитным кожухом для предохранения от воздействия окружающей среды.

Танковая пушка, содержащая ствол с казенной частью, расположенный в передней и задней направляющих опорах люльки и соединенный с ней противооткатными устройствами, отличающаяся тем, что она снабжена горловиной, закрепленной на передней части люльки, при этом передняя направляющая опора размещена в горловине люльки и выполнена из основного и вспомогательного колец, расположенных последовательно друг за другом по оси канала ствола, причем диаметр основного опорного кольца, расположенного ближе к дульному срезу, меньше диаметра вспомогательного опорного кольца, а на стволе выполнена цилиндрическая опорная поверхность и сопряженная с ней конусная поверхность, обращенная вершиной к дульному срезу, при этом цилиндрическая опорная поверхность расположена с возможностью взаимодействия с основным опорным кольцом, а ее рабочая длина перед основным опорным кольцом соответствует длине отката L ствола до вылета снаряда, внутренняя поверхность ствола покрыта износостойким при высоких температурах теплоотражающим слоем, а наружная поверхность его - теплозащитным кожухом. Износостойкий теплоотражающий слой выполнен толщиной 0,15…0,30 мм в виде полированного хромового покрытия. Внутренняя поверхность покрыта износостойким слоем на 0,2…0,4 длины ствола со стороны казенной части.

Недостатком прототипа является то, что он не исключает необходимость производства «прогревочных» выстрелов, при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур, тем самым снижая эффективность стрельбы.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является исключение необходимости производства «прогревочных» выстрелов САО при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур.

Техническим результатом применения предложенного способа является повышение эффективности стрельбы САО при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур за счет нагрева и поддержания постоянной «табличной» температуры (15°С) ствола и противооткатных устройств орудия.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе повышения точности стрельбы танковой пушки и танковая пушка, заключающийся в том, что ствол укрывают теплозащитным кожухом новым является то что, навивают греющий кабель на ствол и на противооткатные устройства, укрывают дульный тормоз и противооткатные устройства теплозащитным кожухом, подключают греющий кабель к источнику электропитания, нагревают ствол и противооткатные устройства до 15°С, поддерживают постоянную температуру в обогреваемых элементах, снимают теплозащитный кожух с дульного тормоза перед производством выстрела, снимают теплоизоляционные экраны со ствола и противооткатных устройств при необходимости производства последующих выстрелов.

Причем теплозащитный кожух изготавливается быстросъемным для каждого укрываемого элемента.

Осуществление изобретения

Заявленное изобретение поясняется фиг. 1, где изображена схема способа подготовки к стрельбе самоходного артиллерийского орудия.

Для реализации способа, в качестве греющего кабеля могут быть применены средне температурные (рабочая температура до 250°С) саморегулирующие кабели марок FSP и FSS, которые в автоматическом режиме поддерживают заданный уровень температуры или высокотемпературные (рабочая температура до 1000°С) резистивные кабели марок ВНО и ВНС [10].

В качестве теплозащитного кожуха может использоваться радиорассеивающий маскировочный комплект «Накидка» [12], изготавливаемый быстросъемным для каждого обогреваемого элемента и дополнительно оснащаемый теплоотражающим и теплоизолирующий слоями.

В качестве источника электропитания может служить базовое шасси или штатный автономный агрегат, например, как на 152-мм самоходной гаубице 2С19 агрегат питания АП-18Д мощностью до 16 кВт/ч [9].

Учитывая, что в бортовой сети САО постоянное напряжение 27 В (АП-18Д вырабатывает постоянный ток напряжением 26,5-28,5 В мощностью 16-18 кВт), а греющий кабель должен запитываться переменным током с напряжением 220 В и частотой 50 Гц то его необходимо подключать через преобразователь (инвертор) электрического тока системы DC/AC-24/220B с соответствующими характеристиками, например, через МАП SIN "Энергия" Pro 24В (максимальная/пиковая мощность - 6/9 кВт) [13].

Оценка эффективности предлагаемого способа

Расчет параметров греющего кабеля выполнен по методике, описанной в учебно-методическом пособии [4]. Исходными данными для проведения расчета являются: ствол 152 мм гаубицы (2А64) самоходной гаубицы 2С19, который характеризуется следующими данными: форма нагреваемого тела (ствол-моноблок) - полый цилиндр с переменной толщиной стенки (20-60 мм), частично расположенный внутри полого цилиндра (люльки); длина тела - 7130 мм (за вычетом дульного тормоза, казенника и элементов размещающихся в башне орудия); материал нагреваемого тела - сталь с содержанием углерода 0,4-05%; масса нагреваемого тела - 2200 кг (за вычетом не нагреваемых элементов, масса ствола 2670 кг); температура окружающей среды - минус 30°С; нагрев тела до 15°С; источник тока для расчета принят напряжением 220 В, частотой 50 Гц; время нагрева 10 ч (время совершения марша).

Результаты расчетов: потери тепла с наружной стороны заготовки при применении эффективной теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0,28 Вт/К*м составят 1,83 кВт; требуемая мощность нагревательного кабеля 120 Вт/м; суммарная потребность 5,6 кВт; длина греющего провода 42 м; материал - сплав на основе меди или нихрома; масса греющего кабеля, распределенного по стволу 25 кг; среднее расстояние между витками 10-15 см (изменяется в зависимости от толщины прогреваемого металла); количество витков 67. Дульный тормоз нагревается непосредственно от ствола.

Произведенный расчет подтверждает возможность нагрева и поддержание заданной температуры ствола, дульного тормоза и противооткатных устройств самоходной гаубицы 2С19 в заданном температурном режиме греющим кабелем запитанным от базового шасси или штатного автономного агрегата питания через преобразователь электрического тока системы DC/AC-24/220B.

В случае высокой интенсивности ведения огня, греющий кабель ввиду высоких теплопроводных характеристик, не будет препятствовать остыванию ствола САО.

Оценить эффективность стрельбы при внедрении предлагаемого способа можно на примере сравнения двух решений нижеприведенной огневой задачи. При условии стрельбы с прогретым стволом орудия (t_ствола=15°С) и стрельбы с не прогретым стволом орудия (t_ствола=-30°С).

Исходные данные: батарея (6 орудий); цель противотанковое орудие (ПТО); полетное время снаряда 40 с; скорострельность 1 выстрел в 15 секунд;

цель считается уничтоженной, если снаряды падают в районе цели (перелет и недолет отсутствуют); температура воздуха в районе ведения огня минус 30°С, температура ствола орудий батареи равна температуре окружающего воздуха (температура стволов орудий, оборудованных согласно предлагаемого способа, принимается равной 15°С); остальные ошибки, сопровождающие стрельбу, отсутствуют, разнобой орудий в батарее отсутствует; недолет снаряда из-за действия эффекта 1-го «прогревного» выстрела равен 400 м. Поражение цели осуществляется в соответствии с ПС и УО-2011 [11].

Решение А (при непрогретом стволе орудий):

Командир батареи уяснил огневую задачу и решил уничтожить ПТО огнем батареи. Установки для стрельбы определить способом пристрелки с дальномером.

На исчисленных установках основным орудием производится одиночный выстрел. Получен недолет 700 м.

Вводится корректура 700 м и основным орудием производится выстрел. Получен перелет 400 м (ствол уже прогрет).

Вводится корректура - 400 м наблюдается разрыв снаряда в районе цели.

На пристрелянных установках батарее назначается 2 снаряда беглый огонь. На первом залпе наблюдается 1 разрыв в районе цели (основное прогретое орудие) 5 разрывов с недолетом 400 м.

Следующая серия беглого огня все 6 разрывов в районе цели.

Итого на выполнение огневой задачи расход составил 15 снарядов из них в районе цели 7 снарядов.

Время на выполнение огневой задачи полетное время плюс время на принятие решения 40 с + 10 с + 40 с + 10 с + 40 с + 10 с + 10 с + 15 с = 175 с.

Решение Б (при прогретом стволе орудия):

На исчисленных установках основным орудием производится одиночный выстрел. Получен недолет 300 м.

Вводится корректура - 300 м, наблюдается разрыв снаряда в районе цели.

На пристрелянных установках батарее назначается 2 снаряда беглый огонь. Все 12 разрывов наблюдаются в районе цели.

Итого на выполнение огневой задачи расход боеприпасов составил 13 снарядов из них 12 снарядов разорвались в районе цели.

Время на выполнение огневой задачи 40 с + 10 с + 15 с = 70 с.

Расчетные данные эффективности стрельбы при применении заявленного способа приведены в таблице 1.

Таким образом, в условиях данного примера, время на выполнение огневой задачи батареей САО с прогретыми стволами сократится в 2,5 раза, при этом количество снарядов, разорвавшихся в районе цели увеличится в 1,7 раз, а общий расход боеприпасов снизится примерно в 0,9 раз (на 13%).

Реализация предлагаемого способа, позволит повысить эффективность стрельбы САО при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур - в 2,5 раза. Прирост эффективности происходит за счет сокращения времени выполнения огневой задачи.

Косвенными следствиями будут: снижение расхода боеприпасов и повышение скрытности САО.

Литература

1. Алексеева A.M. Словарь ракетных и артиллерийских терминов, - М.: Воениздат, 1989. - 256 с., стр. 40.

2. Алексеева A.M. Словарь ракетных и артиллерийских терминов, - М.: Воениздат, 1989. - 256 с., стр. 64.

3. Снитко К.К. Артиллерийские пороха и заряды, - М.: Издательство оборонной промышленности, 1950. - 195 с., стр. 134.

4. Лысов В.П. Проектирование технологии термообработки бетона с использованием методов контактного электрообогрева / Минеев Р.А., Пикус Д.М. и [д.р.] - Минск: Белорусский государственный технический университет, 2004. - 59 с.

5. 3 ЦНИИ МО РФ. Таблицы стрельбы для равнинных и горных условий 152-мм гаубицы 2А65 и 152-мм самоходной гаубицы 2С19. ТС РГ №187. Часть 2, - М.: Издательство Вооружение. Политика. Конверсия, 2005. - 437 с., стр. 410-419.

6. 3 ЦНИИ МО РФ. Таблицы стрельбы для равнинных и горных условий 152-мм гаубицы 2А65 и 152-мм самоходной гаубицы 2С19. ТС РГ №187. Часть 2, - М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 2005. - 437 с., стр. 420.

7. 3 ЦНИИ МО РФ. Таблицы стрельбы для равнинных и горных условий 122-мм. Самоходной гаубицы 2С1, - М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 2000. - 477 с., стр. 6.

8. Жидкость противооткатная ПОЖ-70. ТУ 6-01-5757583-8-79, - М.: Издательство стандартов, 1979. - 50 с.

9. Изделие 2С19. Техническое описание и инструкция по эксплуатации для расчета. 2С19 ТО, - Уфа: Госкомиздат, 1990. - 365 с., стр. 53-56.

10. Каталог нагревательные кабели, - М.: ООО Специальные системы и технологии, 2017. - 80 с., стр. 50-53.

11. Правила стрельбы и управления огнем артиллерии (ПС и УО - 2011). Часть 1 (дивизион, батарея, взвод, орудие), - М.: Военное издательство, 2011. - 350 с.

12. Радиорассеивающий маскировочный комплект «Накидка» [Электронный ресурс] / НИИ «Стали» http://www.niistali.ru/products/military/camouflaging/nakidka/

13. МАП «Энергия» SIN. Паспорт. Инструкция по работе и техническое описание многофункциональных автономных преобразователей 1,0-12 кВт [электронный ресурс] / http://www.invertor.ru

Способ подготовки к стрельбе самоходного артиллерийского орудия, при котором навивают греющий кабель на ствол и на противооткатные устройства, укрывают дульный тормоз и противооткатные устройства теплозащитным кожухом, подключают греющий кабель к источнику электропитания, нагревают ствол и противооткатные устройства до 15°С, поддерживают постоянную температуру в обогреваемых элементах. Теплозащитный кожух с дульного тормоза снимают перед производством выстрела. При необходимости производства последующих выстрелов снимают теплоизоляционные экраны со ствола и противооткатных устройств. Теплозащитный кожух изготавливается быстросъемным для каждого укрываемого элемента. Технический результат - повышение эффективности стрельбы САО при ведении огня на максимальных зарядах в условиях низких температур. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подготовки к стрельбе самоходного артиллерийского орудия, заключающийся в том, что укрывают ствол теплозащитным кожухом, отличающийся тем, что навивают греющий кабель на ствол и на противооткатные устройства, укрывают дульный тормоз и противооткатные устройства теплозащитным кожухом, подключают греющий кабель к источнику электропитания, нагревают ствол и противооткатные устройства до 15°С, поддерживают постоянную температуру в обогреваемых элементах, снимают теплозащитный кожух с дульного тормоза перед производством выстрела, снимают теплоизоляционный кожух со ствола и противооткатных устройств при необходимости производства последующих выстрелов.

2. Способ подготовки к стрельбе самоходного артиллерийского орудия по п. 1, отличающийся тем, что теплозащитный кожух для каждого укрываемого элемента изготавливают быстросъемным.