Стабилизирующее устройство артиллерийского снаряда

 

Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам. Стабилизирующее устройство артиллерийского снаряда содержит лопасти стабилизатора, одним концом шарнирно закрепленные осями на корпусе хвостового отсека, и устройство раскрытия лопастей с установленным подвижно в центральной цилиндрической полости хвостового отсека рабочим элементом, выполненным в виде поршня. С одной стороны поршня расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через канал в поршне. Оси лопастей стабилизатора размещены в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда. На задних кромках лопастей выполнены вырезы, с которыми контактирует кольцевой выступ, образованный на наружной поверхности поршня устройства раскрытия. Сам поршень снабжен устройством фиксации положения в виде упругой разжимной цанги с утолщением на наружной поверхности разрезного конца, закрепленной на переднем торце поршня и упирающейся своим утолщением в наклонную поверхность фаски, выполненной в передней части центральной цилиндрической полости хвостового отсека. При этом в камере поршня размещен замковый механизм, включающий подвижное инерционное тело, в кольцевой проточке которого расположено разрезное кольцо, и ступенчатую цилиндрическую втулку с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, установленную между инерционным телом и цангой с возможностью двухпозиционной фиксации положения. Между инерционным телом и поршнем расположена враспор возвратная пружина. Изобретение позволяет исключить удар оперения о ствол орудия, уменьшить угол разворота лопастей, сократить время их раскрытия и в результате повысить надежность снаряда в целом. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области артиллерийской техники, в частности к артиллерийским снарядам, как к управляемым, так и неуправляемым.

Известно устройство раскрытия хвостового оперения снаряда [1], содержащее выталкивающее устройство и множество лопастей, шарнирно закрепленных на осях и распределенных по окружности снаряда. Устройство включает подвижную часть, способную скользить, сохраняя герметичность в первом канале, из первого положения во второе, что приводит к развороту лопастей. Совместно с первым каналом подвижная часть образует первую камеру и перемещается в этой первой камере под действием давления газов, выработанных газогенератором. За время перемещения подвижной части из первого положения во второе лопасти полностью раскрываются. Устройство раскрытия снабжено стопорящим механизмом, фиксирующим скользящую часть устройства, позволяющим, выдвигаясь, организовать второе положение подвижной части и изолирующим ее первую камеру от второй камеры, в которой расположен воспламенитель, необходимый для задействования выталкивающего устройства, которое расстопаривается под действием давления. Когда упомянутое выше второе положение будет достигнуто, первая камера начнет сообщаться с вышеуказанной второй камерой.

Использование в устройстве раскрытия газогенератора, необходимого для образования газов, приводящих в движение выталкивающий лопасти рабочий элемент, а также воспламенителя, инициирующего работу самого газогенератора, увеличивает габариты устройства раскрытия, усложняет его конструкцию, снижая тем самым надежность функционирования.

Известно направляющее устройство [2], которое является прототипом предлагаемого изобретения. Оно предназначено для снаряда, выстреливаемого из ствола под действием движущих газов. Снаряд имеет несколько ребер стабилизатора, шарнирно закрепленных на одном конце и занимающих сложенное положение во время движения снаряда в стволе. На ребра стабилизатора действует развертывающее усилие, создаваемое поршнем, который перемещается в полости направляющего устройства. В направляющем устройстве предусмотрен канал, по которому во время увеличения давления газов в стволе, газы попадают в камеру, расположенную с одной стороны поршня, и создают в этой камере давление, необходимое для перемещения поршня. Внутри канала установлен клапан, который закрывает канал при уменьшении давления газов в стволе. Закрывание клапана происходит до прохода механизма через дульную часть ствола.

В снаряде, выбранном за прототип, в качестве рабочего тела, а именно газа, приводящего в движение поршень устройства раскрытия, используются пороховые газы метательного заряда, что позволяет значительно упростить конструкцию стабилизатора снаряда. Однако раскрытие лопастей стабилизатора начинается без всякой задержки, когда давление в камере поршня в общей сложности превысит силу давления газов в стволе и действующие на поршень инерционные силы стартовой перегрузки, что происходит еще в момент прохождения снарядом нарезной части ствола. В это время лопасти удерживаются в сложенном положении только действием ствольной перегрузки, за счет смещения центра масс лопастей относительно оси поворота, и при сообщении им достаточно мощного импульса со стороны поршня возможен удар раскрывающихся лопастей как о внутренние стенки непосредственно ствола, так и о дульный тормоз орудия, имеющий большое относительное удлинение. Не исключено и повреждение самих лопастей стабилизатора.

Кроме того, лопасти, разворачиваясь в сторону, противоположную движению снаряда, проходят положение с нулевой стреловидностью, после которого центробежные силы от вращения снаряда, действующие также и на лопасти, начинают препятствовать их раскрытию.

Большой угол разворота лопастей стабилизатора и отрицательное влияние центробежных сил на участке за нулевой стреловидностью замедляют процесс раскрытия, что, как и возможный удар раскрывающегося оперения о ствол орудия, приводит к дополнительным возмущениям снаряда и к возрастанию величины начального промаха. Неизбежное при этом увеличение начальных углов атаки снаряда значительно повышает нагрузку на лопасти, что может даже привести к их деформации на сверхзвуковых скоростях выхода снаряда из ствола. Все это ведет к снижению надежности функционирования снаряда в целом.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности функционирования артиллерийского снаряда за счет применения стопорящего лопасти стабилизатора устройства, срабатывающего с определенной задержкой, исключающей удар оперения о ствол орудия, и одновременного уменьшения угла разворота лопастей, сокращающего время самого процесса раскрытия. Это достигается тем, что в стабилизирующем устройстве артиллерийского снаряда, содержащем лопасти стабилизатора, одним концом шарнирно закрепленные осями на корпусе хвостового отсека, и устройстве раскрытия лопастей с установленным подвижно в центральной цилиндрической полости хвостового отсека рабочим элементом, выполненным в виде поршня, с одной стороны которого расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через канал в поршне, оси лопастей стабилизатора размещены в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда и на задних кромках лопастей выполнены вырезы, с которыми контактирует кольцевой выступ, образованный на наружной поверхности поршня устройства раскрытия, а сам поршень снабжен устройством фиксации положения в виде упругой разжимной цанги с утолщением на наружной поверхности разрезного конца, закрепленной на переднем торце поршня и упирающейся своим утолщением в наклонную поверхность фаски, выполненной в передней части центральной цилиндрической полости хвостового отсека, при этом в камере поршня размещен замковый механизм, включающий подвижное инерционное тело, в кольцевой проточке которого расположено разрезное кольцо, и ступенчатую цилиндрическую втулку с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, установленную между инерционным телом и цангой с возможностью двухпозиционной фиксации положения, а между инерционным телом и поршнем расположена враспор возвратная пружина.

Размещение осей лопастей стабилизатора в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда позволяет, по сравнению с прототипом, почти вдвое уменьшить угол поворота лопасти до положения полного раскрытия и, следовательно, сократить время самого процесса раскрытия. Застабилизированный раскрытым непосредственно после выхода из ствола оперением артиллерийский снаряд не успевает набрать большие углы атаки, влияющие на несущую способность лопастей и на величину начального промаха, что повышает надежность его функционирования.

В сложенном положении, как при служебном обращении, так и при движении снаряда по каналу ствола, лопасти удерживаются кольцевым выступом, образованным на наружной поверхности поршня устройства раскрытия, с которым они контактируют вырезами, выполненными на задних кромках. Сам поршень зафиксирован от перемещения в центральной цилиндрической полости хвостового отсека упругой разжимной цангой, исключая, таким образом, преждевременное раскрытие лопастей и их возможный удар о ствол орудия или о его дульный тормоз. Расстопаривание упругой разжимной цанги, а следовательно, и раскрытие оперения осуществляются замковым механизмом, установленным в камере поршня. Изменяя соотношение массы подвижных частей замкового механизма и усилия возвратной пружины, установленной враспор между поршнем и инерционным телом замкового механизма, возможно варьировать временем освобождения цанги и начала выдвижения поршня. Очевидно, что оптимальным является соотношение, при котором процесс разворота лопастей начинается непосредственно после выхода снаряда из ствола, когда начальные возмущения еще достаточно малы, а удар раскрывающихся лопастей о элементы артиллерийской системы уже невозможен.

Сравнение указанного технического решения с прототипом позволяет установить его соответствие критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется графическими материалами, фиг.1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен общий вид стабилизирующего устройства артиллерийского снаряда, на фиг.2 - исходное положение элементов устройства раскрытия лопастей стабилизатора, на фиг. 3 - положение элементов устройства раскрытия после его срабатывания. Штрих-пунктиром показано положение лопастей раскрытого стабилизатора.

Стабилизирующее устройство артиллерийского снаряда содержит лопасти 1, одним концом шарнирно закрепленные осями 2 на корпусе 3 хвостового отсека, с обеспечением возможности разворота по направлению движения снаряда. В центральной цилиндрической полости хвостового отсека расположено устройство раскрытия лопастей с рабочим элементом в виде подвижного поршня 4. На наружной поверхности поршня 4 образован кольцевой выступ "a", контактирующий с вырезами "b" на задних кромках сложенных лопастей. В исходном положении поршень 4 зафиксирован закрепленной на его переднем торце упругой разжимной цангой 5, которая упирается своим утолщением, выполненным на разрезном конце, в наклонную поверхность фаски "c" в передней части центральной полости корпуса 3. Со стороны переднего торца поршня 4 расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через дроссельное отверстие "d", выполненное в поршне. В этой камере, соосно с поршнем, размещен замковый механизм, включающий инерционное тело 6 и ступенчатую цилиндрическую втулку 7 с кольцевой канавкой "e" на внутренней поверхности. Втулка 7 установлена между инерционным телом 6 и упругой разжимной цангой 5 с возможностью двухпозиционной фиксации положения и, контактируя с цангой своей наружной поверхностью, препятствует ее обжатию. Осевое перемещение втулки 7 вдоль находящегося внутри ее инерционного тела 6 исключается разрезным кольцом 8, расположенным в кольцевой проточке f инерционного тела и упирающимся скосом g в торец втулки. Между инерционным телом 6 и поршнем 4 установлена враспор возвратная пружина 9. Осевое перемещение инерционного тела 6 от усилия предварительного поджатия возвратной пружины 9 ограничено скобой 10, закрепленной на корпусе 3 хвостового отсека.

При движении артиллерийского снаряда по стволу орудия инерционное тело 6 под воздействием ствольной перегрузки давит на разрезное кольцо 8. Радиальная составляющая усилия взаимодействия втулки 7 и разрезного кольца 8, возникающая на скосе g, сжимает разрезное кольцо, которое, размещаясь в проточке f инерционного тела 6, позволяет ему перемещаться назад, сжимая возвратную пружину 9. Разрезное кольцо 8, двигаясь вместе с инерционным телом 6, разжимается и проскакивает в кольцевую канавку e втулки 7, связывая ее с инерционным телом. Одновременно с этим в камеру поршня 4 через дроссельное отверстие d из заснарядного пространства поступают пороховые газы метательного заряда, создавая там давление.

В момент выхода снаряда из ствола, когда ствольная перегрузка резко снижается, возвратная пружина 9 толкает вперед инерционное тело 6 и связанную с ним цилиндрическую ступенчатую втулку 7, выводя ее из контакта с упругой разжимной цангой 5 и давая возможность последней обжиматься. Под действием внутреннего давления в камере поршень 4 стремится переместиться в центральной полости корпуса 3 в направлении лопастей и тянет за собой закрепленную на нем цангу 5. Возникающая на наклонной поверхности фаски c радиальная составляющая взаимодействия упругой разжимной цанги 5 с корпусом 3 сжимает цангу, давая возможность поршню 4 свободно перемещаться относительно корпуса 3. При выдвижении из корпуса стабилизатора поршень толкает одновременно все лопасти. Преодолевая силы трения об корпус, лопасти 1, получив импульс от поршня 4, подхваченные центробежными силами от вращения снаряда, раскрываются.

Таким образом, использование в конструкции стопорящего лопасти стабилизатора устройства, срабатывающего с определенной задержкой, исключающей удар оперения о ствол орудия, и одновременное уменьшение угла разворота лопастей, сокращающее время самого процесса раскрытия, позволяет повысить надежность функционирования артиллерийского снаряда в целом.

Источники информации.

1. Патент США (US) N 5082203 по классу НКИ 244-3.28, опубликован 21 января 1992 года.

2. Международная заявка PCT(WO) N 86/03579 по классу МКИ 5 F 42 B 10/14, 10/48, опубликована 19 июня 1986 года.

Формула изобретения

Стабилизирующее устройство артиллерийского снаряда, содержащее лопасти стабилизатора, одним концом шарнирно закрепленные осями на корпусе хвостового отсека, и устройство раскрытия лопастей с установленным подвижно в центральной цилиндрической полости хвостового отсека рабочим элементом, выполненным в виде поршня, с одной стороны которого расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через канал в поршне, отличающееся тем, что в нем оси лопастей стабилизатора размещены в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда, на задних кромках лопастей выполнены вырезы, с которыми контактирует кольцевой выступ, образованный на наружной поверхности поршня устройства раскрытия, поршень снабжен устройством фиксации положения в виде упругой разжимной цанги с утолщением на наружной поверхности разрезного конца, закрепленной на переднем торце поршня и упирающейся своим утолщением в наклонную поверхность фаски, выполненной в передней части центральной цилиндрической полости хвостового отсека, при этом в камере поршня размещен замковый механизм, включающий подвижное инерционное тело, в кольцевой проточке которого расположено разрезное кольцо, и ступенчатую цилиндрическую втулку с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, установленную между инерционным телом и цангой с возможностью двухпозиционной фиксации положения, а между инерционным телом и поршнем расположена враспор возвратная пружина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3