ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА ДЛЯ МЕТАНИЯ СНАРЯДОВ Советский патент 1929 года по МПК F41B3/04 

Предметом настоящего изобретения является машина, предназначенная для метания различных тел (артиллерийских снарядов, пуль и т.д.) под действием центробежной силы.

Устройство предлагаемой машины показано на прилагаемых чертежах, где на фиг. 1 изображен частично вид сбоку на машину; на фиг. 2 - поперечный разрез машины в вертикальной плоскости; на фиг. 3 и 4 - устройство ползуна-регулятора; на фиг. 5, 6 и 7 - детали устройства механизма, передающего снаряд с ротора в нарезной канал, а на фиг. 8, 9, 10 и 11 - детали устройства заряжающих приспособлений.

Приводимая в действие соответствующим двигателем, предлагаемая машина в основном состоит (фиг. 2) из статора S, метательного ротора 1, подающего ротора М, клина X, центробежного регулятора С и передающих и стреляющих механизмов.

Двигатель приводит во вращение вал W, на котором насажен ротор 1 (фиг. 1 и 2), прочно соединенный тем или иным способом с валом W или составляющим с ним одно целое.

В роторе 1 устроено: камера 3 для снаряда, попадающего туда из камеры Q подающего ротора М. Камера 3 снабжена заслонкой 4, могущей перемещаться в пазу 5, до отказа его, вверх и обратно, под действием пружины, помещенной в нем. Для уменьшения возникающего от давления, развиваемого центробежной силой, трения о стенки паза, заслонка 4 может быть снабжена роликами или шариками. Со своей стороны, из паза 5 в камеру 3 может быть пропущен болт со скошенной заподлицо паза, навстречу заслонке, головкой, так, чтобы заслонка, входя в паз, могла утопить болт, сжав его пружину, а болт, в свою очередь, надавив на снаряд, мог оттолкнуть его от стенок камеры 3. Камера 3 с заслонкой 4, пазом 5 и не показанным на чертеже болтом для отталкивания снаряда помещаются в головке 6 ползуна-регулятора 2 (фиг. 2, 3 и 4). Ползун 2 может ходить в роторе 1 взад и вперед на величину отверстия 7, почти или совершенно равном длине паза 12 (фиг. 2), и таким образом перемещать снаряд к статору S и отходить от него без снаряда в первоначальное положение.

На ползуне 2 помещается регулятор (фиг. 2, 3 и 4), состоящий из двух тяг 8 (правой и левой), поперечины 9 и груза 10, сочлененных так, что когда ползун 2 идет влево (фиг. 4), то груз 10 идет вправо, потому что правая продольная тяга, будучи соединенной с ползуном 2 помощью оси 0, может только поворачиваться на некоторый угол вокруг этой оси. Груз 10, соединенный с левой продольной тягой 8 помощью оси 0₁, может двигаться вправо и влево по пазу 11 ползуна. Поперечная тяга 9 сидит свободно на валу W. Весь ползун-регулятор со своими частями ходит по пазу 12 и его продолжению ротору 1.

Для передачи снаряда из камеры 3 в нарезной канал 41 (фиг. 1) служит клин X, приводимый в действие через посредство центробежного регулятора С в момент, когда вал приобретает требуемое число оборотов.

Центробежный регулятор С (фиг. 1) приводится во вращение посредством конических шестерен: 14, насаженной на вал W, и 13, насаженной на регулятор С. На регуляторе поставлена зубчатая рейка 15, закрепленная посредством выступов на ней и соответственных пазов в кронштейне 16 так, что рейка 15 вращаться вместе с регулятором С не может, тогда как регулятор своей головкой входит в рейку и может в ней вращаться. Рейка сцеплена с зубчатым колесом 17. соединенным помощью оси наглухо с таким же точно колесом. Ось же сидит в подшипниках, составляющих, одно целое с кронштейном 16. Это второе колесо, на чертеже не показанное, сцепляется с дуговой зубчаткой рейкой 18. Колесо 17, а также колесо, соединенное с рейкой 18, могут только вращаться вместе со своей осью, но продольных движений не имеют, так как ось их сидит в обычных подшипниках.

Когда, под действием центробежных сил, грузы регулятора С начнут расходиться в стороны, и вся головка регулятора начнет перемещаться, то вместе с ней начнет перемещаться и зубчатая рейка 15 по пазам кронштейна 16; колеса 17 с осью начнут вращаться, и одно из них начнет перемещать дуговую рейку 18 в сторону ее конца, имеющего клиновой выступ 19. Клин 19, постепенно входя в коробку 20, начнет давить на костыль 21, своими выступами входящий в пазы коробки и могущий по этим пазам ходить продольно. Коробка 20 соединена со статором S и по отношению к клину 19 и костылю - неподвижна. Костыль 21 входит своей нижней головкой в дуговой паз 22 (фиг. 1 -6) спускового стержня 23 и, таким образом, соединен с ним. Спусковой стержень 23 может вращаться вокруг оси 24, при чем эта ось своими головками 25 входит в пазы 26 своего подшипника, составляющего одно целое со статором S, и может ходить продольно по пазам 26. Спусковой стержень 23 имеет на конце своем винт 27 (фиг. 1), которым можно увеличивать или уменьшать длину стержня 23. На другом конце стержня 23 имеется дуговая коническая зубчатка 28, которая сцепляется с конической шестерней 29, сидящей на оси и имеющей палец 30.

Подкостыльная пружина 31 стремится вытолкнуть костыль 21 из коробки 20 и, следовательно, оттягивает весь спусковой стержень 23 от эксцентрика 32 (фиг. 1 и 2), сидящего на валу W. Следовательно, когда клиновой выступ 19 начнет входить в коробку 20, то он начнет давить на костыль, костыль сожмет пружину 31, коническая дуговая зубчатка 28 начнет скользить по зубцам конической шестерни 29 и весь спусковой стержень приблизится к эксцентрику 32.

Зуб эксцентрика поставлен по отношению к ротору 1 с некоторым „предварением", то есть, когда ротор 1 находится на известном расстоянии от места расположения; клина X, то зуб эксцентрика 32 к этому клину X находится ближе по направлению вращения системы, чем ротор 1. В момент, когда соответствующее число оборотов будет достигнуто и снаряд приобретет достаточную энергию, спусковой стержень войдет в соприкосновение с зубом эксцентрика 32. Зуб ударит по концу стержня и повернет его вокруг оси стержня 24 на некоторый угол; стержень надавит на болт отбрасывателя и (фиг. 1) и сожмет его пружину для того, чтобы силой этой пружины снова занять исходное положение.

Дуговая коническая зубчатка 28 повернется на тот же угол, что и стержень, и повернет шестерню 29 с пальцем 30, который ударит по спуску 33 спусковой пружины 34 (фиг. 1 и 2), которая распрямится и толкнет ползун 35 с рейкой. Ползун с рейкой, будучи сцеплен с зубчаткой 36, повернет на некоторый угол зубчатку 36 с дышлом 37, а так как дышло это соединено посредством оси 38 с клином X, то клин Х выйдет за линию И; при этом зубчатка 36 пошлет вперед ползун 51, приблизив его вплотную к головке 50, удерживающей пружину 47 во взведенном состоянии. Пружина 34 должна быть достаточной силы, чтобы произвести эту работу и удержать клин Х в положении, когда лапки 39 клина упрутся в скосы 40 корпуса S и займут боевое положение. В этот момент к нему подойдет ротор 1 со снарядом. Головка 6 ползуна 2 своим зубом d зайдет в паз клина X и будет двигаться по направлению этого паза. Но так как клин имеет свои выступающие части наклоненными под некоторым „выводящим углом" по отношению к касательной, проведенной к точке касания в первый момент встречи клина Х и ротора 1, то ползун 2 начнет перемещаться справа налево, а так как налицо будут два одновременных движения ползуна по окружности круга и в радиальном направлении, - то головка ползуна опишет некоторую кривую, соответственно очертанию выступающей части У клина Х. Выступающая часть У клина Х имеет прямо- или криволинейный под′ем h-h₁, так что заслонка 4 головни ползуна начнет подниматься при набегании на выступ У и входить в паз 5, сжимая пружину заслонки и давя на вышеупомянутый болт, не показанный на чертеже, и постепенно освобождать снаряд.

Снаряд же, попав в канал Z клина Х, будет совершать такое же криволинейное движение, как и головка ползуна, но, в виду того, что выступ клина имеет под′ем h-h₁ и заслонка 4, набегая на этот под′ем, будет уходить в паз 5, освобождая снаряд, то благодаря этому снаряд окажется отделенным от ротора 1 и по каналу Z клина пойдет в нужном направлении в направляющий канал 41 (фиг. 1 и 2) с нарезами, где он получит вращение вокруг собственной оси. Но перед поступлением на нарезы он надавит на защелку 42 (фиг. 1), которая, повернувшись на некоторый угол, передаст движение рычагу 43; рычаг 43 поднимет вверх рычаг 44, повернув его вокруг оси 45, и другим концом своим, входящим 6 паз 6 спуска 46 (фиг. 1), рычаг 44 надавит на последний, утопит его в гнезде, сдавив пружину 48, и освободит замок 49 возвратной пружины 47. Пружина 47 надавит на стержень с головкой 50 и погонит его перед собой, а так как пружина 47 берется в несколько раз сильнее выбрасывающей для стрельбы клин Х пружины 34, то она, действуя на ползун 51, а ползун 51 - на зубчатку 36, возвратит клин X в исходное положение и сожмет пружину 34 до степени, когда защелка 33 войдет в паз 52 ползуна 35. Ползуны 35 и 51 встанут т свои места. Пушка вновь будет взведена.

Понятно, что пружины можно заменить камерами со сжатым воздухом, а воздух сжимать компрессором, приводимым в движение от вала W. Пружина 47 (фиг. 2 и 7) после работы взводится вручную посредством стержня 50 с головкой. Стержень 50 имеет на конце рейку с зубцами, сцепленную с зубчатым полукругом f, сидящим наглухо на валу р, могущем вращаться в подшипниках p под воздействием на рычаг r человеческой силы. Вместо человеческой силы, для медленного взвода пружины 47 может быть применен сжатый воздух или же шестереночная, цепная, гибкая или иная передача от вала W или непосредственно от двигателя.

Для возможности заряжания машины на ходу необходимо, чтобы головка ползуна все время находилась, до момента встречи с клином Х, в строго определенном положении. Достигается это при помощи ползуна-регулятора 2, выполненного таким образом, что вес одной его части несколько больше веса другой части, снабженной камерой, и веса снаряда.

В момент, когда зуб головки ползуна войдет в паз выступа клина Х, на клин начнет действовать сила, равная разности центробежных сил правой и левой части ползуна. Клин Х, преодолевая эту разность сил, потащит весь ползун влево (фиг. 3), отчего центробежная сила правой части ползуна начнет уменьшаться, вследствие уменьшения радиуса, а левая часть ползуна начнет приобретать силу, вследствие увеличения радиуса. Для того, чтобы оставить давление на клин более или менее постоянным, очевидно, необходимо уменьшить вес левой части ползуна, что и достигается автоматическим перемещением груза 10 слева направо на некоторую часть расстояния 11. Когда же снаряд будет выброшен, то правая часть ползуна пойдет вправо, а груз 10 - влево, вследствие облегчения левой части ползуна, чем, до известной степени, будет компенсирована потеря веса на вес снаряда в левой части ползуна. С момента вылета снаряда из канала с нарезами 41, нужно уменьшить число оборотов вала W до известного, минимума, чем, с одной стороны уменьшится напряжение в ползуне а с другой стороны, не останавливая вовсе двигателя, можно будет приступить к заряжанию ротора 1 на ходу новым снарядом, что даст экономию в энергии.

Заряжание происходит следующим путем. На подшипнике N вала W помещается второй, заряжающий, ротор M, который может вращаться вокруг подшипника N, как вокруг оси (фиг. 2). В состоянии покоя ротора М в камеру Q вводится снаряд и кладется на под′емник (фиг. 8), ячейка 53 которого посажена на тележку 54, снабженную роликами k, для уменьшения трения о стенки, и роликом С, сидящим в пазу d. Внизу тележки имеется ролик i для уменьшения трения о клин 68 (фиг. 9).

Когда число оборотов вала W будет доведено до известного минимума, то, действуя на кожух 56 (фиг. 1) и передвигая его в направлении статора S, сдвигают гибкую передачу 57 с холостых шкивов 58 и 59 на параболические или иного очертания барабаны 60 и 61.

Барабаны 60 приводятся во вращение от шкива 62, сидящего на валу W гибкой передачей на шкив 63, сидящий на одном валу с барабаном 60. Надвигая передачу на барабаны по направлению статора S, можно увеличить число оборотов барабана 61, который сидит на одном валу с шестерней 64. Шестерня же 64 сцеплена с шестерней 65 ротора М через посредство шестерни 66 (фиг. 1).

Вследствие воздействия шестерни 64 на шестерню 65, ротор М придет во вращение и достигнет некоторого числа оборотов h₂, в то время, когда ротор 1 будет иметь некоторое минимальное число n₁, оборотов, при чем n₂ будет меньше n₁. Эта разность скоростей использовывается для заряжания ротора 1 на ходу.

Когда ротор М придет во вращение и начнет приобретать все большую скорость, стремясь достигнуть числа n₂ об./мин., меньшую n₁ числа об./мин. ротора 1, то, под действием центробежной силы, клин 66 (фиг. 9-10) будет давить на пружину 72, которая и сама, под действием центробежной силы, укоротится на некоторую величину. Продвигаясь к краю ротора M, клин 69 начнет поднимать коробку 70 со смыкателем 71 (фиг. 9) и, когда зуб смыкателя с роликами выйдет на достаточную высоту, то зуб 66₁ ротора 1 (фиг. 2), которым последний входит в соприкосновение с ротором M, надавит на зуб 76 смыкателя с силой, равной разности скоростей n₁-n₂ роторов и погонит его по пазам 73. Возвратная пружина 77 начнет сжиматься. Смыкатель 71 своей нижней бородкой 78, входящей в продольные пазы 79 под′емного клина 68, начнет давить на клин 68, вгоняя его под ролик i под′емника и заставит под′емник со снарядом подняться на некоторую высоту, равную высоте клина в данном сечении его. Когда под′емник со снарядом достигнут окна 67 (фиг. 8), то в этот момент камера 3 на ползуне 2 (фиг. 2) займет точное расположение своим входным отверстием против окна 67 и снаряд, под действием центробежной силы, перейдет из под′емника в камеру 3, к стенкам которого и придавится той же центробежной силой. В тот же момент перехода снаряда с одного ротора на другой, ролик 74 смыкателя занимает свое крайнее положение Θ в пазу 73 (фиг 9). Если теперь уменьшать число оборотов ротора М, то ролик 74 пойдет по нижнему пазу 73, т.к. центробежная сила ротора М начнет уменьшаться, пружина 77 начнет распрямляться и погонит клин 69 в исходное положение, опуская тем самым коробку 70 смыкателя, и ролик 74, попав в нижний паз, пойдет по нему назад, т.к. возвратная пружина 77 смыкателя начнет распрямляться, а смыкатель размыкаться с зубом 66 ротора 1, входя выступами бороды 78 в пазы 79 клина 68 и таща клин одновременно в исходное положение. Под′емник начнет опускаться в исходное положение для новой зарядки, после того, как ротор М будет остановлен окончательно помощью тормозов различных конструкций, на чертежах не показанных. Кривая очертания смыкателя 71 идет под некоторым углом к окружности ротора М, так что, когда зуб 66₁ ротора 1 войдет в соприкосновение с роликами 75 зуба 76 смыкателя 71 и начнет на них давить, то давление это будет увеличиваться по мере продвижения смыкателя по пазам 73 к крайнему положению, т.к. момент силы, действующей на ролик 75 смыкателя, будет увеличиваться вследствие увеличения радиуса, что необходимо для преодоления все возрастающего сопротивления возвратной пружины замыкателя.

Машина осями статора устанавливается на подшипниках в станины, не указанные на чертежах. Угол возвышения ей придается поворотом статора вокруг его оси по шкале или другим приборам, специально сконструированным или же существующих типов, но приспособленных к этой машине. Последнюю выгоднее ставить вертикально, а не горизонтально, т.-е. чтобы вал W пушки занимал горизонтальное, а не вертикальное положение.

Повороты машины в горизонтальной плоскости, когда ее вал занимает горизонтальное положение, производятся поворотным механизмом соответствующей конструкции Машину можно ставить на подвижные платформы, стационарно станины с колесами и проч. и проч.

1. Центробежная машина для метания снарядов, характеризующаяся совокупным примением: 1) ротора 1 с диаметрально расположенным ползуном 2, соединенным с компенсирующим грузом 10 посредством кривошипа 9 и двух ползунов 8; 2) статора S co стволом 41 и двумя параболическими барабанами 60 и 61 со шкивом 58 и 63, служащими для передачи вращения от ротора 1 диску М и для регулировки скорости вращения последнего; 3) диска М с зубчаткой 65, получающего вращение от барабана 61 с каморой Q для снаряда и подающим приспособлением в виде тележки 54 (фиг. 1, 2, 3), поднимаемой клином 68, приводимым в движение смыкателем 78., ролик 75 зуба которого надавливается зубом 66 ротора 1 при под′еме смыкателя 71 и его тележки 70 клином 69, сжимающим пружину 72 при достаточной скорости вращения диска М, и 4) спускового механизма, служащего для под′ема клина X, переводящего снаряд из камеры 3 ротора 1 в канал ствола 41, каковой механизм состоит из центробежного движка 15, приводящего в движение зубчатую дугу 18 с клинообразным концом 19, пружинного стержня 21, отводимого дугой 19 по радиусу к центру и могущего поворачиваться на небольшой угол при ударе конца его 27 зубом диска 32 на валу W, конической зубчатки 28 и конической зубчатки 29 с пальцем 30, служащим для отвода спуска 33, освобождения спусковой пружины 34 и вращения зубчатого колеса 36 посредством ползунка с рейкой 35, каковое колесо шатуном 37 назначается для под′ема клина Х до упора отростков его 39 в уступ стенок гнезда 40.

2. Применение в охарактеризованной в п. 1 центробежной машине для метания снарядов желобчатой заслонки 4 в желобчатом гнезде 5, служащей для временного закрывания гнезда 3 для снарядов и отводимой в паз 4 при набегании на выступ у клина Х и могущей при своем вдавливании в паз отводить стопор, служащий для удержания снаряда в гнезде 3.

3. Применение в охарактеризованной в п. 1 центробежной машине для метания снарядов приспособления для взведения спусковой пружины 34, состоящего из движка с зубчатой рейкой 51 и поршня 50 с пружиной 47, сжимаемой вручную и освобождаемой при вхождении снаряда в канал 41 посредством защелки 42 и рычага 43-44, служащего для отведения пружинного стопора 46 и освобождения уступа 49 поршня 50.