Артиллерийский снаряд

 

Изобретение относится к области артиллерийского вооружения. Артиллерийский снаряд состоит из оживальной головной части с взрывателем, конической кормовой части и цилиндрической части с расположенными по ее краям верхним и нижним центрующими утолщениями с готовыми выступами. На цилиндрической части между верхним и нижним центрующими утолщениями расположено по меньшей мере одно дополнительное центрующее утолщение. Дополнительные утолщения расположены на цилиндрической части равномерно. Изобретение повышает кучность боя при стрельбе снарядами и уменьшает их эрозионный износ. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области вооружения, а именно - к артиллерийским снарядам.

В процессе выстрела движение классического снаряда по каналу ствола орудия начинается с врезания ведущего пояска в нарезы и образования направляющих выступов. Ведущий поясок предназначен для сообщения снаряду вращательного движения и обтюрации пороховых газов. Вследствие истирания или среза направляющих выступов появляется зазор между корпусом снаряда и стволом. Происходит прорыв продуктов сгорания метательного заряда через образовавшийся зазор, который может привести к нештатному функционированию боеприпаса. Поэтому в таких снарядах для предотвращения прорыва газов при выстреле: - на ведущем пояске изготовляют кольцевые канавки и буртики; - на корпусе размещают два ведущих пояска, обтюрирующие кольца и т.д.

Имеется класс артиллерийского вооружения (орудия 2С9, 2С23, 2Б16, 2С31), в котором у снарядов (инд. 3ОФ49, инд. 3ОФ50, инд. 3ОФ51 и др.) на корпусе вместо врезающихся ведущих поясков применяют готовые выступы. В заявленном изобретении в качестве прототипа принят снаряд инд. 3ОФ49 ("120-мм самоходное артиллерийское орудие 2С9". Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2С9 ТО. Часть III. Боеприпасы. - М.: Воениздат, 1991, рис. 10, с. 40).

Снаряд содержит оживальную головную часть с взрывателем, коническую кормовую часть, цилиндрическую часть и расположенные по краям цилиндрической части верхнее центрующее утолщение и нижнее центрующее утолщение с готовыми выступами. При выстреле с самого начала движения снаряда часть продуктов сгорания будет прорываться через предусмотренный самой конструкцией зазор. В этом случае интенсивный поток газов приводит: - к созданию высокого давления на наружную боковую поверхность корпуса выше ведущего пояска; - к дополнительным начальным возмущениям линейных и угловых характеристик снаряда при вылете из канала ствола; - к эрозионному износу передней части корпуса снаряда и дульной части ствола.

Эрозионный износ особенно опасен для нецельнокорпусных снарядов, то есть состоящих из составных частей и выполненных из различных материалов (например, корпус изготовлен из стали, а оживало - из алюминиевого сплава), а давление прорвавшихся пороховых газов приводит к созданию дополнительных начальных возмущений, приводящих к ухудшению кучности боя.

Все это снижает прочностные характеристики боеприпаса, живучесть ствола и ухудшает кучность боя. Этого можно исключить только за счет уменьшения давления и температуры газов при прохождении верхнего центрующего утолщения и охлаждения истекающих газов перед ним.

В настоящее время технического решения по надежной обтюрации пороховых газов в данном классе вооружения не найдено.

Задача заявленного изобретения состоит в повышении надежной обтюрации пороховых газов в снарядах с готовыми выступами.

Технический результат заключается в увеличении кучности боя.

Технический результат достигается следующим образом. На снаряде, содержащем оживальную головную часть с взрывателем, коническую кормовую часть и цилиндрическую часть с расположенными по ее краям верхним центрующим утолщением и нижним центрующим утолщением с готовыми выступами, на цилиндрической части между верхним и нижним центрующими утолщениями расположено по меньшей мере одно дополнительное центрующее утолщение. Дополнительные центрующие утолщения могут быть расположены равномерно, при этом расстояние между двумя любыми соседними центрующими утолщениями одинаковое.

Введение в снаряд дополнительных центрующих утолщений приводит к тому, что истекающие пороховые газы многократно проходят расширяющиеся и сужающиеся участки на корпусе (центрующие утолщения и цилиндрические участки между ними). После прохождения нижнего центрующего утолщения газовый поток расширяется и начинает заполнять пространства (объем) вокруг цилиндрического участка на корпусе. При достижении газовым потоком сужающейся части (дополнительного центрующего утолщения) происходит частичное закупоривание (обтюрация) пороховых газов и начинается процесс роста давления между нижним и дополнительным центрующим утолщением и задержка пороховых газов в нем. Происходит затормаживание движущегося потока газов, потеря энергии вследствие трения и теплоотдачи стенкам канала ствола и корпуса, охлаждения газов от адиабатического расширения и теплоотвода.

Одновременно с притоком пороховых газов на цилиндрический участок между нижним и дополнительным центрующим утолщением и ростом давления в нем происходит перетекание пороховых газов через дополнительное центрующее утолщение на следующий цилиндрический участок, где газовый поток снова частично обтюрируется очередным дополнительным или верхним центрующим утолщением и процесс его изменения продолжается. При этом давление и температура на этом участке будут меньше, чем на предыдущем, так как произошли дальнейшие потери энергии газов и их охлаждение.

В направлении от нижнего центрующего утолщения снаряда к верхнему происходит понижение давления и температуры. Их падение зависит от количества дополнительных центрующих утолщений, расположенных между верхним и нижним центрующими утолщениями.

Таким образом, удается распределить параметры давления и температуры по всей длине между нижним и верхним центрующими утолщениями. Двойной и более обтюрацией достигается увеличение давления на участке между нижним и дополнительным центрующим утолщением и его снижение между дополнительным и верхним центрующим утолщением по сравнению с давлением на этом же участке при обтюрации только от верхнего центрующего утолщения, то есть при отсутствии дополнительных центрующих утолщений.

Уменьшение температуры и давления газового потока при прохождении верхнего центрующего утолщения позволяет снизить влияние прорвавшихся пороховых газов на начальные возмущения при вылете снаряда и повысить кучность боя.

При прохождении верхнего центрующего утолщения снаряда дульного среза происходит потеря контакта его со стволом. У снарядов с двумя центрующими утолщениями в этом случае центрование и ведение по каналу ствола осуществляется только нижним центрующим утолщением и готовыми выступами, и обгоняющие пороховые газы неравномерно давят на боковую поверхность корпуса снаряда, увеличивая начальные возмущения при вылете. При наличии промежуточных центрующих утолщений происходит снижение этих возмущений, так как, во-первых, ведение снаряда происходит по оставшимся опорным поверхностям (нижним и дополнительными центрующими утолщениями) и, во-вторых, давление прорвавшихся газов за верхнее центрующее утолщение уменьшено за счет обтюрации. Уменьшение начальных возмущений по сравнению со снарядами с двумя центрующими утолщениями приводит к увеличению кучности боя.

Дополнительным техническим результатом является уменьшение (или исключение) эрозионного износа.

Реализация предлагаемого технического решения позволит повысить надежность обтюрации пороховых газов в снарядах с готовыми выступами, результатом действия которого будет увеличение кучности боя и, кроме того, уменьшение (или исключение) эрозионного износа.

На фиг. 1 изображен снаряд с тремя центрующими утолщениями в исходном состоянии; на фиг. 2 изображен участок корпуса снаряда с двумя центрующими утолщениями в процессе движения по каналу ствола; на фиг. 3 изображен участок корпуса снаряда с тремя центрующими утолщениями в процессе движения по каналу ствола; на фиг. 4 изображен участок корпуса снаряда с четырьмя центрующими утолщениями в процессе движения по каналу ствола.

Снаряд содержит оживальную головную часть 1 с взрывателем 2, коническую кормовую часть 3 и цилиндрическую часть 4 с расположенными по ее краям верхним центрующим утолщением 5 и нижним центрующим утолщением 6 с готовыми выступами 7. Между верхним и нижним центрующими утолщениями расположено дополнительное центрующее утолщение 8.

Снаряд в канале ствола центруется верхним 5 и нижним 6 центрующими утолщениями. При выстреле пороховые газы давят на дно снаряда, и начинается процесс его поступательного движения. При этом готовые выступы 7, входящие в соответствующие пазы в канале ствола, придают снаряду вращательное движение. Продукты сгорания прорываются через существующие зазоры по готовым выступам 7 и нижнему центрующему утолщению 6 и давят на боковую поверхность корпуса снаряда. Верхнее центрующее утолщение 5 и дополнительное центрующее утолщение 8 служат не только для ведения снаряда по стволу, но и для повышения обтюрации.

В табл. 1 приведены результаты стрельбовых испытаний весовыми макетами 120-мм снарядов с готовыми выступами с различным исполнением ведущих устройств (с двумя, тремя и четырьмя центрующими утолщениями). Испытания проводились сострелом в один день тремя группами снарядов в течение полутора часов на одной партии метательного заряда и из одной системы. Все снаряды имели одинаковую базовую длину L₁ - расстояние между серединами верхнего и нижнего центрующего утолщения. Дополнительные центрующие утолщения располагались равномерно, при этом расстояние между всеми центрующими утолщениями равнялось L= L₁/N-1, где L - расстояние между серединами центрующих утолщений; N - количество центрующих утолщений (при N=2 шт. - L=L₁).

Давление пороховых газов, действующее на корпус снаряда между центрующими утолщениями, замерялось с помощью крешерных приборов объемом 7 куб. см, причем в снаряд с двумя центрующими утолщениями в специальное гнездо вставлялся один крешерный прибор, в снаряд с тремя центрующими утолщениями - два крешерных прибора, в снаряд с четырьмя центрующими утолщениями - три крешерных прибора.

Анализ табл. 1 показывает, что наличие дополнительного центрующего утолщения между верхним и нижним центрующими утолщениями приводит к более полной обтюрации пороховых газов, при этом в зависимости от количества дополнительных центрующих утолщений давление у верхнего центрующего утолщения падает значительно (от P₁ = 1298 кгс/см² в снаряде с двумя центрующими утолщениями (фиг. 2) до P₂ = 973 кгс/см² в снаряде с тремя центрующими утолщениями (фиг. 3) и до P₃ = 880 кгс/см² в снаряде с четырьмя центрующими утолщениями (фиг. 4)), повышается давление у нижнего центрующего утолщения (с P₁ = 1298 кгс/см² в снаряде с двумя центрующими утолщениями (фиг. 2) до P₁ = 1332 кгс/см² в снаряде с тремя центрующими утолщениями (фиг. 3) и до P₁ = 1350 кгс/см² в снаряде с четырьмя центрующими утолщениями (фиг. 4)), а также существует тенденция повышения максимального давления в стволе.

В табл. 2 приведены результаты стрельбовых испытаний 120-мм осколочно-фугасных снарядов с готовыми выступами на кучность боя, имеющих два, три и четыре центрующих утолщения. При этом расстояния между центрующими утолщениями в этих снарядах выполнены такими же, что и в снарядах в табл. 1. Все изделия имели один нормальный весовой знак. Испытания проводились сострелом в один день тремя группами снарядов в течение полутора часов на одной партии метательного заряда и из одной системы.

Из табл. 2 видно, что наличие одного дополнительного центрующего утолщения (три центрующих утолщения) приводит к увеличению кучности боя на 16% (до 1/248) по сравнению со снарядом с двумя центрующими утолщениями (дополнительное центрующее утолщение отсутствует), а наличие двух дополнительных центрующих утолщений (четыре центрующих утолщения) - на 28.5% (до 1/275) по сравнению со снарядом с двумя центрующими утолщениями при стрельбе на максимальную дальность.

Эрозионный износ наиболее ярко проявляется в нецельнокорпусных снарядах, изготовленных из различных материалов. Были проведены испытания 120-мм кассетных артиллерийских снарядов, имеющих привинчиваемую оживальную часть из алюминиевого сплава и стальной корпус с готовыми выступами. Снаряды имели два, три (с равномерным и произвольным расположением дополнительного центрующего утолщения) и четыре центрующих утолщения (с равномерным расположением дополнительных центрующих утолщений). Начальная скорость изменялась в пределах от 545 до 600 м/с. Все проверенные снаряды с двумя центрующими утолщениями (визуальным осмотром) в количестве 3 штук имели следы интенсивной газовой эрозии на оживальной части. Введение в корпус дополнительного центрующего утолщения привело к прекращению этого явления.

Таким образом, реализация предложенного в изобретении технического решения позволила получить технический результат, заключающийся в достижении высоких характеристик кучности боя снарядов с готовыми выступами. Дополнительным техническим результатом явилось уменьшение (или исключение) эрозионного износа на нецельнокорпусных снарядах, составные части которых выполнены из различных материалов.

Формула изобретения

1. Артиллерийский снаряд, содержащий оживальную головную часть с взрывателем, коническую кормовую часть и цилиндрическую часть с расположенными по ее краям верхним центрующим утолщением и нижним центрующим утолщением с готовыми выступами, отличающийся тем, что цилиндрическая часть выполнена, по меньшей мере, с одним дополнительным центрующим утолщением, расположенным между верхним и нижним центрующим утолщениями.

2. Артиллерийский снаряд по п.1, отличающийся тем, что дополнительные центрующие утолщения на цилиндрической части расположены равномерно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6