Заряд к артиллерийскому орудию

Изобретение относится к боеприпасам. Заряд содержит навеску зерненого пороха с соотношением диаметра каналов зерен к толщине их горящего свода 0,31-1,22, при этом суммарный объем каналов выполнен с соотношением 0,02-0,15 объема зерен. Обеспечивается безопасная скорость нарастания давления пороховых газов, стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда. Кучность стрельбы повышается на 15-20%. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции артиллерийских зарядов, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских зарядов, состоящих как из зерненых порохов, так и в сочетании с трубчатыми пороховыми элементами.

Особенность зарядов из зерненых порохов состоит в том, что они применяются для комплектации выстрелов унитарного, раздельно-гильзового и картузного заряжаний. При этом известно, что характерной особенностью зерненых порохов является наличие в зернах внутренних каналов.

Известен заряд к минометному выстрелу (см. Шагов Ю.В. "Взрывчатые вещества и пороха" М., МО СССР, 1976 г., с.114-115), состоящий из навески ленточного пороха.

Такие заряды, состоящие из навески ленточного пороха, позволяют обеспечить надежное функционирование боеприпасов в минометных орудиях, т.е. короткоствольных артиллерийских системах и работающих при небольших давлениях.

Недостатком этого технического решения, как показывает практика, является невозможность применения таких зарядов для артиллерийских систем, имеющих большую длину ствола (пушки, гаубицы). То есть, ленточные пороха, имея большую начальную поверхность горения, обеспечивают при движении снаряда по каналу значительной длины (порядка 45-50 калибров) максимальное давление в каморе орудия, которое может достигнуть величины, опасной для прочности ствола.

Задачей данного технического решения являлось создание заряда, работающего при небольших давлениях для короткоствольных систем без предъявления требования по функционированию в длинноствольных артиллерийских системах при больших давлениях.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является заряд, содержащий навеску зерненого пороха с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода, равным 0,31-1,22 (см. патент РФ №2154796 "Заряд к артиллерийскому орудию", опубл. 20.08.2000), принятый авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения применение зерненых порохов в заряде обеспечивает безопасную скорость нарастания давления, требуемую стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда в каморе орудия со стволом длиной не более 50 калибров.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного заряда, принятого авторами за прототип, относится то, что максимальное рабочее давление пороховых газов в расчетных пределах обеспечивается за счет применения в заряде зерненого пороха, но при этом не обеспечивается в достаточной степени безопасная скорость нарастания давления, требуемая стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда в орудиях с длиной ствола более 50 калибров.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является создание заряда к артиллерийскому орудию, обеспечивающего безопасную скорость нарастания давления, требуемую стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда в орудиях с длиной ствола не более 50 калибров.

Задачей предлагаемого изобретения является создание заряда к артиллерийскому орудию, обеспечивающего безопасную скорость нарастания давления, требуемую стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном заряде, содержащем навеску зерненого пороха с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода, равным 0,31-1,22, особенность заключается в том, что суммарный объем каналов зерен пороха выполнен с соотношением 0,02-0,15 объема зерен пороха.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

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

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:

- выполнения навески пороха с объемом каналов, равным 0,02-0,15 объема зерен, обеспечить безопасную скорость нарастания давления и заданную стабильность горения заряда в каморе артиллерийского орудия и, как следствие, малый разброс начальных скоростей снаряда. В навеске пороха, выполненной с объемом каналов менее 0,02 объема зерен в момент их воспламенения, когда давление в каморе орудия незначительное и скорость горения невысока, вследствие невозможности распространения форса огня по всему объему каналов, происходит регрессивное горение. Это крайне нежелательное явление приводит к значительному снижению максимального давления пороховых газов и, как следствие, к уменьшению начальных скоростей снаряда и заданной дальности стрельбы.

При выполнении зерен навески с объемом каналов более 0,15 объема зерен чрезмерная скорость распространения форса огня по объему каналов приводит к резкому скачку давления пороховых газов, последующим быстрым распадом и дроблением пороховых зерен. При этом максимальное давление пороховых газов выходит за пределы допустимого, что может вызвать нарушение прочности ствола и разрушение артиллерийской системы.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:

- оснащения заряда дополнительным стержневым воспламенительным устройством (перфорированная трубка с воспламенительным составом) с диаметром отверстий перфорации 1,1-5,1 толщины горящего свода зерен навески пороха улучшить стабильность начальных скоростей снарядов и, как следствие, обеспечить высокую точность стрельбы. При диаметре отверстий перфорации менее 1,1 толщины горящего свода зерен навески происходит неустойчивое воспламенение и горение заряда, носящее волнообразный характер, что резко отрицательно сказывается на стабильности начальных скоростей снарядов. При диаметре отверстий перфорации более 5,1 толщины горящего свода зерен навески начальный момент воспламенения заряда чрезмерная скорость распространения форса огня в пространстве между пороховыми элементами приводит к резкому скачку давления пороховых газов, сопровождающимся быстрым распадом и дроблением пороховых элементов. При этом максимальное давление пороховых газов выходит за пределы допустимого, что может вызвать нарушение прочности ствола орудия и его разрушение;

- снабжения заряда навеской из трубчатых пороховых элементов, расположенных по оси заряда, обеспечить равномерность воспламенения заряда по всему объему без применения дополнительных стержневых воспламенительных устройств и, как следствие, высокую стабильность начальных скоростей снаряда.

Вышеуказанные признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии 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 предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена навеска пороха 1; на фиг.2 - зерно навески 2 с каналами К и толщиной горящего свода 2e₁, на фиг.3 и 4 - варианты конкретного исполнения.

В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения, заряд содержит стержневое воспламенительное устройство 3 (перфорированная трубка с воспламенительным составом) с диаметром отверстий перфорации d или снабжен навеской 4 из трубчатых пороховых элементов, расположенных по оси заряда.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.

Заряд размещают в каморе орудия. После срабатывания средства воспламенения форс огня поступает в навеску 1 (в частных случаях, то есть конкретных формах исполнения форс огня сначала поступает в стержневое воспламенительное устройство 3 или в навеску из трубчатых пороховых элементов 4) и омывает как наружную поверхность, так и заполняет объем внутренних каналов зерен К, при этом происходит воспламенение заряда с обеспечением требуемой скорости нарастания давления в каморе орудия и заданной стабильности горения и, как следствие, малый разброс начальных скоростей снарядов.

Выполнение заряда в соответствии с изобретением уменьшает разброс начальных скоростей снаряда и, как следствие, повышает кучность стрельбы на 15-20% за счет оптимальных конструкторских параметров зерен навески, обеспечивающих требуемую стабильность горения навески пороха, и тем самым стабильные баллистические характеристики, что существенно повышает эффективность стрельбы в целом.

Изобретение может быть использовано при разработке различных зарядов, в том числе для артиллерийских выстрелов.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов зарядов, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены государственные испытания, намечено серийное производство.

1. Заряд к артиллерийскому орудию, содержащий навеску зерненого пороха с соотношением диаметра каналов зерен навески пороха к толщине горящего свода зерен навески пороха, равным 0,31-1,22, отличающийся тем, что суммарный объем каналов зерен навески пороха выполнен с соотношением, равным 0,02-0,15 объема зерен навески пороха.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что содержит стержневое воспламенительное устройство в виде перфорированной трубки с воспламенительным составом, причем диаметр отверстий перфорации выполнен с соотношением 1,1-5,1 толщины горящего свода зерен навески пороха.

3. Заряд по п.1, отличающийся тем, что снабжен навеской из трубчатых пороховых элементов, расположенных по оси заряда.