Противооткатно-накатное устройство огнестрельного оружия
Изобретение относится, главным образом, к системам огнестрельного оружия. Противооткатно-накатное устройство огнестрельного оружия содержит корпус с продольными направляющими, вдоль которых расположена подвижная часть оружия с возможностью возвратно-поступательного движения между передним и задним механическими упорами, а также имеющий постоянный контакт с корпусом и подвижной частью оружия, укрепленный на корпусе блок возврата подвижной части оружия в положение переднего механического упора. Блок возврата содержит возвратные пружины, воспринимающие радиальные и осевые усилия. На подвижной части оружия радиально укреплены контактные ролики, выполненные с возможностью вращения вокруг своих осей и находящиеся в постоянном контакте с профилированными проставками, связанными с пружинами блока возврата и с корпусом. Изобретение обеспечивает снижение уровня динамического воздействия на элементы конструкции огнестрельного оружия и носителя такого оружия при стрельбе, снижение его массогабаритных характеристик и повышение надежности. 1 ил.
Изобретение относится, главным образом, к системам огнестрельного оружия. Сила реакции (отдачи) при выстреле направлена в сторону, противоположную полету пули (снаряда), и воздействует как на элементы конструкции оружия, так и на элементы его крепления на носителе (боевой машине). С ростом мощности оружия данный фактор также существенно увеличивает массогабаритные характеристики носителя оружия, ограничивая его боевые свойства. Известно несколько путей снижения силы отдачи.
Применение т.н. дульного тормоза - дефлекторного устройства, укрепленного на стволе огнестрельного оружия в районе дульного среза, позволяет отклонить часть потока пороховых газов в обратном стрельбе направлении, снижая тем самым силу отдачи при выстреле (см. описание отечественной бронетехники, например, ИС-1, ИСУ-152).
Наиболее широко применяются конструкции, снижающие силу реакции (но не импульс силы) при выстреле за счет деформации возвратных пружин, на которые воздействует воспринимающий реакцию подвижный модуль оружия (например, ствол пушки, затвор автомата). При этом в фазе отката подвижного модуля энергия отдачи не рассеивается и, в лучшем случае, в фазе возврата (наката) подвижного модуля в исходное положение лишь частично используется в автоматическом (относительно маломощном) огнестрельном оружии для целей перезаряжания. В крупнокалиберных, мощных артиллерийских системах воспринятую при выстреле энергию отката, затраченную на деформацию возвратной пружины и значительно превышающую необходимую энергию восстановления исходного положения частей оружия после производства выстрела (фаза наката ствола), рассеивают в специальном гидромеханическом дроссельном устройстве, механически связанном со стволом,- т.н. накатнике, заполненном жидкостью высокой вязкости, плавно возвращающем ствол орудия в исходное положение.
Обе упомянутые конструкции (см., например, иллюстрации в Э.Миддель-дорф «Русская кампания: тактика и вооружение»; М.: ACT. Санкт-Петербург, Полигон; 2002, УДК 355/359, ББК63.3(0)62, М57) обладают рядом недостатков, ограничивающих их применение.
Первая конструкция помимо увеличения массы оружия увеличивает длину ствола без увеличения начальной скорости полета пули (снаряда). Эффективность ее, в силу отклонения лишь малой части потока пороховых газов, незначительна и чаще всего она используется как вспомогательная.
Вторая конструкция более эффективна и широко применяется на практике, но ее реализация приводит к весьма существенному (в зависимости от мощности оружия) увеличению массогабаритных характеристик артиллерийских систем, а в силу ее сложности - к снижению надежности оружия.
Помимо этого, несмотря на применение обеих используемых конструкций, избыточная сила отдачи существенно воздействует на грунт, на котором размещается огнестрельное оружие, сбивая его наводку на цель, а в случае установки оружия на подвижном носителе - на конструкцию носителя, вплоть до остановки его двигателя при стрельбе в движении.
Задачей изобретения является снижение уровня динамического воздействия на элементы конструкции огнестрельного оружия и носителя такого оружия при стрельбе, снижение его массогабаритных характеристик и повышение надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что кинетическая энергия отдачи, воспринятая при выстреле подвижной частью оружия, преобразуется при ее движении в направлении, противоположном направлению стрельбы, в потенциальную энергию блока возврата в виде комплекса профилированных подвижных проставок и деформируемых возвратных пружин, расположенных таким образом, что основная сила их реакции ориентирована в направлении, перпендикулярном траектории движения подвижной части оружия. Меньшая часть силы реакции комплекса возвратных пружин действует в направлении, противоположном движению подвижной части оружия до достижения ей ограничителя перемещения (заднего упора). Эта часть потенциальной энергии деформированных возвратных пружин, накопленная в фазе отката, в фазе обратного движения (наката) подвижной части оружия восстанавливает ее исходное положение на переднем упоре с возможностью автоматического перезаряжания оружия.
Техническая сущность устройства поясняется чертежом.
В корпусе 1 (люльке, затворной коробке) по направляющим 2 от переднего упора 3 имеет свободу возвратно-поступательного продольного перемещения подвижная часть 4 оружия (запертый ствол, свободный затвор) между передним 3 и задним 5 упорами. В продольных пазах 6 подвижной части 4 размещены шарнирно укрепленные на корпусе 1 оппозитно друг другу профилированные проставки 7, внутренние рабочие поверхности которых постоянно находятся в контакте с роликами 8, укрепленными радиально на подвижной части 4 и имеющими свободу вращения вокруг своих осей. На внешней стороне каждой из проставок 7 шарнирно укреплены шатуны 9, противоположные концы которых шарнирно соединены с законцовками оппозитно расположенных пластинчатых возвратных пружин (рессор) 10, консольно закрепленных на корпусе 1. Пружины 10 образуют совместно с корпусом 1, проставками 7 и шатунами 9 шарнирные многозвенники. Для упрощения на чертеже нижний шарнирный многозвенник изображен не полностью. В исходном положении устройства подвижная часть 4 оружия под остаточным воздействием возвратных пружин 10 находится на переднем упоре 3.
Устройство работает следующим образом. В момент выстрела подвижная часть 4 оружия под действием давления пороховых газов перемещается по направляющим 2 вправо (фаза отката). При этом укрепленные на подвижной части 4 ролики 8 катятся по профилированным внутренним поверхностям профилированных проставок 7, смещая проставки 7 соответственно вверх и вниз от исходного положения по заданному профилем закону. Перемещение проставок 7 шатунами 9 передается на возвратные пружины 10, сжимая их вплоть до момента достижения подвижной частью 4 заднего упора 5. При этом кинетическая энергия импульса силы отдачи переходит в потенциальную энергию сжатых возвратных пружин 10 под действием сил Р, направленных в любой момент движения подвижной части 4 по нормалям относительно мест контакта между поверхностями роликов 8 и внутренними профилированными поверхностями проставок 7. Вертикальные проекции Q этих сил ориентированы в рассматриваемом устройстве в противоположных направлениях и при любом положении подвижной части 4 парируют друг друга, нагружая корпус 1. Осевая проекция R силы Р (сила отката) может быть задана по величине для любого положения подвижной части 4 на стадии проектирования устройства путем подбора жесткости возвратных пружин 10 и формы внутренней рабочей поверхности профилированных проставок 7. Параллелограм сил в фазе отката изображен на чертеже в точке В контакта верхней профилированной проставки 7 и верхнего ролика 8. При достижении подвижной частью 4 заднего упора 5 фаза отката заканчивается, потенциальная энергия сжатых возвратных пружин 10 достигает максимального значения, и устройство после восприятия запроектированного остаточного импульса отката переходит в фазу наката. Часть потенциальной энергии пружин 10 переходит в кинетическую энергию движения подвижной части 4 в обратном направлении к упору 3 под действием осевой составляющей -R силы -Р. Основная же часть накопленной возвратными пружинами 10 потенциальной энергии импульса силы отката при выстреле расходуется в фазе наката на восстановление исходной формы возвратных пружин 10, не воздействуя на динамику подвижной части оружия. Параллелограм сил в фазе наката изображен на чертеже применительно к точке С контакта нижней профилированной проставки 7 и нижнего ролика 8.
Реализация предложенной конструкции противооткатно-накатного устройства позволит снизить динамические нагрузки отката при стрельбе, массогабаритные характеристики огнестрельного оружия и его носителя, повысить его надежность и боевые свойства, в частности, точность стрельбы.
Противооткатно-накатное устройство огнестрельного оружия, содержащее корпус с продольными направляющими, вдоль которых расположена подвижная часть оружия с возможностью возвратно-поступательного движения между передним и задним механическими упорами, а также имеющий постоянный контакт с корпусом и подвижной частью оружия, укрепленный на корпусе блок возврата подвижной части оружия в положение переднего механического упора, отличающееся тем, что блок возврата содержит возвратные пружины, воспринимающие радиальные и осевые усилия, на подвижной части оружия радиально укреплены контактные ролики, выполненные с возможностью вращения вокруг своих осей и находящиеся в постоянном контакте с профилированными проставками, связанными с пружинами блока возврата и с корпусом.
