Двухкаскадная баллистическая установка

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для увеличения начальных скоростей полета метаемых объектов (МО) в процессе экспериментальной отработки новой техники с использованием ствольных пороховых баллистических установок. Двухкаскадная баллистическая установка содержит ствол с зарядной камерой, установленный в ней основной заряд со средством инициирования, поршень, дополнительный заряд с устройством воспламенения. Поршень размещен на выходе из зарядной камеры с возможностью перемещения только по направлению к МО. Дополнительный заряд установлен в стволе между поршнем и МО. Основной и дополнительный заряды выполнены из пороха, а средство инициирования основного заряда - в виде удлиненного заряда ВВ, размещенного коаксиально внутри основного заряда, выполненного с возможностью инициирования с заданной задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда, воспламеняемого в неподвижном состоянии. Достигается повышение надежности получения высоких скоростей полета МО при действующих ограничениях на максимально допустимые величины давления в стволе и перегрузке МО. 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для увеличения начальных скоростей полета метаемых объектов в процессе экспериментальной отработки новой техники с использованием ствольных пороховых баллистических установок (ПБУ).

В статье «Анализ и баллистическое проектирование многоступенчатых систем с использованием присоединенных к метаемому телу камер» авторов Л.В. Комаровского и А.И. Сафронова, опубликованной в сборнике материалов конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», Томск: Томский государственный университет, 2008, стр.131, 132, описана многоступенчатая (двухкаскадная) баллистическая установка, выбранная в качестве прототипа, содержащая ствол с зарядной камерой, в которой устанавливается основной заряд со средством инициирования, поршень, размещенный на выходе из зарядной камеры с возможностью перемещения только по направлению к метаемому объекту (МО). Между поршнем и метаемым объектом располагается дополнительный заряд с устройством воспламенения, которое срабатывает с некоторой заранее заданной задержкой относительно времени инициирования основного заряда. Первым инициируют основной заряд. После достижения давления форсирования приходит в движение поршень и метаемый объект, которые первоначально жестко связаны друг с другом и образуют сборку, именуемую присоединенной камерой. Дополнительный заряд воспламеняют с некоторой заданной задержкой. После его воспламенения давление в присоединенной камере постепенно нарастает. Разделение поршня и МО происходит в момент, когда величина ускорения поршня под действием равнодействующей сил давления продуктов сгорания заднего и переднего зарядов становится меньше величины ускорения МО под действием на него давления продуктов сгорания дополнительного заряда. В дальнейшем МО и поршень двигаются по стволу раздельно. К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость задействования в нем механизма для реализации задержки воспламенения движущегося в присоединенной камере дополнительного заряда. Данный механизм должен быть разработан и отработан в отдельно поставленных опытах, что увеличивает стоимость эксперимента. Кроме того, как это следует из результатов оптимизационных расчетов, приведенных в вышеназванной статье, погрешность реализации времени задержки воспламенения дополнительного заряда должна быть не хуже 10 мкс. Для реализации такой точности момента воспламенения дополнительного заряда потребуется прецизионное электронно-временное устройство. Дополнительная сложность заключается в том, как передать сигнал с такого устройства на воспламенитель заряда, расположенного внутри двигающейся с большой скоростью и высокими перегрузками присоединенной камере. Данное обстоятельство снижает надежность функционирования данной баллистической установки.

Заявляемое изобретение направлено на создание пороховой баллистической установки, обеспечивающей получение максимально высоких начальных скоростей метаемых объектов при экспериментальной отработке новой техники с использованием ствольных ПБУ.

Техническим результатом использования заявляемого изобретения является снижение трудоемкости и стоимости подготовки эксперимента, повышение надежности получения требуемой высокой начальной скорости полета МО при действующих ограничениях на максимально допустимые величины давления в стволе ПБУ и перегрузки МО.

Техническая задача решается следующим образом. Заявляемая двухкаскадная баллистическая установка содержит ствол с зарядной камерой, в которой установлен основной заряд со средством инициирования, поршень, размещенный на выходе из зарядной камеры с возможностью перемещения только по направлению к метаемому объекту, а также дополнительный заряд с устройством воспламенения, установленный между поршнем и метаемым объектом. В отличие от прототипа основной и дополнительный заряды выполнены из пороха. Средство инициирования основного заряда выполнено в виде удлиненного заряда BB, размещенного коаксиально внутри основного заряда с возможностью инициирования его с заданной задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда, который выполнен с возможностью воспламенения в неподвижном состоянии.

В заявляемой двухкаскадной баллистической установке вследствие того, что и основной, и дополнительный заряды выполнены однозначно из пороха, имеется возможность управления импульсом давления (в отличие, например, от взрывчатого вещества, для которого невозможно управлять временем нарастания давления) в обеих рабочих полостях установки.

Выполнение средства инициирования основного заряда в виде удлиненного заряда BB гарантирует практически мгновенное нарастание давления до уровня, необходимого для воспламенения пороха, а его коаксиальное расположение в основном заряде обеспечивает распределение начального давления воспламенения по всему объему полости, в которой он располагается. Выполнение данных условий позволяет воспламенять основной пороховой заряд в заданный момент времени практически без задержки воспламенения, которая, как правило, имеет недопустимый в рамках рассматриваемого технического устройства нестабильный характер. В связи с этим, а также принимая во внимание тот факт, что в заявляемой двухкаскадной баллистической установке дополнительный заряд воспламеняется первым, имеется возможность последующей прецизионной реализации момента воспламенения основного заряда с заранее заданной, оптимальной с точки зрения наполненности диаграммы «давление-время», задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда. Такая постановка выстрела обеспечивает воспламенение дополнительного заряда в неподвижном состоянии, что значительно облегчает экспериментальную отработку двухкаскадной установки и уменьшает ее стоимость, т.к. при этом есть возможность использования высокоточной (до 1 мкс) стационарной электрической системы управления выстрелом, формирующей импульсы «поджига» устройства воспламенения дополнительного заряда и средства инициирования основного заряда.

Изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлена схема двухкаскадной баллистической установки, на фигуре 2 приведены графики зависимости перегрузки МО от времени.

Двухкаскадная баллистическая установка содержит ствол 1 с зарядной камерой 3, установленный в ней основной заряд 9 со средством инициирования 8, поршень 10, размещенный на выходе из зарядной камеры 3 с возможностью перемещения только по направлению к метаемому объекту 6 (перемещению поршня 10 внутрь зарядной камеры 3 препятствует гильза 11), дополнительный заряд 4 с устройством воспламенения 5 (капсюль-воспламенитель), установленный в стволе 1 между поршнем 10 и метаемым объектом 6.

Основной 9 и дополнительный 4 заряды выполнены из пороха, а средство инициирования 8 основного заряда 9 - в виде удлиненного заряда BB, размещенного коаксиально внутри основного заряда 9, выполненного с возможностью инициирования с заданной задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда 4, выполненного с возможностью воспламенения в неподвижном состоянии.

Выстрел из заявляемой двухкаскадной баллистической установки происходит следующим образом.

Воспламенение дополнительного порохового заряда 4 производится классическим способом - при помощи устройства воспламенения 5 (капсюля-воспламенителя). Под действием силы давления продуктов сгорания дополнительного порохового заряда 4 начинается движение метаемого объекта 6. Спустя некоторое заранее определенное в оптимизационных расчетах время (время задержки воспламенения), отсчитываемое штатной стационарной электрической системой управления выстрелом (не показана), выдающей команды с точностью до 0,001 мс, приводится в действие электродетонатор 7, инициирующий средство инициирования основного заряда в виде удлиненного заряда BB 8. Продукты взрыва удлиненного заряда 8 воспламеняют основной пороховой заряд 9. Движение поршня 10 в сторону движения метаемого объекта 6 начинается в момент, когда сила давления продуктов сгорания основного заряда 9 становится больше силы давления продуктов сгорания дополнительного заряда 4. До этого поршень 10 прижат давлением продуктов сгорания первого заряда к переднему торцу гильзы 11.

Параметры двухкаскадной баллистической установки (объемы зарядных камер (задней 3 и передней 2), массы пороховых зарядов 4 и 9, масса поршня 10, время задержки воспламенения основного заряда 9) выбираются в оптимизационных расчетах (целевая функция - максимум дульной скорости МО) таким образом, чтобы метаемый объект 6, испытав на себе пик давления от сгорания заряда 4, через некоторое время получил дополнительный импульс разгонной силы за счет сжатия пороховых газов поршнем 10, разгоняемым продуктами сгорания основного заряда 9. При этом зависимость давления на дно МО от времени будет иметь два пика (на фигуре 2 зависимость обозначена цифрой 2; зависимость, обозначенная на фигуре 2 цифрой 1, реализуется в случае выстрела из классической артиллерийской установки). Очевидно, что вследствие наличия второго пика давления дульная скорость метаемого объекта 6 при выстреле из двухкаскадной баллистической установки на одном и том же пути разгона будет существенно выше, чем в случае выстрела из классической артиллерийской установки.

Кроме этого увеличение скорости МО в двухкаскадной пороховой баллистической установке по сравнению с классической пороховой баллистической установкой можно ожидать вследствие меньших потерь, связанных с работой, затрачиваемой на перемещение самой газопороховой смеси по стволу баллистической установки, оцениваемых, например, по формуле В.Е. Слухоцкого (см. М.Е. Серебряков. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. Оборонгиз, 1962 г., стр.355), т.к. масса основного порохового заряда, определяющая в конечном счете работу на перемещение газопороховой смеси, в двухкаскадной баллистической установке меньше массы порохового заряда в классической баллистической установке.

Предварительные расчетные оценки показали, что в некоторых случаях (например, при наличии жестких ограничений по величине максимально допустимой перегрузки метаемого объекта) применение двухкаскадной баллистической установки может повысить дульную скорость метаемого объекта на 15-20% по сравнению с классической пороховой баллистической установкой.

Двухкаскадная баллистическая установка, содержащая ствол с зарядной камерой, установленный в ней основной заряд со средством инициирования, поршень, размещенный на выходе из зарядной камеры с возможностью перемещения только по направлению к метаемому объекту, дополнительный заряд с устройством воспламенения, установленный в стволе между поршнем и метаемым объектом, отличающаяся тем, что основной и дополнительный заряды выполнены из пороха, а средство инициирования основного заряда - в виде удлиненного заряда ВВ, размещенного коаксиально внутри основного заряда, выполненного с возможностью инициирования с заданной задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда, воспламеняемого в неподвижном состоянии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в малогабаритных ракетных комплексах. Комплекс вооружения содержит управляемую пулю, метательное устройство в виде выталкивающего двигателя торообразной формы с внутренней цилиндрической, упорной поверхностями и соплами, пусковую трубу, узел скрепления в виде лапок, центрирующий элемент, упругий элемент в виде пружины сжатия, защитную крышку, металлические пластины для соединения метательного устройства и пусковой трубы.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для проведения неограниченной по времени записи, обработки и анализа сигналов цифровых интерфейсов систем вооружения объектов контроля.

Способ стрельбы пулей, соединенной с отделяемым метательным устройством, включает удержание пули и метательного устройства, запуск метательного устройства и выход пули из пусковой трубы.

Способ стрельбы пулей, соединенной с отделяемым метательным устройством, включает удержание пули и метательного устройства, запуск метательного устройства и выход пули из пусковой трубы.

Изобретение относится к вооружению, а именно к баллистическим установкам. Баллистическая установка содержит лафет, раму, ствол, казенную часть с казенником, вкладышем, ударно-спусковым механизмом с двумя степенями предохранения (боевая чека, предохранительная чека, фиксируемая гайкой).

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в танковом вооружении. Из неподвижного и в движении танка производят поиск, обнаружение, опознавание, слежение цели с помощью совокупности взаимодействующих электронно-оптических приборов и автоматических систем, автоматически заряжают пушку выбранным типом боеприпаса, автоматически вычисляют, вводят поправки на температуру воздуха, износ канала ствола, атмосферное давление, боковой ветер, производят анализ сигналов от лазерного дальномера и блока переключения баллистик с помощью блока оценки эффективности стрельбы.

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано для уменьшения воздействия на летательный аппарат пороховых газов, истекающих из дульного среза ствола пушки.

Изобретение относится к артиллерии. Дальнобойное орудие содержит ствол (1) с казенной частью (2) и боеприпасы с зарядами взрывчатых веществ (3), (4), которые выполнены в виде последовательно расположенных по длине ствола (1) двух или более отдельных камер (5), (6), соединенных со снарядом (7) друг через друга посредством шейки гильзы (8).

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при создании гранатометов с безоткатным метанием. Гранатомет безоткатный содержит трубу, гранату, противомассу в виде полос из низкопрочного материала, камеру высокого давления с метательным зарядом.

Изобретение относится к артиллерийской технике. Артиллерийское орудие с дульным тормозом включает люльку, ствол.

Изобретение относится к системам вооружения, в частности к системе запуска дымовых гранат с объектов бронетехники. Пусковая установка содержит ствол, казенник, во внутренней полости которого на втулке размещаются электрокатушки, а также донце с креплением к борту объекта гайкой. На конце проводов, проводящих электрический ток на электрокатушки, размещен штепсельный разъем, предназначенный для подключения к системе управления пуском гранаты. Соединение деталей из разнородных материалов в пусковой установке может быть выполнено в зависимости от требований разбираемости: винтовым соединением, завальцовкой или другими видами механических соединений. При этом детали пусковой установки выполнены из материалов в соответствии в их функциональным назначением. Например, ствол может быть выполнен из легкосплавных материалов, втулка - из электротехнической стали, а казённик, донце и крепление к объекту - из конструкционной стали. Достигается повышение ремонтопригодности. 1 ил.

Изобретение относится к оружейной технике, а именно к противооткатным системам запирания канала ствола для гранатометов. Противооткатная система имеет затвор, возвратную пружину и амортизатор. Затвор состоит из личины и остова, которые соединены между собой шестернями. Личина и остов выполнены в виде зубчатых реек. Личина располагается в верхней, а остов - в нижней части ствольной коробки. Возвратная пружина расположена позади личины. Амортизатор установлен на переднем конце остова. Технический результат заключается в уменьшении отдачи при стрельбе, повышении точности при стрельбе, возможности стрельбы с сошек, более плавной работе автоматики, в уменьшении веса системы, а также в устойчивом центре тяжести оружия. 1 ил.

Изобретение относится к системам вооружения, в частности к системе запуска дымовых гранат с объектов бронетехники, и может быть использовано для расширения их применяемости. Пусковая установка содержит ствольные стреляющие устройства с опорами, блок управления пусками и соединительную электропроводку. При этом ствольные стреляющие устройства и блок управления пусками размещены на одной опоре, выполненной с каналами для соединительной электропроводки. Крепление опоры к объекту выполнено в виде односторонне расположенных болтовых соединений. Кроме того, опора армирована штифтами. Достигается возможность размещения на одной опоре нескольких стреляющих устройств, блока управления и соединительной проводки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам стрелкового пушечного оружия. Пушечное вооружение содержит автоматическую пушку и электросхему управления стрельбой. Пушка содержит ударный механизм куркового типа и электроспуск. В состав электросхемы входит кнопка стрельбы, переключатель режимов стрельбы, временной прерыватель стрельбы. В состав электроспуска входит электромагнит, якорь, упор электрошептала с пружиной, электрошептало с копирной поверхностью. На пушке установлен курок с боевой пружиной. Технический результат заключается в сокращении времени срабатывания спускового механизма. 3 ил.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в автоматических пушках боевых машин (БМ). Автоматическая пушка содержит ствольную коробку с кассетой и контактором, закрепленную с помощью фланца с зубьями и коромыслами на броневой маске башни БМ, агрегат ствола, затыльник с поводком механизма переключения подачи и ручкой предохранителя, дополнительные привод механизма переключения подачи в виде понижающего редуктора с электродвигателем, выходной шестернёй и зубчатой предохранительной муфтой, и привод предохранителя с поступательным электромеханизмом со штоком, движок, подвижные пальцы с пазами. Изобретение позволяет обеспечить дистанционное управление механизмом переключения подачи и предохранителем пушки, уменьшить время монтажа и демонтажа пушки на БМ. 6 ил.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в авиационных пушках. Устройство для уменьшения отдачи авиационной пушки маховиком содержит подвижную штангу из магнитного материала, закрепленную на корпусе вертолета, тормозной башмак в виде сегмента окружности и намагниченный заедино со штангой, маховик в виде колеса из титана со вставками стальных зубьев из магнитного материала одинакового полюса с башмаком. Изобретение позволяет увеличить калибр и количество подвесных пушек. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в пороховых баллистических установках (ПБУ). ПБУ содержит ствол для размещения в нем метаемого объекта (МО), пороховой заряд (ПЗ), зарядную камеру, соединенную с дополнительной камерой через отверстие с диаметром в зависимости от обеспечения равенства максимальных значений давлений в зарядной и дополнительной камерах в процессе разгона МО. Инициируют ПЗ, осуществляют начало газоприхода в зарядной камере, разгоняют МО в стволе под действием продуктов сгорания ПЗ, осуществляют перетекание продуктов сгорания ПЗ в дополнительную камеру, выравнивают давление в зарядной камере и дополнительной камере, осуществляют обратное перетекание продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области метательных устройств, а именно к способам и устройствам производства выстрела в пневматической метательной конструкции. Способ заключается в том, что в рабочий объем цилиндра перед выстрелом вместе с воздухом подается жидкое топливо с образование рабочей смеси воздуха и топлива. Производится сжатие рабочего объема цилиндра и горение этой смеси с образованием газов повышенного давления и вытеснение метательного снаряда этими газами через ствол в направлении к цели. Топливо подается в рабочий объем цилиндра перед его расширением, после чего производится расширение этого объема, и в конце процесса расширения в него подается атмосферный воздух. Устройство для производства способа выстрела содержит рабочий цилиндр, имеющий дно и торец. При полностью распрямленной в пределах цилиндра пружине между днищем поршня и отверстием, соединяющим торец цилиндра со стволом, размещен дополнительный мертвый объем, соединенный с каналом для впрыска топлива. В цилиндре имеется устройство для впуска воздуха, размещенное между этим мертвым объемом и днищем поршня при его положении перед производством выстрела. Достигается повышение надежности и точности выстрела. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к корабельным артиллерийским установкам среднего калибра, в которых широко применяются механические приводы, преобразующие подводимую первичную механическую энергию в механическую работу исполнительного устройства. Опорно-сцепной узел механического привода корабельной артиллерийской установки содержит трубчатый корпус, соединенный с приводимой в движение частью артиллерийской установки, шток, вставленный в трубчатый корпус и образующий вместе с ним возвратно-поступательную кинематическую пару «корпус-шток» с цилиндрической поверхностью соприкосновения сопряженных звеньев, и соединенное со штоком контактное звено. Подвижная часть артиллерийской установки передает кинетическую энергию своего движения приводимой в движение части артиллерийской установки. На трубчатом корпусе установлена муфта, образующая с этим корпусом возвратно-поступательную кинематическую пару «корпус-муфта» с цилиндрической поверхностью соприкосновения сопряженных звеньев. В цилиндрической стенке трубчатого корпуса выполнены отверстия, в которых расположены шарики, а на внутренней цилиндрической поверхности муфты и наружной цилиндрической поверхности штока выполнены кольцевые канавки с обеспечением геометрического замыкания кинематической пары «корпус-шток» шариками, когда они находятся в канавке штока, и вытеснения шариков в канавку муфты при смещении ее относительно корпуса. Контактное звено может быть выполнено в виде двуплечего рычага, опора вращения которого закреплена на приводимой в движение части артиллерийской установки. Достигается исключение при размыкании ведущей и ведомой частей артиллерийской установки пикового нагружения привода ее ведущей части и повышение за счет этого надежности отдельных узлов и вероятности безотказной работы установки в целом. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к технике высокоскоростного метания в лабораторных условиях. В баллистическом комплексе последовательно по траектории движения метаемых моделей расположены баллистическая установка, вакуумный глушитель, камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели и гидродинамическая камера. Вакуумируемый ствол через герметизирующее уплотнение частично заходит в вакуумный глушитель. К дульному срезу ствола пристыкован электромагнитный датчик скорости. На противоположном конце вакуумного глушителя крепится распорными винтами отсекатель метающего газа в виде металлической пластины с отверстием по оси. Камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели и гидродинамическая камера оборудованы иллюминаторами и запорной арматурой. Внутри гидродинамической камеры размещена рама, к которой крепятся и/или уловитель метаемого тела, и/или мишень, и/или контактные датчики. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности проведения прямых измерений на всей траектории движения метаемых моделей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для увеличения начальных скоростей полета метаемых объектов в процессе экспериментальной отработки новой техники с использованием ствольных пороховых баллистических установок. Двухкаскадная баллистическая установка содержит ствол с зарядной камерой, установленный в ней основной заряд со средством инициирования, поршень, дополнительный заряд с устройством воспламенения. Поршень размещен на выходе из зарядной камеры с возможностью перемещения только по направлению к МО. Дополнительный заряд установлен в стволе между поршнем и МО. Основной и дополнительный заряды выполнены из пороха, а средство инициирования основного заряда - в виде удлиненного заряда ВВ, размещенного коаксиально внутри основного заряда, выполненного с возможностью инициирования с заданной задержкой относительно момента воспламенения дополнительного заряда, воспламеняемого в неподвижном состоянии. Достигается повышение надежности получения высоких скоростей полета МО при действующих ограничениях на максимально допустимые величины давления в стволе и перегрузке МО. 2 ил.

Наверх