RU2046279C1

RU2046279C1 - Non-rotating artillery shell

Info

Publication number: RU2046279C1
Application number: RU93040952A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Горнев; В.П. Киреев; В.В. Михайлов; А.А. Хоничев
Original assignee: Научно-исследовательский машиностроительный институт
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: artillery shells featured by provision of a shaped or high-explosive charge and tail opening after the shell leaves the barrel. SUBSTANCE: shell has a nose, body with guide band, tail assembly consisting of a contracting and at least one cylindrical sections, and tail. Positioned on the contracting section of the tail assembly between the guide band and tail is an additional stabilizing member having an annular surface facing the shell bottom perpendicularly to its axis. The relation between the areas of shell midship section and annular surface does not exceed 5. The stabilizing member can be made as a groove or shoulder, or ring on the contracting part. EFFECT: improved design. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к невращающимся артиллерийским снарядам (н.а.с.), характеризующимся наличием кумулятивного или осколочно-фугасного заряда и оперения, раскрывающегося после вылета из ствола. The invention relates to ammunition, namely to non-rotating artillery shells (n.a.s.), characterized by the presence of a cumulative or high-explosive fragmentation charge and plumage, which opens after departure from the barrel.

Одной из важнейших задач при отработке подобных снарядов является, как известно, обеспечение требуемой кучности боя, причем эти требования все время ужесточаются. One of the most important tasks in the development of such shells is, as you know, ensuring the required accuracy of the battle, and these requirements are being tightened all the time.

Силы, действующие на снаряд и влияющие на кучность боя, условно могут быть разбиты на три группы. Первая группа силы, действующие на снаряд в канале ствола орудия до момента выхода его за дульный срез. Результатом действия этих сил является начальное возмущение снаряда. Вторая группа сил это силы, действующие на снаряд в течение периода последействия, когда начальные возмущения могут существенно увеличиваться. Особенно опасен этот период для снарядов с раскрывающимся оперением, так как в течение некоторого времени, пока лопасти не открылись, снаряд движется без оперения. К тому же открывание всех лопастей происходит несимметрично, что также вносит свой вклад в увеличение начальных возмущений. Третья группа сил это силы, действующие на снаряд во время полета по траектории. Благодаря им начальные возмущения должны гаситься, причем от скорости затухания последних существенным образом зависит кучность боя. Интерес представляет воздействие на оперенные н.а.с. в первую очередь на кумулятивные и осколочно-фугасные, двух последних групп сил. The forces acting on the projectile and affecting the accuracy of the battle can conditionally be divided into three groups. The first group of forces acting on the projectile in the channel of the gun’s barrel until it exits the muzzle end. The result of these forces is the initial perturbation of the projectile. The second group of forces is the forces acting on the projectile during the aftereffect, when the initial disturbances can significantly increase. This period is especially dangerous for shells with opening plumage, since for some time, until the blades have opened, the shell moves without plumage. Moreover, the opening of all blades occurs asymmetrically, which also contributes to an increase in the initial perturbations. The third group of forces is the forces acting on the projectile during flight along the trajectory. Thanks to them, the initial disturbances should be suppressed, and the accuracy of the battle substantially depends on the decay rate of the latter. Of interest is the effect on feathered n.a.s. primarily on the cumulative and high-explosive fragmentation, the last two groups of forces.

Известен н.а.с. в котором хвостовая сужающаяся часть, расположенная практически сразу же за ведущим устройством (ведущим пояском), имеет коническую форму [1]
Известен также снаряд, выбранный в качестве прототипа, который включает в себя головную часть, корпус с ведущим устройством (ведущим пояском), хвостовую часть, состоящую из сужающегося участка (два конических и один оживальный) и одного цилиндрического, а также оперение [2]
После выхода снаряда за дульный срез пороховые газы в первое время обгоняют и как бы обтекают снаряд. При этом, поскольку и сам снаряд имеет начальное возмущение и пороховые газы обтекают его несимметрично, угол вылета каждый раз изменяется. Изменяя форму хвостовой части, можно увеличить или несколько уменьшить этот разброс углов вылета. Извеcтно, что плавные удобнообтекаемые формы, такие как оживальные и особенно конические, не являются оптимальными с точки зрения обеспечения максимальной устойчивости тела на полете. Более приемлемой является форма, используемая на головных частях н. а.с. в частности, кумулятивных, состоящая из цилиндрического штыря определенных размеров с последующим плоским или даже поднутренным торцом. Использование такой формы хвостовой части н.а.с. может несколько уменьшить его начальное возмущение, что, в конечном итоге, ведет к повышению кучности боя.Known n.a.s. in which the tail tapering part, located almost immediately behind the lead device (lead belt), has a conical shape [1]
Also known is a projectile selected as a prototype, which includes a head part, a body with a leading device (lead belt), a tail part consisting of a tapering section (two conical and one animated) and one cylindrical, as well as plumage [2]
After the projectile goes beyond the muzzle, the powder gases first overtake and, as it were, flow around the shell. Moreover, since the projectile itself also has an initial perturbation and the powder gases flow around it asymmetrically, the departure angle changes each time. By changing the shape of the tail, you can increase or slightly reduce this spread of departure angles. It is known that smooth, streamlined forms, such as animated and especially conical, are not optimal from the point of view of ensuring maximum stability of the body in flight. More acceptable is the form used on the head parts n. A.S. in particular, cumulative, consisting of a cylindrical pin of certain sizes, followed by a flat or even an undercut end. Using this form of the tail part can somewhat reduce his initial indignation, which, ultimately, leads to an increase in the accuracy of the battle.

На траектории, где действие пороховых газов прекращается, происходит нормальное обтекание набегающим воздушным потоком н.а.с. в том числе и его хвостового участка. При этом начальное возмущение затухает, и чем быстрее это происходит, тем кучность боя н.а.с. при прочих равных условиях выше. On the trajectory where the action of powder gases ceases, normal flow around the incoming air flow occurs. including its tail section. At the same time, the initial indignation damps, and the faster this happens, the more accurate the battle is. ceteris paribus above.

В случае конической или близкой к ней формы хвостового участка происходит безотрывное обтекание, а в случае, если угол конусности превышает некоторую критическую величину (зависящую от многих факторов: скорости снаряда, формы его передней части, размаха оперения и др.), обтекание происходит с нестабильным отрывом, что с точки зрения кучности боя еще хуже. В случае использования хвостовой части, имеющей плоский торец, можно стабилизировать отрыв потока. При этом суммарное давление на хвостовую часть снаряда возрастает, что приводит к смещению центра давления вниз, а следовательно, к увеличению расстояния между центром давления и центром тяжести. В результате стабилизирующий момент, действующий на такой снаряд на траектории, увеличивается, и затухание начальных возмущений происходит быстрее, чем у снаряда, хвостовая часть которого выполнена как у прототипа. In the case of a conical or close to the shape of the tail section, continuous flow occurs, and if the taper angle exceeds a certain critical value (depending on many factors: the velocity of the projectile, the shape of its front part, the size of the plumage, etc.), the flow occurs with unstable margin, which from the point of view of the accuracy of the battle is even worse. In the case of using a tail portion having a flat end, flow separation can be stabilized. In this case, the total pressure on the tail of the projectile increases, which leads to a shift of the center of pressure down, and therefore to an increase in the distance between the center of pressure and the center of gravity. As a result, the stabilizing moment acting on such a projectile along the trajectory increases, and the attenuation of the initial disturbances occurs faster than the projectile, the tail of which is made as in the prototype.

Из вышесказанного видно, что добиться существенного улучшения кучности боя н.а.с. с хвостовой частью, выполненной в виде конуса, практически невозможно. From the above it is clear that to achieve a significant improvement in the accuracy of the battle with a tail made in the form of a cone, it is almost impossible.

Целью изобретения является создание н.а.с. обладающего повышенной кучностью боя за счет увеличения стабилизирующего момента сил как в течение периода последействия, так и во время полета снаряда по траектории. The aim of the invention is the creation of n.a.s. possessing increased accuracy of battle due to an increase in the stabilizing moment of forces both during the aftereffect and during the projectile’s flight along the trajectory.

Цель достигается тем, что в н.а.с. содержащий головную часть, корпус с ведущим устройством, хвостовую часть, состоящую из сужающегося и по крайней мере одного цилиндрического участка, и оперение, согласно изобретению введен дополнительный стабилизирующий элемент, выполненный с кольцевой поверхностью, обращенной к нижней части снаряда перпендикулярно к его оси, расположенный на сужающемся участке хвостовой части между ведущим устройством и оперением. Место расположения стабилизирующего элемента определяется величиной не более 1,8 калибра от центра тяжести снаряда. Отношение площади миделева сечения к площади кольцевой поверхности не превышает пяти. Стабилизирующий элемент может быть выполнен в виде проточки или уступа на сужающемся участке, а также в виде кольца, закрепленного на сужающемся участке. The goal is achieved by the fact that in n.a.s. comprising a head part, a housing with a leading device, a tail part consisting of a tapering and at least one cylindrical section, and a tail, according to the invention, an additional stabilizing element is introduced, made with an annular surface facing the bottom of the projectile perpendicular to its axis, located on tapering portion of the tail between the master and the plumage. The location of the stabilizing element is determined by a value of not more than 1.8 caliber from the center of gravity of the projectile. The ratio of the mid-sectional area to the area of the annular surface does not exceed five. The stabilizing element can be made in the form of a groove or ledge on the tapering section, as well as in the form of a ring fixed on the tapering section.

Совокупность отличительных признаков неизвестна, что является доказательством новизны предложения, а каждый из признаков заявленной совокупности с очевидностью не следует из уровня техники, что является доказательством наличия изобретательского уровня. The set of distinctive features is unknown, which is evidence of the novelty of the proposal, and each of the features of the claimed combination obviously does not follow from the prior art, which is evidence of the presence of an inventive step.

Предлагаемая конструкция н.а.с. приведена на фиг. 1 и состоит из корпуса 1 с разным снарядом, головной части 2, оперения 3, хвостовой части, выполненной в виде цилиндрической 4 и сужающейся 5 поверхностей, на последней из которых расположен стабилизирующий элемент с кольцевой поверхностью 6. Proposed construction shown in FIG. 1 and consists of a housing 1 with a different projectile, a head part 2, a plumage 3, a tail part made in the form of a cylindrical 4 and tapering 5 surfaces, on the last of which there is a stabilizing element with an annular surface 6.

Функционирует данная конструкция следующим образом. После вылета снаряда за дульный срез пороховые газы, обгоняющие его на участке последействия, оказывают давление на хвостовую часть снаряда, в том числе и на его кольцевую поверхность 6. Чем больше начальное возмущение снаряда, т.е. чем на больший угол отклоняется ось снаряда от вектора скорости (угол α), тем большая часть кольцевой поверхности 6 оказывается "в тени" цилиндрической части 4, а пороховые газы не оказывают давления на эту "затененную" часть кольцевой поверхности 6. Из-за разности давления пороховых газов на противоположные стороны кольцевой поверхности 6 возникнет стабилизирующий момент сил, стремящийся развернуть снаряд в сторону уменьшения угла α. Этот момент сил имеет плечо, равное расстоянию от оси снаряда до места приложения равнодействующей давления пороховых газов на кольцевую поверхность 6, причем это плечо, естественно, не может превышать половину калибра снаряда. Стабилизирующему моменту противодействует момент, имеющий плечо, равное расстоянию от центра тяжести снаряда до кольцевой поверхности 6, и это плечо может быть любым, однако, если кольцевая поверхность 6 расположена на расстоянии больше, чем 1,8 калибра от центра тяжести снаряда, то упомянутый выше стабилизирующий момент сил недостаточен для сколько-нибудь заметного изменения угла. This design operates as follows. After the projectile leaves the muzzle, the powder gases that overtake it in the aftereffect area exert pressure on the tail of the projectile, including its annular surface 6. The greater the initial perturbation of the projectile, i.e. the larger the angle of the projectile axis deviates from the velocity vector (angle α), the greater part of the annular surface 6 is “in the shadow” of the cylindrical part 4, and powder gases do not exert pressure on this “shaded" part of the annular surface 6. Due to the difference pressure of the powder gases on opposite sides of the annular surface 6 there will be a stabilizing moment of forces tending to deploy the projectile in the direction of decreasing angle α. This moment of forces has a shoulder equal to the distance from the axis of the projectile to the place of application of the resultant pressure of the powder gases on the annular surface 6, and this shoulder, of course, cannot exceed half the caliber of the projectile. The stabilizing moment is counteracted by a moment having a shoulder equal to the distance from the center of gravity of the projectile to the annular surface 6, and this shoulder can be any, however, if the annular surface 6 is located at a distance greater than 1.8 caliber from the center of gravity of the projectile, then the above the stabilizing moment of forces is insufficient for a noticeable change in the angle.

В то же время затруднительно обеспечить достаточный стабилизирующий момент сил, если площадь кольцевой поверхности мала. Как показывает практика, стабилизирующий момент обеспечивается в случае, если отношение площади миделева сечения к площади кольцевой поверхности не превышает величину, равную пяти. At the same time, it is difficult to provide a sufficient stabilizing moment of forces if the area of the annular surface is small. As practice shows, a stabilizing moment is provided if the ratio of the mid-sectional area to the area of the annular surface does not exceed a value equal to five.

При движении снаряда на траектории наличие кольцевой поверхности на хвостовой части также способствует улучшению кучности боя. В этом случае, как это уже отмечалось выше, из-за возрастания давления на хвостовую часть происходит смещение центра давления вниз снаряда, благодаря чему увеличивается запас его статической устойчивости, что, в конечном итоге, приводит к улучшению кучности боя. When the projectile moves along the trajectory, the presence of an annular surface on the tail also helps to improve the accuracy of the battle. In this case, as already noted above, due to the increase in pressure on the tail part, the center of pressure is displaced downward by the projectile, thereby increasing its static stability margin, which ultimately leads to an improvement in the accuracy of the battle.

Конструктивно такая кольцевая поверхность на сужающейся хвостовой части может быть оформлена по-разному. На фиг. 1 кольцевая поверхность выполнена в виде проточки. На фиг. 2 она выполнена в виде уступа. Эти технические решения являются наиболее приемлемыми в силу своей простоты. Но возможно и третье решение, когда кольцевая поверхность выполнена в виде кольца, закрепленного на сужающейся хвостовой части, например, с помощью резьбового соединения (фиг.3). Конструкция н.а.с. с кольцевой поверхностью на хвостовой части, как показали испытания, позволяет улучшить кучность боя снаряда на 20-30% по сравнению с показателями снаряда, выбранного в качестве прототипа. Structurally, such an annular surface on the tapering tail portion can be formed in different ways. In FIG. 1 annular surface is made in the form of a groove. In FIG. 2 it is made in the form of a ledge. These technical solutions are most acceptable because of their simplicity. But a third solution is possible, when the annular surface is made in the form of a ring mounted on a tapering tail, for example, using a threaded connection (Fig. 3). Construction n.a.s. with an annular surface on the tail, as tests have shown, can improve the accuracy of the projectile battle by 20-30% compared with the performance of the projectile selected as a prototype.

Claims

1. NON-ROTATING ARTILLERY shell, containing a head part, a housing with a leading device and a tail part, consisting of a tapering and at least one cylindrical section and plumage, characterized in that it includes an additional stabilizing element made with an annular surface facing to the lower part of the projectile perpendicular to its axis, located on the tapering portion of the tail between the host device and the plumage.

2. The projectile according to claim 1, characterized in that the stabilizing element is located on the tapering section at a distance not exceeding 1.8 caliber from the center of gravity of the projectile.

3. The projectile according to claim 1, characterized in that in it the ratio of the area of the mid-section to the area of the annular surface does not exceed 5.

4. The projectile according to claim 1, characterized in that in it the stabilizing element is made in the form of a groove in a tapering section.

5. The projectile according to claim 1, characterized in that in it the stabilizing element is made in the form of a ledge on a tapering section.

6. The projectile according to claim 1, characterized in that in it the stabilizing element is made in the form of a ring mounted on a tapering section.