RU2111443C1

RU2111443C1 - Loading device for artillery gun fire

Info

Publication number: RU2111443C1
Application number: RU95109635A
Authority: RU
Inventors: В.П. Тихонов; Г.Д. Филимонов; Ю.И. Миронов; И.А. Алешичев
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1998-05-20
Also published as: RU95109635A

Abstract

FIELD: artillery weapon, applicable in designs of separate case ammunition. SUBSTANCE: loading device is furnished with a device for damping the shock waves arising at a shot. This device has an annular bowl secured on the upper end face of the central rod by a threaded ring located flush with the end face of the case, mouth and oriented with the convex external surface towards the case bottom, and a spring-loaded ring located in the case bottom part in a spaced relation to its bottom. The bowl bottom part has an axial cavity forming an annular gap between the bowl bottom part and central rod; the spring-loaded ring has a diameter equal to the inside diameter of the case mouth for overlapping the annular gap between the case neck and bowl, and the ring spring is made in the form of a radial plate. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к артиллерийской технике и может быть использовано в конструкциях выстрелов раздельно-гильзового заряжания для стрельбы из артиллерийских орудий. The invention relates to artillery technology and can be used in the construction of separate-shell loading shots for firing from artillery guns.

В настоящее время широкое распространение получили конструкции выстрелов раздельно-гильзового заряжания, где пороховой заряд размещают в гильзе и транспортируют отдельно от снаряда [1] . Метательное зарядное устройство такой конструкции обеспечивает возможность изменения веса пороховой навески непосредственно перед выстрелом. Кроме того, отпадает необходимость крепления гильзы со снарядом, что снижает трудоемкость изготовления и стоимость выстрела. At present, designs of separate-shell loading rounds are widely used, where the powder charge is placed in a sleeve and transported separately from the projectile [1]. Throwing charger of this design provides the ability to change the weight of the powder mount just before the shot. In addition, there is no need to fasten the shell with the shell, which reduces the complexity of manufacturing and the cost of the shot.

Однако конструкция такого зарядного устройства не обеспечивает стабильность баллистических характеристик (давление в канале ствола и дульную скорость) при сравнительно низких давлениях в канале ствола (до 700 кг/см²). Такой уровень давления обусловлен допустимой величиной перегрузки для управляемых снарядов, которая значительно ниже (в 5 - 10 раз) по сравнению с давлениями в канале ствола при стрельбе неуправляемыми снарядами. Горение порохового заряда в условиях низких давлений в диапазоне температур использования (± 50^oC) приводит к большим разбросам по величинам давления и, следовательно, по дульным скоростям, что ведет к большому рассеиванию снарядов.However, the design of such a charger does not provide stability of ballistic characteristics (pressure in the bore and muzzle velocity) at relatively low pressures in the bore (up to 700 kg / cm ² ). This pressure level is due to the permissible overload for guided projectiles, which is significantly lower (5 to 10 times) compared to the pressures in the barrel when shooting unguided shells. The burning of the powder charge at low pressures in the temperature range of use (± 50 ^o C) leads to large variations in pressure and, therefore, in muzzle velocities, which leads to a large dispersion of the shells.

Известна конструкция зарядного устройства [2], в котором обеспечение повышения стабильности давления происходит за счет его повышения в гильзе в момент воспламенения порохового заряда. Это достигается за счет выполнения передней обтюрирующей крышки в виде завальцованных краев гильзы в форме полусферы. Закатанные края гильзы позволяют поднять давление внутри гильзы при воспламенении и начале горения порохового заряда. Это позволяет получить более стабильное давление в начальный момент. A known design of the charger [2], in which providing increased pressure stability occurs due to its increase in the sleeve at the time of ignition of the powder charge. This is achieved by performing the front obturating cover in the form of sealed hemispherical sleeve edges. The rolled edges of the sleeve allow you to increase the pressure inside the sleeve during ignition and the beginning of the combustion of the powder charge. This allows you to get a more stable pressure at the initial moment.

Однако такая конструкция не исключает несанкционированного повышения давления в канале ствола. Объясняется это следующим. Как описано в книге [3] в заснарядном пространстве при движении снаряда по стволу при некоторых условиях возникают ударные волны. Условиями, способствующими образованию ударных волн, является сравнительно большой объем заснарядного пространства при тонкосводном пороховом заряде, неравномерно (у дна гильзы) размещенном по длине заснарядного пространства. Как показали опыты Вьеля и Грове, при этом наблюдается скачкообразный характер нарастания давления попеременно то на одном, то на другом концах заснарядного пространства. При этом воздействие ударной волны на процесс горения пороховых зерен ведет к повышению скорости их горения. Эти явления ведут к повышению давления в отдельных случаях в 1,8 раза по сравнению с расчетным давлением. However, this design does not preclude an unauthorized increase in pressure in the bore. This is explained as follows. As described in the book [3], shock waves arise in the projectile space when the projectile moves along the barrel under certain conditions. The conditions conducive to the formation of shock waves is the relatively large volume of the projectile space with a fine-composite powder charge unevenly (at the bottom of the sleeve) placed along the length of the projectile space. As the experiments of Viel and Grove have shown, in this case, an abrupt nature of pressure increase is observed alternately at one or the other end of the projection space. In this case, the effect of the shock wave on the combustion process of powder grains leads to an increase in the rate of their combustion. These phenomena lead to an increase in pressure in some cases by 1.8 times compared with the design pressure.

Такие "несанкционированные выскоки" давления особенно отрицательно влияют на надежность конструкции управляемых снарядов, выстреливаемых из артиллерийских орудий и чувствительных к повышению перегрузок при выстреле. Кроме того, ударные волны воздействуют на элементы управляемого снаряда: приемники управляющего сигнала, рули, лампы подсветки и др., снижая надежность их функционирования на траектории. Such "unauthorized surges" of pressure especially negatively affect the reliability of the design of guided missiles fired from artillery guns and are sensitive to increased overloads during firing. In addition, shock waves act on elements of a guided projectile: control signal receivers, rudders, backlight, etc., reducing the reliability of their functioning on the trajectory.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы путем исключения несанкционированного повышения давления в канале ствола при выстреле управляемого снаряда. The aim of the present invention is to increase the reliability by eliminating unauthorized increase in pressure in the barrel when firing a guided projectile.

Указанная цель достигается тем, что зарядное устройство для стрельбы из артиллерийского орудия, содержащее гильзу с центральным штоком, заполненную пороховым зарядом и закрытую крышкой, закрепленной на штоке, снабжено глушителем ударных волн, состоящим из двух частей: кольцевой чаши и подпружиненного кольца, разделенных пороховым зарядом. Чаша глушителя расположена на штоке соосно дульцу гильзы и внутренней поверхностью расположена в сторону снаряда, а наружной - порохового заряда, при этом в центральной зоне чаши со стороны снаряда выполнен цилиндрический ступенчатый выступ, ограниченный по высоте торцом дульца гильзы, причем выступ с торца разделен на секторы прямоугольными радиальными пазами, кроме того, чаша со стороны порохового заряда имеет кольцевую цилиндрическую выемку, а подпружиненное кольцо глушителя размещено в пороховом заряде с зазором относительно дна гильзы, проекция кольца перекрывает кольцевой зазор между стенкой дульца гильзы и краем чаши, пружина кольца выполнена в виде радиальной пластины. This goal is achieved by the fact that the charger for firing from an artillery gun, containing a sleeve with a central rod, filled with a powder charge and closed by a lid mounted on the rod, is equipped with a shock wave silencer consisting of two parts: an annular bowl and a spring-loaded ring separated by a powder charge . The silencer bowl is located on the stem coaxially with the sleeve barrel and the inner surface is located towards the shell, and the outside is of the powder charge, while in the center zone of the bowl from the shell side a cylindrical stepped protrusion is made, which is limited in height to the barrel end of the barrel, and the protrusion from the butt is divided into sectors rectangular radial grooves, in addition, the cup on the side of the powder charge has an annular cylindrical recess, and the spring-loaded silencer ring is placed in the powder charge with a gap relative to the bottom g sockets, the projection of the ring overlaps the annular gap between the wall of the barrel of the sleeve and the edge of the bowl, the spring of the ring is made in the form of a radial plate.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа и обеспечивающие получение положительного эффекта, не были выявлены и поэтому оно соответствуют критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the proposed solution from the prototype and provide a positive effect were not identified and therefore it meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлен общий вид зарядного устройства в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is a sectional perspective view of a charger; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Зарядное устройство для стрельбы из артиллерийского орудия содержит гильзу 1 с центральным штоком 2, заполненную пороховым зарядом 3 и закрытую крышкой 4. Зарядное устройство снабжено глушителем ударных волн, состоящим из двух частей, разделенных пороховым зарядом 3. Одна часть глушителя выполнены в виде кольцевой чаши 5, размещенной на штоке 2 соосно дульцу 6 гильзы, другая часть выполнена в виде подпружиненного кольца 7, проекция которого перекрывает кольцевой зазор 8 между стенкой дульца 6 гильзы и краем чаши 5 глушителя. Пружина кольца 7 выполнена в виде радиальной пластины 9, закрепленной на дне гильзы. Кольцо 7 глушителя размещено в среде насыпного порохового заряда 3 с зазором 10 относительно дна гильзы. Чаша 5 глушителя внутренней поверхностью 11 расположена в сторону снаряда, а наружной поверхностью 12 - порохового заряда 3. В центральной зоне чаши 5 со стороны снаряда выполнен цилиндрический ступенчатый выступ 13, по высоте ограниченный торцом дульца 6 гильзы. С торца выступ разделен на секторы 14 прямоугольными радиальными пазами 15. Кроме того, чаша 5 глушителя со стороны порохового заряда снабжена кольцевой цилиндрической выемкой 16. Для зажжения заряда служит капсюль-воспламенитель 17. Перед зарядным устройством размещается снаряд 18. The charger for firing from an artillery gun contains a sleeve 1 with a central stem 2, filled with a powder charge 3 and closed by a cover 4. The charger is equipped with a shock absorber consisting of two parts separated by a powder charge 3. One part of the silencer is made in the form of an annular bowl 5 located on the rod 2 coaxially with the sleeve 6 of the sleeve, the other part is made in the form of a spring-loaded ring 7, the projection of which overlaps the annular gap 8 between the wall of the sleeve 6 of the sleeve and the edge of the silencer bowl 5. The spring ring 7 is made in the form of a radial plate 9, mounted on the bottom of the sleeve. The muffler ring 7 is placed in the medium of a bulk powder charge 3 with a gap of 10 relative to the bottom of the sleeve. The silencer bowl 5 with the inner surface 11 is located towards the projectile, and the outer surface 12 has the powder charge 3. In the central zone of the cup 5, a cylindrical stepped projection 13 is made on the side of the projectile, limited in height by the end of the barrel 6 of the sleeve. From the end, the protrusion is divided into sectors 14 by rectangular radial grooves 15. In addition, the muffler cup 5 on the side of the powder charge is provided with an annular cylindrical recess 16. To ignite the charge, the igniter capsule 17 is placed. A projectile 18 is placed in front of the charger.

Работа описанного зарядного устройства заключается в следующем. The operation of the described charger is as follows.

При выстреле ударником затвора инициируют капсюль-воспламенитель 17, продуктами сгорания которого поджигают пороховой заряд 3. Горение пороха происходит в каморе, причем с одной стороны каморы после срыва крышки 4 находится свободное инертное тело-снаряд 18, который начинает движение под действием все увеличивающегося давления пороховых газов. В соответствии с теоретическими обоснованиями [3] в момент начала горения заряда на его поверхности возникает слой ювенильных газов. Взаимодействие движущихся ювенильных газов с неподвижными газами воспламенителя вызывает возникновение ударной волны, движущейся в сторону отходящего дна снаряда. Ударная волна, отраженная от дна снаряда, достигает горящей поверхности. Процесс этот будет продолжаться до тех пор, пока не прекратится горение заряда. В предложенной конструкции зарядного устройства предложено решение задачи уменьшения влияния ударных волн на процесс горения заряда. Распространяющаяся в сторону дна снаряда ударная волна по своему фронту встречается со своеобразным "волноломом". С помощью цилиндрической выемки 16 чаши 5 глушителя центральная зона фронта волны отражается в сторону дна гильзы. При этом в этой центральной зоне в основном будут находиться газы воспламенителя с небольшим количеством зерен порохового заряда, отброшенных давлением истекающих из центрального штока 2 газов, где размещен воспламенитель. Поэтому в этой зоне давление практически повышаться не будет. When fired by the shutter, a primer 17 is initiated, the combustion products of which ignite the powder charge 3. The powder burns in the chamber, and on the one side of the chamber after the cover 4 is broken, there is a free inert body-shell 18, which begins to move under the influence of increasing pressure of the powder gases. In accordance with the theoretical justification [3], at the moment the charge begins to burn, a layer of juvenile gases appears on its surface. The interaction of moving juvenile gases with stationary igniter gases causes a shock wave to move towards the outgoing bottom of the projectile. The shock wave reflected from the bottom of the projectile reaches a burning surface. This process will continue until the burning of the charge ceases. In the proposed design of the charger, a solution to the problem of reducing the influence of shock waves on the combustion process of the charge is proposed. A shock wave propagating towards the bottom of the projectile along its front meets a kind of “breakwater”. Using a cylindrical recess 16 of the muffler bowl 5, the central zone of the wave front is reflected toward the bottom of the sleeve. At the same time, in this central zone there will mainly be igniter gases with a small number of grains of powder charge, pressure expelled from the central rod 2 of the gases where the ignitor is located. Therefore, in this zone the pressure will not practically increase.

Периферийный фронт доударной волны попадает на наружную поверхность 12 чаши 5 глушителя, которая частично рассеивает ударную волну. Малоослабленный фронт ударной волны пройдет только через кольцевой зазор 8 между стенкой дульца 6 гильзы и краем чаши 5 глушителя. Отраженная от дна снаряда ударная волна встречает на своем пути "волнолом" в виде вогнутой чаши 5 и ступенчатый выступ 13, разделенный с торца пазами 15 на секторы 14, что также обеспечивает ослабление ударной волны. Фронт отраженной ударной волны, прошедший через зазор 8, попадает на амортизатор в виде подпружиненного кольца 7 глушителя, перекрывающего проекцию зазора 8 на дно гильзы. Этот амортизатор также ослабляет отраженную от дна гильзы ударную волну, т.к. дно гильзы будет отражать фронт волны не одной общей торцевой поверхностью, а ступенчатой. Зазор 10 между дном гильзы и кольцом 7 необходим для обеспечения возможности колебания кольца. При этом выполнение пружины в виде радиальной пластины обеспечивает равномерное распределение давления пороховых газов по всему объему гильзы, включая и объем у дна гильзы под кольцом 7. The peripheral front of the shock wave hits the outer surface 12 of the silencer bowl 5, which partially dissipates the shock wave. The slightly weakened front of the shock wave passes only through the annular gap 8 between the wall of the barrel 6 of the liner and the edge of the muffler bowl 5. The shock wave reflected from the bottom of the projectile meets on its way a “breakwater” in the form of a concave bowl 5 and a stepped protrusion 13, divided from the end by grooves 15 into sectors 14, which also provides attenuation of the shock wave. The front of the reflected shock wave, passing through the gap 8, falls on the shock absorber in the form of a spring-loaded ring 7 of the muffler, overlapping the projection of the gap 8 on the bottom of the sleeve. This shock absorber also attenuates the shock wave reflected from the bottom of the sleeve, as the bottom of the sleeve will not reflect the wave front as a single common end surface, but a stepped one. The gap 10 between the bottom of the sleeve and the ring 7 is necessary to allow oscillation of the ring. Moreover, the implementation of the spring in the form of a radial plate provides a uniform distribution of the pressure of the powder gases over the entire volume of the sleeve, including the volume at the bottom of the sleeve under the ring 7.

Как показали испытания зарядного устройства, предложенная конструкция исключает несанкционированный подъем давления при стрельбе, при этом получено значительное снижение "пикового" давления в стволе, что повышает надежность работы зарядного устройства. As tests of the charger showed, the proposed design eliminates the unauthorized rise in pressure during firing, and a significant decrease in “peak” pressure in the barrel is obtained, which increases the reliability of the charger.

Источники информации
1. Заряды к 152-мм гаубице-пушке, - в кн. "152-мм гаубица-пушка ИЛ-20М и 122-мм пушка обр. 193-37 г." - (руководство службы). М.: Воениздат, Минобороны СССР, М, 1980, с. 430 - 437 - аналог.Sources of information
1. Charges to the 152-mm howitzer gun, - in the book. "152 mm howitzer gun IL-20M and 122 mm gun model 193-37." - (service manual). M .: Military Publishing House, Ministry of Defense of the USSR, M, 1980, p. 430 - 437 - analogue.

2. Патент Франции N 1464019, кл. F 42 B, 1966 - прототип. 2. French patent N 1464019, cl. F 42 B, 1966 - prototype.

3. Бетехтин С.А. и др. Газодинамические основы внутренней баллистики, М. ; Госиздат оборонной промышленности, 1957, с. 292 - 301 - аналог. 3. Betekhtin S.A. and other Gas-dynamic foundations of internal ballistics, M.; State Publishing House of the defense industry, 1957, p. 292 - 301 - analogue.

Claims

Charger for firing from an artillery gun, containing a sleeve with a barrel and a bottom, a central rod located therein, mounted along the axis of the sleeve, a powder charge placed around the rod, and a safety cover on the side of the shaft, characterized in that it is equipped with a shock absorber containing an annular bowl fixed on the upper end of the central rod by a threaded ring placed flush with the end of the barrel barrel and oriented with a convex outer surface towards the bottom of the sleeve, and a ring with a diameter close to the inner diameter of the barrel, placed in the bottom of the sleeve with a gap relative to its bottom, while an axial recess is made in the bottom of the bowl from the bottom of the sleeve, forming an annular gap between the bottom of the bowl and the central rod, and free the end face of the threaded ring is made with mutually perpendicular grooves.