ДУЛЬНЫЙ ТОРМОЗ Российский патент 2022 года по МПК F41F1/08 

Изобретение относится к области стрелково-пушечного вооружения и может быть использовано для снижения силы отдачи пороховых газов при выстреле и снижения их негативного воздействия на боевой расчет в периоде последействия.

Существуют конструкции наствольных газодинамических устройств, обеспечивающие рассеяние части потока пороховых газов через каналы различной формы в их корпусах при прохождении снаряда и вслед за ним.

Известна конструкция наствольного газодинамического устройства [1], содержащая (фиг.1) ствол 1, корпус 2, размещенный соосно со стволом и скрепленный с ним устройствами фиксации положения 3 и 4 для исключения его осевое перемещение относительно ствола. Ствол 1 (фиг.2) содержит продольные вырезы в верхней и нижней четвертях нормального сечения на всю длину перекрытия корпусом 2. Корпус 2 (фиг.3) содержит цилиндрический кольцевой участок А, конический участок В и цилиндрический участок С, ограниченные вертикально расположенными стенками f, переднюю стенку корпуса Е. Центральная часть стенок f на всю длину корпуса 2 выполнена по радиусу, равному радиусу наружной поверхности ствола 1 на участке сопряжения с корпусом 2. В передней части стенок f выполнены окна g. На участке С корпуса 2 (фиг.3) в передней части выполнены приливы D с окнами h. Для обеспечения жесткости приливы подкреплены продольными ребрами K.

Устройство обеспечивает увеличение значений тянущей силы дульного тормоза и импульса тянущей силы. Положительным свойством конструкции является сохранение условий ведения снаряда в его полости, являющейся частью ствола.

Основными недостатками такой конструкции являются:

- наличие двух тел с профилированными каналами течения пороховых газов, что усложняет их сборку в единую конструкцию и обслуживание в процессе эксплуатации;

- ограниченность времени функционирования пороховых газов в полости надульного газодинамического устройства вследствие принятой схемы их взаимодействия с приливами корпуса 2 (фиг.4), организующими встречное движение газов при истечении в атмосферу, что исчерпывает ресурсы увеличения импульса тянущей силы конструкции.

Целью заявляемого изобретения является упрощение конструкции и увеличение импульса тянущего силы конструкции.

Эта цель достигается следующими изменениями конструкции прототипа.

1. Внутренний диаметр m на участке А и минимальный внутренний диаметр на участках В и С корпуса 2 выполнен (фиг.5) равным калибру ствола d, что исключает необходимость использования в конструкции дульной части ствола прототипа.

2. Корпус повернут вокруг продольной оси на 90 градусов (фиг.5). Такое положение корпуса 2 на участке С предотвращает непосредственное истечение газов в горизонтальных направлениях, являясь инструментом увеличения времени их нахождения в полости тормоза. В горизонтально расположенных стенках f (фиг.5) выполнены окна g, с геометрическими размерами прототипа.

3. На верхней и нижней наружных поверхностях стенок f (фиг.6) от переднего торца длиной l равной 2.6d и шириной и равной 2.9d выполнены Т-образные приливы t со скругленными краями. Это обеспечивает огибающее верхние и нижние грани корпуса 2 на участке С течение газов в плоскости, нормальной к продольной оси корпуса, их встречное движение при истечении в атмосферу, и, как следствие, увеличение времени функционирования газов в полости конструкции (фиг.7). Расстояние х между плоскими горизонтальными гранями приливов равно 1.64d, радиус г скругления равен 0.7d. Высота s образованных приливами окон равна 0.94d.

4. На торцевых гранях приливов t (фиг.8) выполнена передняя стенка у, нормальная к продольной оси тормоза. Задняя стенка z приливов выполнена из двух вертикальных граней, зеркально отраженных относительно продольной вертикальной плоскости корпуса 2. Угол отклонения граней задней стенки от центральной вертикальной плоскости а равен 70 градусов. В передней стенке у выполнено снарядное окно j.

5. Радиальная часть стенок f вместе с опорой Т-образных приливов t удалена от передней стенки на расстояние w (фиг.9), равное 0.4d.

Работа устройства.

При прохождении задней конусной части снаряда начала участка В образуется зазор между корпусом снаряда и внутренней поверхностью переходной области корпуса 2 тормоза, в который поступают на высокой скорости пороховые газы, опережая движение снаряда (фиг.10). При этом в области дульного среза ствола формируется зона глубокого разряжения пороховых газов. Далее газы воздействуют на переднюю стенку у корпуса 2, выходят через окна g и h. Боковые части стенок f совместно с приливами t формирует дополнительное сопротивление движению газов, увеличивая время их функционирования в полости тормоза. Встречное движение газов при выходе из окон g и окон h корпуса 2 обеспечивает формирование зоны высокого статического давления (фиг.11) у передней стенки у и снижение энергии дульной ударной волны. Сформированная таким образом структура поля давления газов обеспечивает поддержание стабильного тянущего усилия в сторону выстрела за счет перепада давления газов на переднюю стенку у корпуса 2 и конусную часть В (фиг.11). Высокая скорость истечения газов формирует в дульной области структуру течения среды, при которой вынос основной энергии газов осуществляется не в сторону расположения орудийного расчета. Изначальная деформация формы потока газов и геометрические характеристики каналов течения обеспечивают поддержание структуры потока с разрушенным центральным ядром при движении снаряда в полости устройства и в периоде последействия.

Оценкой возможностей заявленной конструкции [2, 3] по сравнению с конструкцией прототипа [1] для внутрибаллистического процесса, аналогичного орудию 2А65 и снаряда ОФ425 на периоде исследования Т=0.003 с, определено превышение импульса тянущей силы более чем в 3 раза.

Геометрические характеристики модели изобретения находятся в границах геометрических характеристик прототипа.

По результатам моделирования процесса выстрела можно заключить, что заявленные цели реализуются в предлагаемой конструкции дульного тормоза (фиг.12).

Источники.

1. Наствольное газодинамическое устройство // Патент РФ на изобретение №2705369, 2019. бюл. №31. Дьячков Ю.А., Краснов М.Н., Камшин С.В. и др.

2. Черчиньяни К. Теория и приложения уравнения Больцмана. М: Мир, 1978. - 496 с.

3. Кривовичев Г.В. О расчете течений вязкой жидкости методом решеточных уравнений Больцмана. Компьютерные исследования и моделирование, 2013 т.5 №2 с. 165-178.

Дульный тормоз содержит корпус с кольцевым участком, коническим и цилиндрическим участками, ограниченными стенками, окнами в передней части стенок, переднюю стенку корпуса, приливы в передней части корпуса с вертикальными окнами в приливах. Внутренний диаметр кольцевого участка и минимальный внутренний диаметр на коническом и цилиндрическом участках корпуса выполнены равными калибру ствола, корпус повернут вокруг продольной оси на 90 градусов с горизонтальным расположением стенок. Симметричные относительно центральной горизонтальной плоскости приливы выполнены в нормальном сечении в Т-образной форме. Между приливами образуются окна высотой, симметрично расположенные относительно центральной вертикальной плоскости. Задняя стенка приливов выполнена из двух соединенных между собой вертикальных граней, зеркально отраженных относительно продольной вертикальной плоскости корпуса. Угол отклонения граней задней стенки от центральной вертикальной плоскости равен 70 градусов. Технический результат - упрощение конструкции и увеличение импульса тянущей силы конструкции. 12 ил.

Дульный тормоз, содержащий корпус с кольцевым участком, коническим и цилиндрическим участками, ограниченными стенками, окнами в передней части стенок, переднюю стенку корпуса, приливы в передней части корпуса с вертикальными окнами в приливах, отличающийся тем, что внутренний диаметр кольцевого участка и минимальный внутренний диаметр на коническом и цилиндрическом участках корпуса выполнены равными калибру ствола d, корпус повернут вокруг продольной оси на 90 градусов с горизонтальным расположением стенок, симметричные относительно центральной горизонтальной плоскости приливы выполнены в нормальном сечении в Т-образной форме с расстоянием между ними 1.64d, длиной 2.6d и шириной 2.9d со скругленными по радиусу 0.7d продольными краями так, что между ними образуются окна высотой 0.94d, симметрично расположенные относительно центральной вертикальной плоскости, задняя стенка приливов выполнена из двух соединенных между собой вертикальных граней, зеркально отраженных относительно продольной вертикальной плоскости корпуса, угол отклонения граней задней стенки от центральной вертикальной плоскости равен 70 градусов, радиальная часть стенок вместе с опорой Т-образных приливов удалена от передней стенки на расстояние 0.4d.