Надульное устройство для пушки
Владельцы патента RU 2569690:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к вооружению, а именно к надульным устройствам для пушек. Надульное устройство для пушки включает ствол с установленным на нем ресивером. У обреза ствола пушки в теле ствола у передней стенки ресивера изготовлены симметрично четыре впускных отверстия суммарной площадью не менее площади поперечного сечения канала ствола. Сопла изготовлены у задней стенки ресивера в теле ствола. Над соплами на внешней поверхности ствола установлен фильтр. Над впускными отверстиями на внешней поверхности ствола установлен клапанный механизм. На конце ствола пушки установлен дульный тормоз с двумя цилиндрическими отверстиями, повернутыми под углом 90° к продольной оси канала ствола и расположенными в плоскости, параллельной земной поверхности. Объем ресивера составляет не менее ¼ объема канала ствола пушки при внешнем диаметре ресивера не более двух диаметров ствола пушки у дульного среза. Суммарная площадь поперечного сечения отверстий для выпуска пороховых газов из дульного тормоза в стороны составляет не менее половины площади поперечного сечения канала ствола, а отношение длины отверстий к их диаметру - не менее 1,5. Технический результат заключается в снижении давления на дульном срезе пушки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к основному вооружению образцов бронетанкового вооружения, и может быть использовано в пушках в качестве устройства, обеспечивающего снижение времени потери видимости цели (Tпвц) после выстрела и снижение демаскирующих признаков выстрела из стреляющего объекта.
Известно, что при стрельбе из танковых пушек возникает пыледымовое облако (ПДО), которое препятствует наблюдению результатов стрельбы и, тем самым, снижает эффективность использования вооружения объекта, а также демаскирует стреляющий объект.
В зависимости от условий стрельбы Tпвц из-за влияния ПДО может достигать десятков секунд. Основными причинами возникновения ПДО являются резкое повышение давления на дульном срезе пушки при выстреле и его влияние на подстилающую поверхность местности (пылевое облако), а также выброс продуктов сгорания порохового заряда в атмосферу перед стреляющим объектом (дымовое облако).
В настоящее время не существует приемлемых на практике способов и устройств, обеспечивающих снижение ПДО при стрельбе из основного вооружения танка (САУ и других образцов бронетанкового вооружения с калибром пушек 76 мм и более).
Известен способ уменьшения Tпвц за счет применения надульных газовых устройств [1, 2], которые часть пороховых газов отводят в стороны от пушки.
Недостатком существующих надульных газовых устройств является то, что они только частично изменяют направление распространения фронта ударной волны, несущественно снижая давление на дульном срезе пушки, скорость и время истечения пороховых газов, не обеспечивают очистку пороховых газов от продуктов сгорания порохового заряда.
В таблице показано распределение избыточного давления на расстоянии 6 м от дульного среза пушки при выстреле из орудия с дульным устройством, отводящим 60% пороховых газов в стороны под углом 90° и без него [2].
| Таблица | ||
| Величина избыточного давления | ||
| Ствол | Избыточное давление, кг/см2 | |
| в направлении выстрела | в стороне от орудия | |
| с дульным устройством | 0,68 | 0,88 |
| без дульного устройства | 0,80 | 0,60 |
Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что выброс пороховых газов с применением устройств, отводящих часть газов в стороны, по сравнению с орудием без устройства в целом незначительно изменяют картину перераспределения избыточного давления пороховых газов на дульном срезе пушки.
Экспериментальные исследования показывают, что среднее время Tпвц только за счет влияния дымового облака при стрельбе с места бронебойно-подкалиберным снарядом из танковой пушки Д-81 составляет 2,8 с и колеблется в пределах от 1,2 до 13 с при скорости ветра не более 2 м/с. С уменьшением скорости ветра Tпвц растет. ПДО является серьезной помехой действиям экипажа танка при стрельбе, особенно с места и из окопа. Проведенные многочисленные практические стрельбы при различных внешних условиях показывают, что наводчик и командир в большинстве случаев не в состоянии оценить результаты стрельбы (попадание, промах) и провести корректировку стрельбы из-за потери видимости цели, т.к. полетное время снарядов на дальности действительной стрельбы меньше Tпвц [3].
Наиболее близким по технической сущности является механизм продувания канала ствола танковой пушки Д10-ТГ [4], включающий ствол с установленным у дульного среза пушки ресивером, содержащим впускной клапан, сопла, корпус ресивера и детали крепления ресивера на стволе. Механизм продувания установлен у дульного среза пушки и предназначен для удаления пороховых газов из канала ствола при выстреле. Впускной клапан (шарик) установлен в теле ствола пушки у дальней от дульного среза пушки горловины ресивера, отверстие под клапан - круглое. Сопла представляют собой калиброванные отверстия в жиклерах, установленных в теле ствола пушки под определенным углом к оси канала ствола ближе к дульному срезу пушки. Такое устройство практически не оказывает влияния на процесс формирования ПДО и имеет такие же недостатки, что и у вышеуказанных устройств.
Целью настоящего изобретения является уменьшение Tпвц путем снижения давления на дульном срезе пушки за счет удаления части пороховых газов из канала ствола до момента вылета снаряда из пушки, растягивания процесса истечения этой части пороховых газов во времени с одновременной их очисткой от продуктов сгорания, направления части пороховых газов под углом 90° к продольной оси канала ствола параллельно земной поверхности.
Поставленная цель достигается изменением конструкции механизма продувания ствола, мест размещения впускных клапанов и сопел, изменением их размеров, установкой дульного тормоза.
Сущность изобретения поясняется рисунком, где представлена конструкция надульного устройства для пушки. Надульное устройство включает в себя измененную конструкцию механизма продувания ствола и закрепленное на конце ствола устройство для изменения направления истечения пороховых газов - дульный тормоз. В измененной конструкции механизма продувания в теле ствола изготовлены симметрично четыре впускные отверстия 1. В отличие от прототипа, они расположены у передней стенки ресивера 4. Суммарная площадь впускных отверстий 1 составляет не менее площади поперечного сечения канала ствола. Сопла 3 для выпуска газов из ресивера изготовлены у его задней части. Суммарная площадь сопел 3 подбирается таким образом, чтобы время выпуска пороховых газов не ограничивало существующую техническую скорострельность пушки. При этом объем ресивера составляет не менее 1/4 объема канала ствола для достижения эффекта резкого снижения давления на обрезе ствола пушки. Диаметр корпуса ресивера не превышает двух диаметров ствола пушки у дульного среза. Над впускными отверстиями 1 на внешней поверхности ствола установлен клапанный механизм 5. Над соплами установлен фильтр 6 для очистки пороховых газов от продуктов сгорания порохового заряда. Для сохранения начальных скоростей снарядов ствол пушки увеличен на длину отверстий 1. Для достижения еще большего снижения давления на обрезе ствола после вылета снаряда на конце ствола установлен дульный тормоз 7 с двумя круглыми отверстиями 8. Суммарная площадь поперечного сечения отверстий 8 составляет не менее половины площади поперечного сечения канала ствола, отношение длины отверстий 8 к их диаметру - не менее 1,5. Отверстия расположены в плоскости, параллельной земной поверхности, угол между осью отверстий и осью канала ствола равен 90°.
Надульное устройство работает следующим образом. В исходном положении клапанный механизм 5 закрывает впускные отверстия 1. После производства выстрела, когда снаряд своим задним ведущим (или центрирующим) пояском начнет открывать впускные отверстия 1, давление пороховых газов откроет клапаны клапанного механизма 5, и часть пороховых газов начнет поступать в полость 9 ресивера 4. При этом поток пороховых газов поворачивается на 180°, создавая усилие на стволе пушки, направленное против усилия отката. Практически одновременно часть пороховых газов поступает в полость ресивера через сопла 3. До покидания снарядом ствола пушки с дульным тормозом 7 пороховые газы поступают в полость 9 ресивера 4, за счет чего осуществляется резкое снижение давления в канале ствола. Часть пороховых газов после открывания снарядом отверстий 8 направляется под углом 90° к продольной оси пушки, дополнительно снижая давление на подстилающую поверхность местности. После снижения давления в канале ствола пушки ниже, чем в полости 9 ресивера 4, закрывается клапанный механизм 5, пороховые газы через сопла 3 поступают в канал ствола в направлении к обрезу пушки, предварительно очищаясь от продуктов сгорания фильтром 6, чем достигается уменьшение дымового облака. Ввиду того, что пороховые газы из полости 9 выпускаются через сопла 3 постепенно, они не создают вторичного пылевого облака, а за счет направления их к дульному срезу создается эффект более качественной очистки внутренней полости ствола от пороховых газов, чем в прототипе, из-за большего давления в ресивере. Отверстия 8 дульного тормоза направляют часть пороховых газов параллельно земной поверхности, перпендикулярно линии визирования прицела (приборов наблюдения объекта). Изменение направления движения пороховых газов создаст дополнительное усилие торможения ствола пушки.
Двухступенчатое снижение давления в стволе пушки, направление части пороховых газов в стороны приводит к уменьшению размеров пылевого облака (ПО) в направлении стрельбы (что особенно важно), чем достигается повышение коэффициента прозрачности ПО, а следовательно, и уменьшение Tпвц. Очистка части пороховых газов от продуктов сгорания порохового заряда обеспечивает уменьшение размеров и повышение прозрачности дымового облака (ДО), что также снижает Tпвц. Снижение размеров ПДО, снижение дымности и яркости пламени выстрела обеспечивают и снижение его заметности.
Предлагаемое устройство просто по конструкции, может быть реализовано на основе известных конструктивных элементов пушек объектов ВВТ и использовано на тех объектах, где есть проблема борьбы с ПДО.
По сравнению с известными способами и устройствами предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами:
- не требует дополнительных затрат по уменьшению ПО (обдерновки грунта, поливки водой и др.);
- обеспечивает резкое снижение давления на грунт пороховых газов, чем достигается уменьшение размеров ПО, повышение его прозрачности;
- обеспечивает очистку части пороховых газов от продуктов сгорания порохового заряда, чем достигается уменьшение ДО, повышение его прозрачности;
- выполняет функции механизма продувания ствола и дульного тормоза;
- уменьшает демаскирующие признаки выстрела.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Б.В. Орлов и др. Материальная часть и основы проектирования артиллерийских систем. - М., ЦНИИ информации, 1974.
2. Б.В. Орлов и др. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий. - М, Машиностроение, 1976.
3. В. Лыков. Результаты одного эксперимента. - Военный вестник, №10, 1992.
4. Руководство по ремонту 100-мм танковых пушек Д-10Т и Д-10ТГ. - Воениздат, 1957.
1. Надульное устройство для пушки, включающее ствол с установленным у дульного среза пушки ресивером, содержащим впускной клапан, сопла, выполненные под определенным углом к оси канала ствола, корпус ресивера и детали крепления ресивера на стволе, отличающееся тем, что у передней стенки ресивера в теле ствола изготовлены симметрично четыре впускные отверстия суммарной площадью не менее площади поперечного сечения канала ствола пушки, над которыми на внешней поверхности ствола установлен клапанный механизм, а сопла, количество которых не ограничивает технической скорострельности пушки, над которыми на внешней поверхности ствола установлен фильтр, изготовлены у задней стенки ресивера, при этом объем ресивера составляет не менее 1/4 части объема канала ствола пушки при диаметре корпуса ресивера не более двух диаметров ствола пушки у дульного среза, а длина пушки увеличена на длину впускных отверстий.
2. Надульное устройство для пушки по п. 1, отличающееся тем, что на конце ствола установлен дульный тормоз с двумя цилиндрическими отверстиями, повернутыми под углом 90° к продольной оси канала ствола и расположенными в плоскости, параллельной земной поверхности, при этом суммарная площадь поперечного сечения отверстий составляет не менее половины площади поперечного сечения канала ствола, а отношение длины отверстий к их диаметру - не менее 1,5.
