RU2100755C1 - Combination artillery propelling charge - Google Patents

Combination artillery propelling charge Download PDF

Info

Publication number
RU2100755C1
RU2100755C1 RU96106085A RU96106085A RU2100755C1 RU 2100755 C1 RU2100755 C1 RU 2100755C1 RU 96106085 A RU96106085 A RU 96106085A RU 96106085 A RU96106085 A RU 96106085A RU 2100755 C1 RU2100755 C1 RU 2100755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutral
combustion
burning
microcharge
charge
Prior art date
Application number
RU96106085A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96106085A (en
Inventor
А.М. Липанов
Original Assignee
Институт прикладной механики Уральского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной механики Уральского отделения РАН filed Critical Институт прикладной механики Уральского отделения РАН
Priority to RU96106085A priority Critical patent/RU2100755C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100755C1 publication Critical patent/RU2100755C1/en
Publication of RU96106085A publication Critical patent/RU96106085A/en

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

FIELD: artillery shots. SUBSTANCE: combination artillery propelling charge uses an initiator, primer and a charge consisting of powder compositions of two types. Powder compositions of the first type (plates) have a neutral burning area. Powder compositions of the second type are made in the form of microcharges having successively arranged sections of neutral burning and neutral and progressive burning. The whole external surface of powder compositions of the second type is armored, except for the strip corresponding to the neutral burning, section. The progressive burning sections have lateral surfaces contoured in such a manner that their initial section in the vicinity of $$$=0 is described by power function $$$, where $$$. Further variation of the contour of lateral surfaces is described by function $$$, in which coefficients $$$ are determined from the conditions that function $$$, its first and second derivatives should equal the respective values of equality (*) in the point of these functions, and from the conditions of equality of the calculated value of the burning area, its first and second derivatives at the end of charge burning to the respective parameters obtained at designing. The contour of the external armored surface of the microcharge is determined from equality system: $$$, where $$$,$$$ - coordinates of contour of microcharge lateral surface; $$$,$$$ - coordinates of contour of microcharge external surface; l - amount of burnt layer. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к конструкции артиллерийского выстрела, а точнее к конструкции одной из составных частей выстрела - артиллерийскому метательному заряду. Метательный заряд предлагаемой конструкции может быть использован в составе современных артиллерийских выстрелов. The present invention relates to the design of an artillery shot, and more specifically to the design of one of the components of the shot - artillery propelling charge. The propellant charge of the proposed design can be used as part of modern artillery rounds.

Известна конструкция фрагментарного заряда смешанного состава [1] размещаемого либо в сгорающей, либо в несгорающей гильзе и состоящего из пороховых элементов двух видов. Пороховые элементы, относящиеся в каждому из видов отличаются по геометрическим и теплофизическим характеристикам. Так, пороховые элементы первого вида выполнены в виде зерен, а пороховые элементы второго вида выполнены в виде шарообразных элементов, полученных из спрессованного пороха и покрытых оболочкой из термопластичного полимера и нитроцеллюлозой. A known design of a fragmented charge of mixed composition [1] placed either in a combustible or non-combustible sleeve and consisting of two types of powder elements. Powder elements related in each of the species differ in geometric and thermophysical characteristics. So, the powder elements of the first type are made in the form of grains, and the powder elements of the second type are made in the form of spherical elements obtained from compressed powder and coated with a shell of a thermoplastic polymer and nitrocellulose.

Последовательное горение пороховых элементов разных видов, входящих в состав заряда, является одним из способов повышения начальной скорости снаряда артиллерийского орудия, т. е. повышения баллистической эффективности артиллерийского выстрела. Фрагментарный заряд смешанного состава позволяет путем изменения числа пороховых элементов одного из видов или двух одновременно изменять начальную скорость снаряда, характер его траектории и дальность стрельбы. The sequential combustion of gunpowder elements of various types that make up the charge is one of the ways to increase the initial velocity of an artillery shell projectile, i.e., to increase the ballistic efficiency of an artillery shot. A fragmented charge of a mixed composition allows, by changing the number of powder elements of one of two or two types, to simultaneously change the initial velocity of the projectile, the nature of its trajectory and the firing range.

Однако конструкция этого заряда, хотя и позволяет несколько "растянуть" диаграмму зависимости давления от времени в канале ствола и незначительно увеличить коэффициент заполнения площади индикаторной диаграммы, но не позволяет увеличить начальную скорость снаряда более чем на 3-5%
Известен также комбинированный артиллерийский заряд (2) прототип- содержит средства инициирования, воспламенитель и заряд, состоящий из пороховых элементов двух типов: пороховые элементы первого вида имеют нейтральную поверхность горения, пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих последовательно размещенные участки нейтрального и прогрессивного горения, все внешние поверхности микрозарядов бронированы за исключением боковой входной полосы участка нейтрального горения, а участок прогрессивного горения микрозарядов выполнен в виде цилиндрических секторов, связанных в области своих вершин и одной из боковых поверхностей с участком нейтрального горения.
However, the design of this charge, although it allows you to somewhat "stretch" the diagram of pressure versus time in the bore and slightly increase the fill factor of the area of the indicator diagram, but does not allow to increase the initial velocity of the projectile by more than 3-5%
Also known is a combined artillery charge (2), the prototype contains initiation means, an igniter and a charge consisting of two types of powder elements: powder elements of the first type have a neutral combustion surface, powder elements of the second type are made in the form of microcharges having successively placed neutral and progressive sections combustion, all external surfaces of microprojections are armored except for the lateral inlet strip of the neutral combustion section, and the progressive combustion section ikrozaryadov is in the form of cylindrical sectors connected in their vertices and one of the side surfaces with a portion of the neutral combustion.

Пороховые элементы первого вида выполнены в форме пластинок, у которых торцовые поверхности забронированы. The powder elements of the first type are made in the form of plates, in which the end surfaces are reserved.

Использование заряда такой конструкции позволяет получить возрастающую по мере сгорания заряда зависимость площади поверхности горения как функции величины сгоревшего свода. Это открывает перспективу для создания выстрела, в процессе которого среднее давление в заснарядном пространстве будет независящим от длины пути, проходимого снарядом. The use of a charge of this design makes it possible to obtain a dependence of the combustion surface area that increases as the charge burns as a function of the value of the burnt arch. This opens up the prospect of creating a shot, during which the average pressure in the projectile space will be independent of the length of the path traveled by the projectile.

Однако такой заряд разгоняет снаряд недостаточно интенсивно, поскольку по мере разгона снаряда давление на его дно уменьшается, несмотря на постоянство давления в среднем по заснарядному пространству. However, such a charge accelerates the projectile not enough intensively, since as the projectile accelerates, the pressure on its bottom decreases, despite the constant pressure on average over the projectile space.

Задача изобретения обеспечение постоянного за время выстрела давления, действующего на дно снаряда. The objective of the invention is the provision of constant during the shot pressure acting on the bottom of the projectile.

Поставленная задача решается тем, что в комбинированном артиллерийском метательном заряде, содержащим средства инициирования, воспламенитель и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов, причем элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы и выполнены в виде пластинок с забронированными торцевыми поверхностями, а пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих участки нейтрального и прогрессивного горения и все внешние поверхности микрозарядов забронированы за исключением входной полосы участка нейтрального горения, участки прогрессивного горения микрозарядов имеют профилированную боковую поверхность, так что при подключении к горению этих участков угол Φ между участками нейтрального горения и касательной к контуру участков прогрессивного горения равен нулю, затем монотонно увеличивается (первая производная от угла v по величине сгоревшего свода положительна), но так, что вторая производная отрицательна. Это обеспечивается тем, что начальный участок профилированной кривой в окрестности Xгр=0 выражается степенной функцией
Yгр = X n(*) гр , где n < 1,
а дальнейшее изменение профиля боковых поверхностей описывается функцией

Figure 00000005

в которой коэффициенты ai определяются из условий, что функция Yгр, ее первая и вторая производные должны равняться соответствующим величинам равенства (*) в точке сопряжения этих функций, и из условий равенства вычисляемой величины поверхности горения, ее первой и второй производных в конце горения заряда соответствующим параметрам, полученным при проектировании.The problem is solved in that in a combined artillery propellant charge containing initiation means, an igniter and a charge consisting of powder elements of two types, the elements of the first type having a combustion surface of a neutral shape and made in the form of plates with reserved end surfaces, and the powder elements of the second of the type are made in the form of microncharges having sections of neutral and progressive combustion and all external surfaces of the microncharges are reserved with the exception of the input the stripes of the neutral combustion section, the areas of progressive combustion of microcharges have a profiled side surface, so that when these sections are connected to the combustion, the angle Φ between the neutral combustion sections and the tangent to the contour of the progressive combustion sections is zero, then it increases monotonically (the first derivative of the angle v burned arch is positive), but so that the second derivative is negative. This is ensured by the fact that the initial section of the profiled curve in the vicinity of X gr = 0 is expressed by a power function
Y gr = X n (*) gr where n <1,
and further change in the profile of the side surfaces is described by the function
Figure 00000005

in which the coefficients a i are determined from the conditions that the function Y gr , its first and second derivatives must be equal to the corresponding values of equality (*) at the conjugation point of these functions, and from the conditions of equality of the calculated value of the combustion surface, its first and second derivatives at the end of combustion charge appropriate parameters obtained during design.

Профиль наружной бронированной поверхности микрозаряда определяются из системы равенства:

Figure 00000006

Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000009

где Xгр, Yгр координаты боковой поверхности микрозаряда;
Xn, Yn координаты наружной поверхности микрозаряда
l величина сгоревшего свода.The profile of the outer armored surface of the microcharge is determined from the equality system:
Figure 00000006

Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000009

where X gr , Y gr coordinates of the lateral surface of the microcharge;
X n , Y n coordinates of the outer surface of the microcharge
l The value of the burnt vault.

Благодаря описанному профилю микрозарядов достигается прогрессивность горения не только выше первой степени, но даже выше второй. Thanks to the described profile of microcharges, progressive combustion is achieved not only above the first degree, but even above the second.

Эта степень прогрессивности может регулироваться так, чтобы обеспечить постоянство давления, действующего на дно снаряда. This degree of progressiveness can be adjusted so as to ensure a constant pressure acting on the bottom of the projectile.

Такой подход позволяет реализовать максимальную баллистическую эффективность артиллерийского метательного заряда и обеспечить получение оптимальной индикаторной диаграммы давления в заснарядном пространстве ствола орудия. This approach allows you to realize the maximum ballistic efficiency of the artillery propelling charge and to obtain the optimal indicator diagram of the pressure in the shell space of the gun barrel.

Как обычно, под баллистической эффективностью понимаем увеличение начальной (дульной) скорости снаряда при сохранении максимального уровня давления в канале ствола орудия или сохранение начальной скорости снаряда при уменьшении уровня максимального давления. As usual, by ballistic efficiency we mean an increase in the initial (muzzle) velocity of the projectile while maintaining the maximum pressure level in the channel of the gun’s barrel or maintaining the initial velocity of the projectile with a decrease in the maximum pressure level.

Актуальность этой задачи для зенитных, авиационных, танковых, противотанковых систем растет вместе с ростом скорости передвижения, маневренности и бронезащищенности. The relevance of this task for anti-aircraft, aviation, tank, anti-tank systems is growing along with an increase in speed of movement, maneuverability and armor protection.

На фиг. 1 представлено схематически продольное сечение артиллерийского метательного заряда; на фиг.2 микрозаряд предложенной формы; на фиг.3 - геометрический профиль микрозаряда; на фиг.4 пороховой элемент первого вида (пластинка). In FIG. 1 is a schematic longitudinal section of an artillery propelling charge; figure 2 microcharge of the proposed form; figure 3 - geometric profile of the microcharge; figure 4 powder element of the first type (plate).

Комбинированный артиллерийский метательный заряд содержит средство инициирования 1 (фиг.1), воспламенитель 2 и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов. Пороховые элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы и могут быть выполнены в форме пластинок 3, у которых торцовые поверхности забронированы. Пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов 4 (фиг.1 и 2), внешние поверхности которых бронированы, за исключением входной полосы участка 5 нейтрального горения. Участки 6 прогрессивного горения микрозарядов имеют боковые поверхности (фиг.3), профилированные так, что их начальный участок в окрестности Xгр=0 выражается функцией
Yгр = X n гр , где n < 1, (*)
дальнейшее изменение профиля боковых поверхностей описывается функцией

Figure 00000010

в которой коэффициенты ai определяются из условий, что функция Yгр, ее первая и вторая производные должны равняться соответствующим величинам равенства (*) в точке сопряжения этих функций, и из условий равенства вычисляемой величины поверхности горения, ее первой и второй производных в конце горения заряда, соответствующим параметрам, полученным при проектировании.Combined artillery propellant charge contains a means of initiation 1 (figure 1), an igniter 2 and a charge consisting of two types of powder elements. The powder elements of the first type have a combustion surface of a neutral shape and can be made in the form of plates 3, in which the end surfaces are reserved. The powder elements of the second type are made in the form of microcharges 4 (FIGS. 1 and 2), the outer surfaces of which are armored, with the exception of the input strip of the neutral combustion section 5. Sections 6 of the progressive combustion of microcharges have lateral surfaces (Fig. 3), profiled so that their initial section in the vicinity of X gr = 0 is expressed by the function
Y gr = X n gr where n <1, (*)
a further change in the profile of the side surfaces is described by the function
Figure 00000010

in which the coefficients a i are determined from the conditions that the function Y gr , its first and second derivatives must be equal to the corresponding values of equality (*) at the conjugation point of these functions, and from the conditions of equality of the calculated value of the combustion surface, its first and second derivatives at the end of combustion charge corresponding to the parameters obtained during design.

Профиль наружной бронированной поверхности 7 микрозаряда определяется из систем равенства:

Figure 00000011

Figure 00000012

Figure 00000013

Figure 00000014

где Xгр, Yгр координаты профиля боковой поверхности микрозаряда;
Xn, Yn координаты профиля наружной поверхности микрозаряда;
l величина сгоревшего свода.The profile of the outer armored surface 7 of the microcharge is determined from the equality systems:
Figure 00000011

Figure 00000012

Figure 00000013

Figure 00000014

where X gr , Y gr coordinates of the profile of the lateral surface of the microcharge;
X n , Y n coordinates of the profile of the outer surface of the microcharge;
l The value of the burnt vault.

Микрозаряды 4 содержат в своем составе участок нейтрального горения, который после воспламенения горит вместе с пластинками 3, пока фронт пламени не пройдет путь, равный длине отрезков AD=BC (фиг.2) и равный половине толщины AB= CD пластинок 3 (фиг.4). После этого продолжается горение нейтрального участка 5 и начинается подключение двух участков 6 прогрессивного горения. При этом угол Φ между участком нейтрального горения и касательной к контуру участков прогрессивного горения равен нулю, а затем монотонно увеличивается (первая производная от угла v по величине сгоревшего свода положительна), но так, что вторая производная отрицательна. Microcharges 4 contain a neutral combustion section, which after ignition burns together with the plates 3, until the flame front passes a path equal to the length of the segments AD = BC (Fig. 2) and equal to half the thickness AB = CD of the plates 3 (Fig. 4 ) After this, the combustion of the neutral section 5 continues and the connection of the two sections 6 of progressive combustion begins. In this case, the angle Φ between the neutral combustion site and the tangent to the contour of the progressive combustion sites is zero, and then it monotonically increases (the first derivative of the angle v is positive in the value of the burnt arch), but so that the second derivative is negative.

При таком формировании поверхности горения ее контур отличен от окружности, а величина поверхности горения как функция величины сгоревшего свода нарастает по нелинейному закону в степени выше первой, и даже выше второй. Характер нарастания величины поверхности горения выбором профиля боковых поверхностей микрозарядов регулируется так, что обеспечивает постоянство давления, действующего на дно снаряда. With this formation of the combustion surface, its contour is different from the circle, and the value of the combustion surface as a function of the value of the burnt arch increases nonlinearly to a degree higher than the first, and even higher than the second. The nature of the increase in the size of the combustion surface by the choice of the profile of the lateral surfaces of the microcharges is regulated so that the pressure acting on the bottom of the projectile is constant.

Предлагаемый комбинированный артиллерийский метательный заряд действует следующим образом. После срабатывания средства инициирования инициатор 1 (фиг. 1), форс пламени от него зажигает заряд воспламенителя 2. Продукты сгорания от воспламенителя 2 начинают распространяться (фильтроваться) между пороховыми элементами 3 и 4 вдоль гильзы 8, прогревают и воспламеняют пороховые элементы. Они воспламеняются одновременно и горят до достижения требуемого давления, действующего на дно снаряда 9. В этот момент пороховые элементы 3 сгорают, а у микрозарядов начинают подключаться участки 6 прогрессивного горения. Благодаря заданному профилю микрозарядов 4 степень прогрессивного горения регулируется так, что обеспечивает постоянное давление на дно снаряда 9 и увеличение начальной (дульной) скорости снаряда при сохранении максимального давления в канале ствола или сохранение начальной скорости снаряда при уменьшении максимального давления. The proposed combined artillery propelling charge acts as follows. After the triggering means of the initiator 1 (Fig. 1), the force of the flame from it ignites the charge of the igniter 2. The combustion products from the igniter 2 begin to spread (filter) between the powder elements 3 and 4 along the sleeve 8, heat up and ignite the powder elements. They ignite at the same time and burn until the desired pressure acting on the bottom of the projectile 9 is reached. At this moment, the powder elements 3 burn out, and sections 6 of progressive combustion begin to be connected at microcharges. Due to the given profile of microprojects 4, the degree of progressive combustion is regulated so as to provide constant pressure on the bottom of the projectile 9 and increase the initial (muzzle) velocity of the projectile while maintaining maximum pressure in the barrel or preserving the initial velocity of the projectile while decreasing the maximum pressure.

Claims (1)

Комбинированный артиллерийский метательный заряд, содержащий средство инициирования, воспламенитель и заряд, состоящий из пороховых элементов двух видов, причем элементы первого вида имеют поверхность горения нейтральной формы и выполнены в виде пластинок с забронированными торцовыми поверхностями, а пороховые элементы второго вида выполнены в виде микрозарядов, имеющих участки нейтрального и прогрессивного горения, все внешние поверхности микрозарядов забронированы за исключением входной полосы участка нейтрального горения, отличающийся тем, что участки прогрессивного горения микрозарядов имеют боковые поверхности, профилированные так, что их начальный участок в окрестности Хгр 0 описывается степенной функцией (*)
Yгр = X n гр ,
где n < 1,
дальнейшее изменение профиля боковых поверхностей описывается функцией
Figure 00000015

где коэффициенты di определяются из условий, что функция Yгр, ее первая и вторая производные должны равняться соответствующим величинам равенства (*) в точке сопряжения этих функций, и из условий равенства вычисляемой величины поверхности горения, ее первой и второй производных в конце горения заряда соответствующим параметрам, полученным при проектировании,
профиль наружной бронированной поверхности микрозаряда определяется из системы равенств
Figure 00000016

Figure 00000017

Figure 00000018

Figure 00000019

где Хгр, Yгр координаты профиля боковой поверхности микрозаряда;
Xп, Yп координаты профиля наружной поверхности микрозаряда;
l величина сгоревшего свода.
Combined artillery propellant charge containing initiation means, an igniter and a charge consisting of two types of powder elements, the first type of elements having a neutral burning surface and made in the form of plates with reserved end surfaces, and the second type of powder elements made in the form of microcharges having areas of neutral and progressive combustion, all external surfaces of microcharges are reserved with the exception of the entrance strip of the area of neutral combustion, ex sistent in that the portions of the progressive combustion of micro have side surfaces shaped so that their initial portion in the vicinity of the X r r 0 is described by a power function (*)
Y gr = X n gr ,
where n <1,
a further change in the profile of the side surfaces is described by the function
Figure 00000015

where the coefficients d i determined from the conditions that the function Y r p, its first and second derivatives should be equal to the corresponding values of (*) in the junction point of these functions, and from the condition that the calculated value of the combustion surface, its first and second derivatives at the end of combustion charge corresponding to the parameters obtained during design,
the profile of the outer armored surface of the microcharge is determined from the system of equalities
Figure 00000016

Figure 00000017

Figure 00000018

Figure 00000019

where X g p , Y g p the coordinates of the profile of the lateral surface of the microcharge;
X p , Y p coordinates of the profile of the outer surface of the microcharge;
l The value of the burnt vault.
RU96106085A 1996-03-28 1996-03-28 Combination artillery propelling charge RU2100755C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106085A RU2100755C1 (en) 1996-03-28 1996-03-28 Combination artillery propelling charge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106085A RU2100755C1 (en) 1996-03-28 1996-03-28 Combination artillery propelling charge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2100755C1 true RU2100755C1 (en) 1997-12-27
RU96106085A RU96106085A (en) 1998-02-27

Family

ID=20178636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96106085A RU2100755C1 (en) 1996-03-28 1996-03-28 Combination artillery propelling charge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2100755C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8156869B2 (en) 2006-04-20 2012-04-17 Eurenco Bofors Ab Method of producing propellant charges for high-velocity projectiles, propellant charges produced according to the method, and stick propellant intended for the method
RU2812632C1 (en) * 2022-10-20 2024-01-30 Александр Алексеевич Семенов Projectile

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU, заявка, 94-010941, кл. F 42 B 5/16, 1995. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8156869B2 (en) 2006-04-20 2012-04-17 Eurenco Bofors Ab Method of producing propellant charges for high-velocity projectiles, propellant charges produced according to the method, and stick propellant intended for the method
RU2812632C1 (en) * 2022-10-20 2024-01-30 Александр Алексеевич Семенов Projectile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4581998A (en) Programmed-splitting solid propellant grain for improved ballistic performance of guns
ITRM970309A1 (en) IMPROVEMENT IN FIREARMS FOR THE USE OF DIFFERENT TYPES OF AMMUNITION IN CONDITIONS OF ABSOLUTE SAFETY
US3713386A (en) Range limited projectile system
RU2079096C1 (en) Ammunition for barrel systems
US3459101A (en) High velocity weapon
RU2369588C2 (en) Progressive projectile with high charge density
US4391197A (en) Smoke cartridge
US20040134372A1 (en) Smoke shell
RU2100755C1 (en) Combination artillery propelling charge
US5322002A (en) Tube launched weapon system
RU2262064C2 (en) Smoke charge
EP3359908B1 (en) Self-consuming projectile
RU2580605C2 (en) Powder charge unit
RU2415371C2 (en) Method of producing powder charges for high-velocity projectiles, powder charges thus produced and powder element for said method
RU2074375C1 (en) Combination artillery propelling charge
NO139502B (en) SMOKE AMUNITION.
RU2133864C1 (en) Solid-propellant rocket engine
Kneubuehl Wound ballistics and international agreements
RU2170908C2 (en) Caseless cartridge for small arms
US2319248A (en) Bullet
ATE7819T1 (en) CASELESS AMMUNITION WITH SEPARATE PROPULSION AND HANDGUN FOR SUCH AMMUNITION.
US5192830A (en) Sabot for high dispersion shot shell
RU2267079C2 (en) Separate loading round to tank guns
RU2211436C2 (en) Powder charge for recoiless gun
RU2150080C1 (en) Rocket