Устройство для производства выстрела

Изобретение относится к устройствам для реактивного пуска или метания твердых тел с помощью высокоскоростного горячего газового потока. Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки. Лейнер выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит, по крайней мере, из одного металлического тонколистового слоя и слоя из композиционного волокнистого материала (КВМ) с полимерными матрицами. Повышается коэффициент использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области анизотропных конструкций, предназначенных для хранения-транспортировки, реактивного пуска или метания твердых тел с помощью высокоскоростного горячего газового потока.

Известны минометные стволы с металлическим казенником и дульной частью в виде цельнопластиковой (из композиционного волокнистого материала - КВМ) трубы (патент США №3517585, 1972 г.). Применение КВМ позволяет значительно снизить вес ствола, однако отсутствие на внутренней поверхности трубы теплозащитного экрана приводит к повышенному термоэрозионному износу канала ствола и быстрой потере живучести ствола. С целью повышения живучести ствола КВМ укладывают на тонкий металлический моноблок (лейнер). Такие конструкции широко используются в баллистических установках. Это направляющие трубы для пуска реактивных снарядов, артиллерийские и минометные стволы. В качестве примера можно привести реактивные системы Джет Шот (Бельгия) и XLE1 (Великобритания). Они легче цельнометаллических аналогов на 40-50%.

Известны различные варианты исполнения стволов огнестрельного оружия с применением КВМ. («Применение композиционных материалов для стволов огнестрельного оружия», пер. с англ. №№П-24476, П-24480, США, 1981 г.). Общим в их устройстве является наличие металлического лейнера и пластиковой или металлопластиковой оболочки. Введение в конструкцию ствола в то же время имеет и негативные стороны, ограничивающие эффект снижения массы ствола за счет применения КВМ. Причиной этого является значительное различие в величине модуля Юнга металлов и КВМ. Так модуль Юнга стеклопластика, наиболее дешевого и технологичного КВМ, в 4-5 раз меньше соответствующей характеристики высоколегированной стали, что приводит к снижению коэффициента использования несущей способности КВМ и, как следствие, к завышению массы ствола.

В качестве ближайшего аналога можно привести устройство для производства выстрела, описанного в патенте US №3641870 A, F41C 21/02, 15.02.1972 г.

Устройство состоит из стального лейнера и металлопластиковой оболочки, изготовленной путем намотки на лейнер стальной проволоки диаметром 0,05-0,2 мм на эпоксидном связующем. С целью повышения несущей способности ствола намотка производится с расчетным натяжением, что обеспечивает эффект скрепления ствола. Указанный ствол легче цельнометаллического аналога на 40%.

Однако явление релаксации напряжений, связанное с реологией и действием термоциклических нагрузок на армированный полимер, сводит эффект скрепления практически до минимума. Кроме того, однонаправленное (поперечное) армирование оболочки приводит к снижению изгибной жесткости рассматриваемого ствола по сравнению с его цельнометаллическим аналогом. Применение же продольного армирования для повышения изгибной жесткости уменьшило бы эффект снижения массы ствола.

Таким образом данное устройство, как и рассматриваемые выше аналоги, из-за различия значений модуля Юнга материалов лейнера и оболочки обладает низким значением коэффициента использования несущей способности (Кнс) КВМ (максимальные значения Кнс на поверхности контакта лейнер - оболочка: Кнс=0,1 - для стеклопластика и Кнс=0,45 - для боропластика), в то время как в цельнометаллическом аналоге на радиусе, равном радиусу контактной поверхности лейнер - оболочка металлборопластикового ствола Кнс=0,67.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение Кнс КВМ и изгибной жесткости устройства в целом. Поставленная задача решается следующим образом.

Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки. Лейнер устройства выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит из одного или более чередующихся тонколистовых металлических слоев и слев из КВМ с полимерными матрицами.

Металлическая пружина лейнера в устройстве выполнена в виде спирали Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.

Металлические слои в оболочке устройства выполнены в виде спиралей Архимеда, витки которых плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.

Спирали Архимеда в оболочке устройства укладываются путем намотки на полимеризованные слои КВМ и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.

Металлические слои оболочки устройства выполнены из тонких лент путем намотки с переменным по длине устройства шагом.

Соседние витки металлических лент оболочки устройства выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки и или импульсной сварки.

Слои из металлических лент расположены у наружной поверхности оболочки.

В промежутках между витками металлических лент оболочки устройства укладываются однонаправленный высокомодульный КВМ и алюминиевая фольга.

Наружная поверхность оболочки устройства представляет обечайку, выполненную из металлической ленты, сваренной встык.

Техническим результатом является повышение коэффициента использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом.

На фиг.1 изображен поперечный разрез устройства для производства выстрела.

На фиг.2 изображен продольный разрез.

Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера 1 и металлопластиковой оболочки 2. Лейнер 1 выполнен в виде спиральной пружины из тонколистового металла (см. фиг.1). Пружина представляет собой спираль Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения. Оболочка 2 составлена по радиусу из слоев КВМ 3 и металлических спиралей Архимеда 4, которые укладываются на полимеризованные слои КВМ 3 (фиг.1) или металлические ленты 5 (фиг.2) путем их намотки с переменным по длине устройства шагом hi, что способствует снижению интенсивности массовой погонной нагрузки в направлении от казенной к дульной части баллистического устройства и снижению статического и динамического прогибов в его дульной части.

Витки соседних слоев металлических лент 5 выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки или импульсной сварки, что способствует повышению изгибной жесткости баллистического устройства. Слои из металлических лент 5 расположены у наружной поверхности оболочки 2, что ограничивает радиальные перемещения слоев КВМ 3, способствуя тем повышению его Кнс и изгибной жесткости за счет расположения слоев маталлических лент 5 с более высоким модулем Юнга, который в виде тонких листов и стальных лент может превышать на порядок соответствующие значения для слоев КВМ 3.

Повышению изгибной жесткости также может способствовать повышение момента инерции металлических слоев 5, т.к. изгибная жесткость прямо пропорциональна четвертой степени радиуса трубы (устройства).

В промежутках между витками металлических лент 5 укладывается высокомодульный КВМ 6. С целью повышения теплопроводности стенки устройства в промежутках между витками металлических лент 5 может укладываться алюминиевая фольга.

Во время пуска или выстрела давление газового горячего потока воздействует на лейнер 1 (фиг.1), который подобно спиральной пружине раскручивается в пределах упругих деформаций КВМ оболочки 2. Работая подобно механизму, лейнер 1 не является несущей конструкцией в части тангенциальных напряжений. Аналогично работают спирали 4 в оболочке, реализуя эффект использования несущей способности материала оболочки по радиусу устройства. Таким образом реализуется эффект повышения использования коэффициента несущей способности КВМ. Работа лейнера 1 (фиг.2) аналогична несущей способности КВМ.

Спиральные слои металлических лент 5, расположенные у поверхности оболочки устройства, обеспечивают повышение изгибной жесткости устройства и снижение статического и динамического прогиба в его дульной части.

Таким образом, получен технический результат, а именно повышен коэффициент использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом.

1. Устройство для производства выстрела, состоящее из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки, отличающееся тем, что лейнер выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит, по крайней мере, из одного металлического тонколистового слоя и слоя из композиционного волокнистого материала (КВМ) с полимерными матрицами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлическая пружина лейнера выполнена в виде спирали Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в оболочке металлические слои выполнены в виде спиралей Архимеда, витки которых плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что спирали Архимеда в оболочке уложены путем намотки на полимеризованные слои КВМ.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлические слои оболочки выполнены из тонких лент путем намотки с переменным по длине устройства шагом.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что соседние витки металлических лент выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки и/или импульсной сварки.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что слои из металлических лент расположены у наружной поверхности оболочки.

8. Устройство по любому из пп.5 или 6, отличающееся тем, что в промежутках между витками металлических лент укладываются однонаправленный высокомодульный КВМ и алюминиевая фольга.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность оболочки, представляет обечайку, выполненную из металлической ленты, сваренной встык.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам производства ружейных стволов и может применяться для изготовления всех типов огнестрельного оружия. .
Изобретение относится к обороной технике, а именно к производству стрелково-пушечного вооружения, и может быть использовано для ремонтно-восстановительных операций.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при проектировании стволов автоматического скорострельного оружия. .

Изобретение относится к метательным баллистическим установкам ствольного типа, а именно к стволам метательных установок, и может быть использовано в области экспериментальных исследований при создании баллистических установок.

Изобретение относится к области производства контейнеров из композиционных материалов, армированных волокном, для использования при высоких температурных и динамических нагрузках

Изобретение относится к оружию и может быть использовано в высокоточном огнестрельном гладкоствольном оружии. Устройство газостатического центрирования снаряда содержит ствол с казенной частью, запертой корпусом двойного ударного механизма, внутреннюю втулку с продольным каналом. Боевой выстрел состоит из гильзы с капсюлем и пороховым зарядом и снаряда, размещенного во втулке с зазором, который соединен с каналом через выточки и гидравлические сопротивления в виде отверстий малого диаметра, которые расположены вдоль ствола группами, каждая из которых образует пояс из нескольких равномерно расположенных по окружности отверстий. Оси отверстий могут составлять угол с линией радиуса ствола. Дополнительный источник давления (холостой пороховой выстрел) заключен в гильзе и соединен с каналом через отверстие и представляет собой баллон или компрессор высокого давления. Втулка состоит из отрезков труб с торцовыми поверхностями, на которых размещены гидравлические сопротивления. При сгорании порохового заряда в гильзе снаряд начинает движение вдоль ствола, одновременно сгорает порох в гильзе, и пороховые газы, обгоняя снаряд, проходят по отверстию, каналу, выточкам, отверстиям в полость ствола, при пересечении телом снаряда выхода в ствол отверстий в зазоре создается несущий газовый слой, центрирующий снаряд. Изобретение позволяет повысить эффективность выстрела обычных снарядов с гладкой цилиндрической частью. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к огнестрельному оружию, в частности к стволу огнестрельного оружия. Ствол полностью или частично выполнен составным двухслойным. Внутренняя труба ствола выполнена из материала с большим коэффициентом термического расширения. Внешняя труба выполнена из материала с меньшим коэффициентом термического расширения и с лучшей теплопроводностью. В другом варианте изобретения ствол выполнен трехслойным. Внутренняя труба ствола выполнена из материала с наибольшим коэффициентом термического расширения из этих трех слоев. Наружная труба выполнена из материала с наилучшей из этих трех слоев теплопроводностью. В другом варианте изобретения, средняя труба выполнена из материала с наихудшей из этих трех слоев теплопроводностью. В другом варианте ствол выполнен четырехслойным. Внутренняя труба выполнена из материала с наибольшим из этих четырех слоев коэффициентом термического расширения. Наружная труба выполнена из материала с наибольшей из этих четырех слоев теплопроводностью и имеет оребрение. Достигается уменьшение термического расширения внутреннего диаметра ствола. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оружию. Способ изготовления утяжелённого ствола содержит первый этап, на котором трубу, имеющую два конца, прикрепляют ее первым концом к клиновидному элементу. На втором этапе ко второму концу трубы прикрепляют дуло, которое заканчивается колпачком. Причем дуло содержит по меньшей мере один боковой проем и по меньшей мере одно первое кольцо, плотно устанавливаемое внутри трубы с герметизацией тем самым второго конца, и также упоры, которые образуют в колпачке каналы, соединяющие друг с другом внешнюю и внутреннюю части дула. Упоры задают конец хода указанной трубы. На третьем этапе ствол прикрепляют к дулу и к клиновидному элементу, образуя тем самым между трубой и стволом пространство или полость. На четвертом этапе полученную на третьем этапе конструкцию вставляют в формовочный станок для осуществления приливки, за исключением входного конца ствола, и придают ей заданную форму, причем указанный конец проникает в приливку по каналам в направлении внутрь трубы вплоть до указанного первого кольца. Достигается большая эффективность несъёмного внутреннего глушителя без увеличения массы и длины оружия, а также упрощение его изготовления. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к военной технике, а именно к технологии изготовления оружейных стволов. Способ изготовления ствола оружия заключается в том, что сплошную заготовку по длине ствола разрезают вдоль горизонтальной оси. В каждой из частей заготовки прорезают углубление под канал ствола, поверхность углубления подвергают механической обработке. На подготовленную поверхность наносят покрытие методом аргонно-дуговой наплавки в сочетании с самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. В качестве нерасходуемого электрода используют вольфрамо-рениевый, а в качестве присадочного электрода - электрод из спрессованной экзотермической смеси порошков титана с бором и/или углеродом. После наплавки проводят финишную обработку горизонтальных поверхностей заготовок и поверхностей наплавки углублений до нужного калибра ствола. Соединение обработанных частей заготовок между собой в ствол осуществляют по внешней поверхности намоткой с натягом слоями высокопрочной стальной проволокой или лентой, или лентой из углеродного волокна. Технический результат заключается в снижении массы оружия, снижении изгибных колебаний ствола, повышении износостойкости покрытия при сохранении высоких служебных характеристик. 4 ил.

Способ предназначен для изготовления ствола, имеющего полую трубку (1) с входным концом (14) и выходным концом (15). На первом этапе трубку (1) вводят в формовочную машину и вводят фиксирующие элементы (50) и опоры, фиксируя трубку (1), с оставлением ее на весу в устойчивом центрированном положении внутри формовочной машины. На втором этапе трубку (1), за исключением входного конца (14) трубки, подвергают многокомпонентному формованию, придавая ей требуемую форму. Обеспечивается равномерность толщин многокомпонентного формирования по всей длине трубки, что позволяет избежать искривления ствола. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области огнестрельного оружия, а именно способу получения керамической вставки для ствола стрелкового оружия. Способ получения керамической вставки для оружейных стволов включает подготовку исходных смесей из керамических порошков и временного связующего, формование методом холодного изостатического прессования в пресс-форме с эластичной оболочкой и с использованием стержня с заданным профилем нарезки на внешней поверхности с получением заготовки в виде трубки, удаление временного связующего при прокаливании, спекание и механическую обработку, при этом стержень пресс-формы изготавливают из твердого сплава на основе карбида вольфрама, эластичная оболочка пресс-формы состоит из двух слоев, причем твердость внутреннего слоя эластичной оболочки с более высокой твердостью составляет не менее 80 единиц по Шору при разнице показателей твердости внутреннего и наружного слоя не менее 40 единиц по Шору, а спекание проводят методом компрессионного спекания в среде азота под давлением 5-7 МПа. Технический результат, обеспечиваемый при реализации изобретения, заключается в большей износоустойчивости пресс-формы, а также в повышении качества получаемых при прессовании поверхностей, что упрощает дальнейшую обработку. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к устройствам для реактивного пуска или метания твердых тел с помощью высокоскоростного горячего газового потока

Наверх