Артиллерийская гильза

 

Изобретение относится к области боеприпасов, в частности к конструкции артиллерийских гильз, и может найти широкое применение при производстве цельнотянутых артиллерийских гильз. Гильза содержит дульце, корпус, внутренняя поверхность которого сопряжена с дном по радиусу, и фланец. На наружной поверхности корпуса со стороны фланца выполнен цилиндрический участок. Расстояние от фланца до конца цилиндрического участка выбирают равным 1,7-3,1 радиуса сопряжения дна с внутренней поверхностью. Такая конструкция позволяет обеспечить экстракцию гильзы после выстрела высоких давлений пороховых газов из орудий с постоянной незначительной конусностью каморы. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области боеприпасов, в частности к конструкции артиллерийских гильз, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских гильз, работающих в орудиях с незначительной (порядка 0,01-0,02) конусностью каморы ствола.

Одно из основных требований, предъявляемых к цельнотянутым артиллерийским гильзам, - экстракция гильзы после выстрела.

Особенность применения этих гильз состоит в том, что они применяются при стрельбе на высоких давлениях (5000 кгс/см² и выше) пороховых газов.

Известна артиллерийская гильза (А.Н. Латухин "Современная артиллерия", М. , 1970 г., стр. 102, рис. 31), состоящая из дна, фланца и цилиндрического корпуса.

Такие гильзы, т. е. гильзы с цилиндрическим корпусом, применяются к орудиям небольшой мощности (невысоких давлений).

Задачей известного технического решения являлось создание гильзы без предъявления требований по экстракции при стрельбе из орудий большой мощности.

Общими признаками с предъявляемой авторами конструкцией артиллерийской гильзы является наличие дна, фланца и корпуса.

Недостатком этого решения, как показывает практика, является неизвлечение гильзы после выстрела при работе на высоких давлениях (орудия большой мощности), что приводит к обрыву фланца и остановка стрельбы.

Поэтому наиболее приемлемой конструкцией гильзы являлась бы гильза, удовлетворяющая требованию по экстракции при стрельбе на высоких давлениях.

В настоящее время известна наиболее близкая по технической сути и достигаемому техническому эффекту артиллерийская гильза (А.Н. Лапухин, "Современная артиллерия", М. , 1970 г., стр. 108), имеющая дульце, корпус, дно и фланец, выбранная авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения, выполнение наружной поверхности корпуса с незначительной (порядка 0,01 - 0,02) конусностью обеспечивает экстракцию гильзы после выстрела.

Однако, известная гильза имеет недостаток. Так, после стрельбы на давлениях 5000 кгс/см² и выше гильза не извлекается из каморы орудия.

Проведенное исследование показало следующее.

Оптимальный радиус (R) сопряжения дна с внутренней поверхностью корпуса принимается равным 8-10 мм, т.к. при R больше 10 мм технологически очень трудно обеспечить необходимую высокую прочность металла в углу (непропрессовка), а при R меньше 8 мм увеличивается интенсивность изгиба стенки в углу гильзы при выстреле и величина натягов, что приводит к неизвлечению гильзы из каморы орудия после выстрела.

Кроме того, с повышением давления пороховых газов максимальное защемление в каморе ствола после выстрела испытывают участки, близкие к дну, что объясняется влиянием жесткой связи стенок корпуса гильзы с дном. С повышением давления пороховых газов возрастает пластическая деформация, увеличивается и конечный натяг придонных участков гильзы в каморе орудия. Незначительная конусность наружной поверхности корпуса гильзы не решает задачи значительного уменьшения усилия защемления гильзы и извлечения ее из каморы орудия после выстрела. Решение вопроса уменьшения усилия страгивания гильзы из каморы орудия после выстрела увеличением общей конусности наружной поверхности корпуса ограничено жесткими требованиями, накладываемыми на уменьшение внутреннего объема гильзы и вместимость заряда в гильзе, а также требованиями внутренней баллистики.

Таким образом, задачей известного технического решения (прототипа) являлась попытка создания артиллерийской гильзы без требований по обеспечению экстракции при стрельбе на высоких давлениях пороховых газов.

Общими признаками с предлагаемой авторами артиллерийской гильзой является наличие дульца, корпуса, внутренняя поверхность которого сопряжена с дном по радиусу, и фланца.

В отличии от прототипа в предлагаемой авторами гильзе на наружной поверхности корпуса со стороны фланца выполнен цилиндрический участок, а расстояние от фланца до конца цилиндрического участка выбирают равным 1,7-3,1 радиуса сопряжения дна с внутренней поверхностью корпуса.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого технического решения является создание артиллерийской гильзы, обеспечивающей экстракцию при стрельбе на высоких давлениях из каморы с незначительной конусностью.

Предлагаемая конструкция артиллерийской гильзы имеет преимущества перед прототипом. Так, выполнение на наружной поверхности корпуса со стороны фланца цилиндрического участка с расстоянием от фланца до конца цилиндрического участка равным 1,7-3,1 радиуса сопряжения дна с внутренней поверхностью корпуса обеспечивает экстракцию гильзы при заданном давлении пороховых газов и конусности каморы ствола.

Вышеуказанные отличительные признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники при изучении авторами данной и смежной областей техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизны".

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что заявляемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения заключается в том, что артиллерийская гильза, содержащая дульце, корпус, сопряженный с дном по радиусу, и фланец, в отличии от прототипа, согласно изобретению имеет на наружной поверхности со стороны фланца цилиндрический участок, а расстояние от фланца до конца цилиндрического участка выбирают равным 1,7-3,1 радиуса сопряжения дна с внутренней поверхностью корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, где на продольном разрезе изображена камора ствола K, дульце 1, корпус 2, фланец 3, дно 4, радиус R сопряжения дна 4 с корпусом 2, цилиндрический участок 5, расстояние a от фланца 3 до конца цилиндрического участка 5 и α - угол конусности каморы K ствола и наружной поверхности корпуса 2.

Известно, что на усилие извлечения гильзы из каморы после выстрела влияют механические свойства корпуса и дна гильзы, а именно предел прочности ( σ_в кгс/см²). Чем выше предел прочности гильзы, тем больше упругие деформации, тем меньше конечный натяг гильзы в каморе и тем меньше усилие извлечения. Для снижения конечных натягов необходимо увеличить предел прочности материала гильзы. Практика создания артиллерийских гильз показывает, что чем больше начальный зазор между каморой орудия и гильзой, тем меньше конечный натяг в этом сечении. Это объясняется тем, что в процессе выстрела стенки гильзы в нижней части корпуса, испытывая радиально-осевые деформации, получают упрочнение, т.е. повышается σ_в металла корпуса гильзы и, следовательно, увеличиваются его упругие деформации и снижается конечный натяг.

Необходимо отметить, что упрочнение происходит тем интенсивнее, чем предел прочности металла ближе к исходному. Чем больше корпус гильзы предварительно упрочнен, тем меньше величина приращения предела прочности, и при σ_в = 80-90 кгс/см² упрочнения гильзы в процессе выстрела не происходит.

Упрочнение гильзы в процессе выстрела в тех сечениях, где наибольшее защемление, положено в основу настоящего технического решения. Использовать энергию выстрела для упрочнения гильзы и таким образом снизить конечный натяг для орудий, имеющих каморы с небольшой (0,01-0,02) конусностью и работающих при высоких давлениях. За счет цилиндрического участка в нижней части корпуса достигается увеличение начальных зазоров между гильзой и каморой у фланца, т. к. камора орудия имеет конусность (угол α ). Начальный зазор увеличивается у фланца по сравнению с сечением конца цилиндрического участка, где зазор определяется из условия входимости гильзы в камору на величину a·tgα, где a - расстояние от фланца до конца цилиндрического участка, α - угол конусности каморы орудия. Следовательно, в сечениях, где зазор больше, гильза упрочняется сильнее, т.к. деформация корпуса в этих сечениях увеличивается. Как уже отмечалось, гильза наиболее защемлена в сечениях, близких к дну (которые определяются радиусом), и, следовательно, максимальный зазор необходимо задавать именно в этих сечениях. Из этих условий задается расстояние a.

Увеличение длины a более 3,1 R создает увеличенный зазор внизу корпуса, а, как известно, чрезмерное увеличение начального зазора не приводит к снижению конечного натяга, т.к. в этом сечении из-за повышенных радиально-осевых деформаций превышается предел текучести металла корпуса гильзы и пластические деформации корпуса осуществляются без его упрочнения.

При длине a менее 1,7 R не создается достаточного зазора между гильзой и каморой, чтобы в полной мере использовать упрочнение гильзы в процессе выстрела для снижения конечных натягов.

Функционирование гильзы осуществляется следующим образом.

После досыла снаряда в канал ствола в камору K орудия досылается гильза с зарядом, затвор закрывают. После нажатия на спусковой механизм происходит срабатывание капсюльной втулки, пороховой заряд в гильзе воспламеняется, происходит выстрел. Под действием давления (5000 кгс/см² и выше) пороховых газов стенки корпуса 2 гильзы, выбирая зазоры между каморой K и корпусом 2, получают остаточные пластические деформации. При экстракции защемленной после выстрела гильзы из орудий с постоянной, незначительной конусностью (угол α ) каморы ствола цилиндрический участок 5, выполненный на расстоянии от фланца 3, равном от 1,7 R до 3,1 R, обеспечивает экстракцию гильзы после выстрела.

Приведенная конструкция цельнотянутой артиллерийской гильзы позволяет обеспечить экстракцию гильзы после выстрела при высоких давлениях пороховых газов из орудий с постоянной, незначительной конусностью каморы.

По предлагаемому изобретению была разработана конструкция артиллерийской гильзы, по которой изготовлена опытная партия гильз. Испытания показали положительные результаты. По результатам испытаний предлагаемая конструкция артиллерийской гильзы признана перспективной и рекомендована в производство.

Формула изобретения

Артиллерийская гильза, содержащая дульце, корпус, внутренняя поверхность которого сопряжена с дном по радиусу, и фланец, отличающаяся тем, что на наружной поверхности корпуса со стороны фланца выполнен цилиндрический участок, а расстояние от фланца до конца цилиндрического участка выбирают равным 1,7 - 3,1 радиуса сопряжения дна с внутренней поверхностью корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1