RU2126130C1

RU2126130C1 - Artillery shell stabilizing device

Info

Publication number: RU2126130C1
Application number: RU97114605A
Authority: RU
Inventors: В.И. Бабичев; И.А. Бальзамов; Е.А. Гусев; В.П. Елесин
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-02-10

Abstract

FIELD: artillery ammunition. SUBSTANCE: stabilizing device has stabilizer blades hinge-joined with one end by axles on the body of the tail compartment, and a device for deployment of blades with a working member in the form of a piston freely installed in the central cylindrical cavity of the tail compartment. Installed on one side of the piston is a chamber gas-dynamically communicating with the after-shell space through a duct in the piston. The axles of the stabilizer blades are located in the front part of the tail compartment for turning the blades in the direction of shell motion. The rear edges of blades have recesses engageable with an annular flange formed on the external surface of the piston of the deployment device. The piston proper is furnished with a device for fixing the position, it is made in the form of a flexible opening collet with a bulge on the external surface of the slit end, fastened to the piston front end and resting with its bulge on the chamfer inclined surface made in the front part of the central cylindrical cavity of the tail compartment. The piston chamber accommodates a locking mechanism including an movable inertia body, whose annular groove accommodates a split ring and a stepped cylindrical bush with an annular groove on the inner surface installed between the inertia body and collet for two-position fixing of the position. A return spring is installed in-between the inertia body and piston. EFFECT: prevented impact of tail assembly against the gun barrel, decreased angle of blades, reduced time of their deployment and as a result, enhanced reliability on the whole. 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области артиллерийской техники, в частности к артиллерийским снарядам, как к управляемым, так и неуправляемым. The present invention relates to the field of artillery technology, in particular to artillery shells, both controlled and uncontrolled.

Известно устройство раскрытия хвостового оперения снаряда [1], содержащее выталкивающее устройство и множество лопастей, шарнирно закрепленных на осях и распределенных по окружности снаряда. Устройство включает подвижную часть, способную скользить, сохраняя герметичность в первом канале, из первого положения во второе, что приводит к развороту лопастей. Совместно с первым каналом подвижная часть образует первую камеру и перемещается в этой первой камере под действием давления газов, выработанных газогенератором. За время перемещения подвижной части из первого положения во второе лопасти полностью раскрываются. Устройство раскрытия снабжено стопорящим механизмом, фиксирующим скользящую часть устройства, позволяющим, выдвигаясь, организовать второе положение подвижной части и изолирующим ее первую камеру от второй камеры, в которой расположен воспламенитель, необходимый для задействования выталкивающего устройства, которое расстопаривается под действием давления. Когда упомянутое выше второе положение будет достигнуто, первая камера начнет сообщаться с вышеуказанной второй камерой. A device for disclosing the tail of a projectile [1], comprising an ejector device and a plurality of blades pivotally mounted on the axes and distributed around the circumference of the projectile. The device includes a movable part capable of sliding, while maintaining tightness in the first channel, from the first position to the second, which leads to a turn of the blades. Together with the first channel, the movable part forms the first chamber and moves in this first chamber under the action of the pressure of the gases generated by the gas generator. During the movement of the movable part from the first position to the second blade fully open. The opening device is equipped with a locking mechanism that fixes the sliding part of the device, allowing, when moving out, to organize the second position of the movable part and isolating its first chamber from the second chamber, in which the igniter is located, which is necessary for actuating the ejector device, which is unlocked under pressure. When the above-mentioned second position is reached, the first camera will begin to communicate with the aforementioned second camera.

Использование в устройстве раскрытия газогенератора, необходимого для образования газов, приводящих в движение выталкивающий лопасти рабочий элемент, а также воспламенителя, инициирующего работу самого газогенератора, увеличивает габариты устройства раскрытия, усложняет его конструкцию, снижая тем самым надежность функционирования. The use of a gas generator in the disclosure device, which is necessary for the formation of gases that drive the working element of the ejector blade, as well as an igniter that initiates the operation of the gas generator itself, increases the dimensions of the disclosure device and complicates its design, thereby reducing the reliability of operation.

Известно направляющее устройство [2], которое является прототипом предлагаемого изобретения. Оно предназначено для снаряда, выстреливаемого из ствола под действием движущих газов. Снаряд имеет несколько ребер стабилизатора, шарнирно закрепленных на одном конце и занимающих сложенное положение во время движения снаряда в стволе. На ребра стабилизатора действует развертывающее усилие, создаваемое поршнем, который перемещается в полости направляющего устройства. В направляющем устройстве предусмотрен канал, по которому во время увеличения давления газов в стволе, газы попадают в камеру, расположенную с одной стороны поршня, и создают в этой камере давление, необходимое для перемещения поршня. Внутри канала установлен клапан, который закрывает канал при уменьшении давления газов в стволе. Закрывание клапана происходит до прохода механизма через дульную часть ствола. Known guide device [2], which is the prototype of the invention. It is intended for a projectile fired from a barrel under the influence of moving gases. The projectile has several stabilizer ribs pivotally mounted at one end and occupying a folded position while the projectile is moving in the barrel. On the edges of the stabilizer is a deploying force created by the piston, which moves in the cavity of the guide device. A channel is provided in the guiding device through which, during an increase in gas pressure in the barrel, the gases enter the chamber located on one side of the piston and create the pressure necessary for moving the piston in this chamber. A valve is installed inside the channel, which closes the channel when the pressure of the gases in the barrel decreases. Closing the valve occurs before the passage of the mechanism through the muzzle of the barrel.

В снаряде, выбранном за прототип, в качестве рабочего тела, а именно газа, приводящего в движение поршень устройства раскрытия, используются пороховые газы метательного заряда, что позволяет значительно упростить конструкцию стабилизатора снаряда. Однако раскрытие лопастей стабилизатора начинается без всякой задержки, когда давление в камере поршня в общей сложности превысит силу давления газов в стволе и действующие на поршень инерционные силы стартовой перегрузки, что происходит еще в момент прохождения снарядом нарезной части ствола. В это время лопасти удерживаются в сложенном положении только действием ствольной перегрузки, за счет смещения центра масс лопастей относительно оси поворота, и при сообщении им достаточно мощного импульса со стороны поршня возможен удар раскрывающихся лопастей как о внутренние стенки непосредственно ствола, так и о дульный тормоз орудия, имеющий большое относительное удлинение. Не исключено и повреждение самих лопастей стабилизатора. In the projectile selected for the prototype, the propellant gases of the propellant charge are used as the working fluid, namely, the gas, which drives the piston of the disclosure device, which can significantly simplify the design of the projectile stabilizer. However, the expansion of the stabilizer blades begins without any delay, when the pressure in the piston chamber exceeds the gas pressure in the barrel and the inertial forces of the starting overload acting on the piston, which occurs even when the projectile passes through the threaded portion of the barrel. At this time, the blades are held in a folded position only by the action of barrel overload, due to the displacement of the center of mass of the blades relative to the axis of rotation, and when they communicate a sufficiently powerful impulse from the piston side, the opening blades can hit both the inner walls of the barrel itself and the muzzle brake of the gun having a large elongation. It is possible that damage to the stabilizer blades themselves.

Кроме того, лопасти, разворачиваясь в сторону, противоположную движению снаряда, проходят положение с нулевой стреловидностью, после которого центробежные силы от вращения снаряда, действующие также и на лопасти, начинают препятствовать их раскрытию. In addition, the blades, turning in the direction opposite to the movement of the projectile, pass through a position with zero sweep, after which centrifugal forces from the rotation of the projectile, which also act on the blades, begin to prevent their opening.

Большой угол разворота лопастей стабилизатора и отрицательное влияние центробежных сил на участке за нулевой стреловидностью замедляют процесс раскрытия, что, как и возможный удар раскрывающегося оперения о ствол орудия, приводит к дополнительным возмущениям снаряда и к возрастанию величины начального промаха. Неизбежное при этом увеличение начальных углов атаки снаряда значительно повышает нагрузку на лопасти, что может даже привести к их деформации на сверхзвуковых скоростях выхода снаряда из ствола. Все это ведет к снижению надежности функционирования снаряда в целом. The large angle of rotation of the stabilizer blades and the negative influence of centrifugal forces in the area behind the zero sweep slow down the disclosure process, which, like a possible strike of the opening plumage on the gun barrel, leads to additional perturbations of the projectile and to an increase in the magnitude of the initial miss. The inevitable increase in the initial projectile angles of attack significantly increases the load on the blades, which can even lead to their deformation at supersonic projectile exit velocities from the barrel. All this leads to a decrease in the reliability of the functioning of the projectile as a whole.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности функционирования артиллерийского снаряда за счет применения стопорящего лопасти стабилизатора устройства, срабатывающего с определенной задержкой, исключающей удар оперения о ствол орудия, и одновременного уменьшения угла разворота лопастей, сокращающего время самого процесса раскрытия. Это достигается тем, что в стабилизирующем устройстве артиллерийского снаряда, содержащем лопасти стабилизатора, одним концом шарнирно закрепленные осями на корпусе хвостового отсека, и устройстве раскрытия лопастей с установленным подвижно в центральной цилиндрической полости хвостового отсека рабочим элементом, выполненным в виде поршня, с одной стороны которого расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через канал в поршне, оси лопастей стабилизатора размещены в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда и на задних кромках лопастей выполнены вырезы, с которыми контактирует кольцевой выступ, образованный на наружной поверхности поршня устройства раскрытия, а сам поршень снабжен устройством фиксации положения в виде упругой разжимной цанги с утолщением на наружной поверхности разрезного конца, закрепленной на переднем торце поршня и упирающейся своим утолщением в наклонную поверхность фаски, выполненной в передней части центральной цилиндрической полости хвостового отсека, при этом в камере поршня размещен замковый механизм, включающий подвижное инерционное тело, в кольцевой проточке которого расположено разрезное кольцо, и ступенчатую цилиндрическую втулку с кольцевой канавкой на внутренней поверхности, установленную между инерционным телом и цангой с возможностью двухпозиционной фиксации положения, а между инерционным телом и поршнем расположена враспор возвратная пружина. The aim of the invention is to increase the reliability of the artillery shell due to the use of a locking blade of the stabilizer of the device, which is triggered with a certain delay, eliminating the impact of the plumage on the barrel of the gun, and at the same time reducing the angle of rotation of the blades, reducing the time of the opening process. This is achieved by the fact that in the stabilizing device of an artillery shell containing stabilizer blades pivotally mounted with axles on the tail compartment body at one end, and a blade opening device with a working element movably mounted in the central cylindrical cavity of the tail compartment, made in the form of a piston, on one side of which a chamber is located that is gasdynamically in communication with the projectile volume through a channel in the piston, the axis of the stabilizer blades are located in front of the tail compartment with By cutting the possibility of the blades turning in the direction of the projectile movement and on the trailing edges of the blades, cuts are made with which an annular protrusion formed on the outer surface of the piston of the opening device contacts, and the piston itself is equipped with a position fixing device in the form of an elastic expandable collet with a thickening on the outer surface of the split end, fixed on the front end of the piston and abutting with its thickening in the inclined surface of the chamfer made in the front of the central cylindrical cavity of the compartment, while in the piston chamber there is a locking mechanism, including a movable inertial body, in the annular groove of which a split ring is located, and a stepped cylindrical sleeve with an annular groove on the inner surface, mounted between the inertial body and the collet with the possibility of two-position fixation, and between an inertial body and a piston are located opposite the return spring.

Размещение осей лопастей стабилизатора в передней части хвостового отсека с обеспечением возможности разворота лопастей по направлению движения снаряда позволяет, по сравнению с прототипом, почти вдвое уменьшить угол поворота лопасти до положения полного раскрытия и, следовательно, сократить время самого процесса раскрытия. Застабилизированный раскрытым непосредственно после выхода из ствола оперением артиллерийский снаряд не успевает набрать большие углы атаки, влияющие на несущую способность лопастей и на величину начального промаха, что повышает надежность его функционирования. The placement of the axes of the stabilizer blades in the front of the tail compartment with the possibility of rotation of the blades in the direction of movement of the projectile allows, in comparison with the prototype, to almost halve the angle of rotation of the blade to the position of full disclosure and, therefore, reduce the time of the opening process itself. The artillery shell stabilized by the plumage opened immediately after exiting the trunk does not have time to gain large angles of attack, affecting the bearing capacity of the blades and the magnitude of the initial miss, which increases the reliability of its operation.

В сложенном положении, как при служебном обращении, так и при движении снаряда по каналу ствола, лопасти удерживаются кольцевым выступом, образованным на наружной поверхности поршня устройства раскрытия, с которым они контактируют вырезами, выполненными на задних кромках. Сам поршень зафиксирован от перемещения в центральной цилиндрической полости хвостового отсека упругой разжимной цангой, исключая, таким образом, преждевременное раскрытие лопастей и их возможный удар о ствол орудия или о его дульный тормоз. Расстопаривание упругой разжимной цанги, а следовательно, и раскрытие оперения осуществляются замковым механизмом, установленным в камере поршня. Изменяя соотношение массы подвижных частей замкового механизма и усилия возвратной пружины, установленной враспор между поршнем и инерционным телом замкового механизма, возможно варьировать временем освобождения цанги и начала выдвижения поршня. Очевидно, что оптимальным является соотношение, при котором процесс разворота лопастей начинается непосредственно после выхода снаряда из ствола, когда начальные возмущения еще достаточно малы, а удар раскрывающихся лопастей о элементы артиллерийской системы уже невозможен. In the folded position, both during official handling and when the projectile moves along the barrel, the blades are held by an annular protrusion formed on the outer surface of the piston of the opening device, with which they are in contact with cutouts made at the trailing edges. The piston itself is fixed from movement in the central cylindrical cavity of the tail section by an elastic expanding collet, thus excluding the premature opening of the blades and their possible impact on the gun barrel or its muzzle brake. The unlocking of the elastic expanding collet, and therefore the opening of the plumage, is carried out by a locking mechanism installed in the piston chamber. By varying the ratio of the mass of the moving parts of the locking mechanism and the force of the return spring installed in opposition between the piston and the inertial body of the locking mechanism, it is possible to vary the time of release of the collet and the beginning of the extension of the piston. Obviously, the optimal ratio is when the process of turning the blades begins immediately after the projectile leaves the barrel, when the initial perturbations are still quite small, and the impact of the expanding blades on the elements of the artillery system is no longer possible.

Сравнение указанного технического решения с прототипом позволяет установить его соответствие критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparison of the specified technical solution with the prototype allows you to establish its compliance with the criterion of "novelty." Comparison of the proposed solutions with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Изобретение поясняется графическими материалами, фиг.1, 2, 3. The invention is illustrated by graphic materials, figure 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен общий вид стабилизирующего устройства артиллерийского снаряда, на фиг.2 - исходное положение элементов устройства раскрытия лопастей стабилизатора, на фиг. 3 - положение элементов устройства раскрытия после его срабатывания. Штрих-пунктиром показано положение лопастей раскрытого стабилизатора. In FIG. 1 shows a general view of the stabilizing device of an artillery shell, FIG. 2 shows the initial position of the elements of the device for opening the stabilizer blades, and FIG. 3 - the position of the elements of the disclosure device after it is triggered. The dashed-dotted line shows the position of the blades of the opened stabilizer.

Стабилизирующее устройство артиллерийского снаряда содержит лопасти 1, одним концом шарнирно закрепленные осями 2 на корпусе 3 хвостового отсека, с обеспечением возможности разворота по направлению движения снаряда. В центральной цилиндрической полости хвостового отсека расположено устройство раскрытия лопастей с рабочим элементом в виде подвижного поршня 4. На наружной поверхности поршня 4 образован кольцевой выступ "a", контактирующий с вырезами "b" на задних кромках сложенных лопастей. В исходном положении поршень 4 зафиксирован закрепленной на его переднем торце упругой разжимной цангой 5, которая упирается своим утолщением, выполненным на разрезном конце, в наклонную поверхность фаски "c" в передней части центральной полости корпуса 3. Со стороны переднего торца поршня 4 расположена камера, газодинамически сообщенная с заснарядным объемом через дроссельное отверстие "d", выполненное в поршне. В этой камере, соосно с поршнем, размещен замковый механизм, включающий инерционное тело 6 и ступенчатую цилиндрическую втулку 7 с кольцевой канавкой "e" на внутренней поверхности. Втулка 7 установлена между инерционным телом 6 и упругой разжимной цангой 5 с возможностью двухпозиционной фиксации положения и, контактируя с цангой своей наружной поверхностью, препятствует ее обжатию. Осевое перемещение втулки 7 вдоль находящегося внутри ее инерционного тела 6 исключается разрезным кольцом 8, расположенным в кольцевой проточке f инерционного тела и упирающимся скосом g в торец втулки. Между инерционным телом 6 и поршнем 4 установлена враспор возвратная пружина 9. Осевое перемещение инерционного тела 6 от усилия предварительного поджатия возвратной пружины 9 ограничено скобой 10, закрепленной на корпусе 3 хвостового отсека. The stabilizing device of the artillery shell contains blades 1, one end pivotally mounted by axes 2 on the body 3 of the tail compartment, with the possibility of a turn in the direction of movement of the projectile. In the central cylindrical cavity of the tail section there is a device for opening the blades with a working element in the form of a movable piston 4. On the outer surface of the piston 4, an annular protrusion "a" is formed, which contacts the notches "b" on the trailing edges of the folded blades. In the initial position, the piston 4 is fixed on its front end by an elastic expandable collet 5, which abuts with its thickening, made at the split end, on the inclined surface of the chamfer "c" in the front of the central cavity of the housing 3. From the front end of the piston 4 there is a chamber, gas-dynamically communicated with the projectile volume through the throttle bore "d" made in the piston. In this chamber, coaxially with the piston, there is a locking mechanism including an inertial body 6 and a stepped cylindrical sleeve 7 with an annular groove "e" on the inner surface. The sleeve 7 is installed between the inertial body 6 and the elastic expandable collet 5 with the possibility of on-off fixation of the position and, in contact with the collet with its outer surface, prevents its compression. The axial movement of the sleeve 7 along the inertial body 6 inside it is excluded by a split ring 8 located in the annular groove f of the inertial body and abutting bevel g against the end of the sleeve. Between the inertial body 6 and the piston 4, a return spring 9 is set abruptly. The axial movement of the inertial body 6 from the preload force of the return spring 9 is limited by a bracket 10 fixed to the body 3 of the tail section.

При движении артиллерийского снаряда по стволу орудия инерционное тело 6 под воздействием ствольной перегрузки давит на разрезное кольцо 8. Радиальная составляющая усилия взаимодействия втулки 7 и разрезного кольца 8, возникающая на скосе g, сжимает разрезное кольцо, которое, размещаясь в проточке f инерционного тела 6, позволяет ему перемещаться назад, сжимая возвратную пружину 9. Разрезное кольцо 8, двигаясь вместе с инерционным телом 6, разжимается и проскакивает в кольцевую канавку e втулки 7, связывая ее с инерционным телом. Одновременно с этим в камеру поршня 4 через дроссельное отверстие d из заснарядного пространства поступают пороховые газы метательного заряда, создавая там давление. When the artillery shell moves along the barrel of the gun, the inertial body 6 presses on the split ring 8 under the influence of barrel overload. The radial component of the interaction force of the sleeve 7 and the split ring 8, which arises on bevel g, compresses the split ring, which, being located in the groove f of the inertial body 6, allows it to move backward, compressing the return spring 9. The split ring 8, moving together with the inertial body 6, is unclenched and slips into the annular groove e of the sleeve 7, connecting it with the inertial body. At the same time, propellant gases of a propellant charge enter the piston chamber 4 through the throttle bore d from the projectile space, creating pressure there.

В момент выхода снаряда из ствола, когда ствольная перегрузка резко снижается, возвратная пружина 9 толкает вперед инерционное тело 6 и связанную с ним цилиндрическую ступенчатую втулку 7, выводя ее из контакта с упругой разжимной цангой 5 и давая возможность последней обжиматься. Под действием внутреннего давления в камере поршень 4 стремится переместиться в центральной полости корпуса 3 в направлении лопастей и тянет за собой закрепленную на нем цангу 5. Возникающая на наклонной поверхности фаски c радиальная составляющая взаимодействия упругой разжимной цанги 5 с корпусом 3 сжимает цангу, давая возможность поршню 4 свободно перемещаться относительно корпуса 3. При выдвижении из корпуса стабилизатора поршень толкает одновременно все лопасти. Преодолевая силы трения об корпус, лопасти 1, получив импульс от поршня 4, подхваченные центробежными силами от вращения снаряда, раскрываются. At the moment the projectile leaves the barrel, when the barrel overload decreases sharply, the return spring 9 pushes forward the inertial body 6 and the associated cylindrical step sleeve 7, bringing it out of contact with the elastic expanding collet 5 and allowing the latter to be crimped. Under the action of internal pressure in the chamber, the piston 4 tends to move in the central cavity of the housing 3 in the direction of the blades and pulls the collet 5 fixed on it. The radial component of the interaction of the elastic expandable collet 5 with the housing 3 arises on the inclined surface of the chamfer c and compresses the collet, enabling the piston to 4 to move freely relative to the housing 3. When the stabilizer is pulled out of the housing, the piston pushes all the blades simultaneously. Overcoming the friction forces on the body, the blades 1, having received an impulse from the piston 4, picked up by centrifugal forces from the rotation of the projectile, are revealed.

Таким образом, использование в конструкции стопорящего лопасти стабилизатора устройства, срабатывающего с определенной задержкой, исключающей удар оперения о ствол орудия, и одновременное уменьшение угла разворота лопастей, сокращающее время самого процесса раскрытия, позволяет повысить надежность функционирования артиллерийского снаряда в целом. Thus, the use of a stabilizer device in the design of the locking blade of the device, which is triggered with a certain delay, eliminating the impact of the plumage on the gun barrel, and at the same time reducing the angle of rotation of the blades, reducing the time of the deployment process itself, can improve the reliability of the functioning of the artillery shell as a whole.

Источники информации. Sources of information.

1. Патент США (US) N 5082203 по классу НКИ 244-3.28, опубликован 21 января 1992 года. 1. US patent (US) N 5082203 for the class NCI 244-3.28, published January 21, 1992.

2. Международная заявка PCT(WO) N 86/03579 по классу МКИ 5 F 42 B 10/14, 10/48, опубликована 19 июня 1986 года. 2. International application PCT (WO) N 86/03579 for the class MKI 5 F 42 B 10/14, 10/48, published June 19, 1986.

Claims

An artillery projectile stabilizing device containing stabilizer blades pivotally mounted at one end by axles on the tail compartment housing, and a blade opening device with a working element movably mounted in the central cylindrical cavity of the tail compartment, made in the form of a piston, on one side of which there is a chamber in fluid communication with a shell through the channel in the piston, characterized in that in it the axis of the stabilizer blades are located in front of the tail compartment with both by baking the possibility of the blades turning in the direction of the projectile movement, cuts are made on the trailing edges of the blades, with which an annular protrusion formed on the outer surface of the piston of the opening device contacts, the piston is equipped with a position fixing device in the form of an elastic expandable collet with a thickening on the outer surface of the split end fixed to the front end of the piston and abutting its thickening against the inclined surface of the chamfer made in the front of the central cylindrical cavity of the tail tseka, while in the piston chamber there is a locking mechanism including a movable inertial body, in the annular groove of which a split ring is located, and a stepped cylindrical sleeve with an annular groove on the inner surface, mounted between the inertial body and the collet with the possibility of two-position fixation, and between the inertial the return spring is located opposite the body and piston.