RU2207493C1

RU2207493C1 - Artillery small-caliber cartridge

Info

Publication number: RU2207493C1
Application number: RU2001130734/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Аманов; Б.М. Бутаев; Г.П. Бутылкин; В.М. Кувшинов; С.Н. Куровский; О.Т. Чижевский
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор"
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-06-27

Abstract

FIELD: cartridges for automatic guns. SUBSTANCE: the cartridge has a shell fixed in a case filled with powder, in who fuse cavity of the fire-transmitting channel a percussion primer is installed. The output of the fire-transmitting channel is provided with a throttle made in the form of a through hole, whose diameter makes up 0.4 to 0.6 of the diameter of the fire-transmitting channel. EFFECT: simplified construction of the artillery small-caliber cartridge for automatic weapon and enhanced efficiency of its main action and functional reliability, prevented surges of pressure in the bore by providing a stability of inflammation of the propellant charge from the center in volume and over the entire length of the case, guaranteed relative axial motion of the percussion primer. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно, к артиллерийским малокалиберным патронам унитарного заряжания. The invention relates to ammunition, and more specifically, to artillery small-caliber ammunition unitary loading.

Уровень техники данной области характеризует унитарный патрон, содержащий снаряд и гильзу с метательным зарядом, включающим насыпной комбинированный безградиентный порох и капсюль-воспламенитель, установленный в очке гильзы, описанный в патенте RU 2095736, F 42 В 5/16, 1996 г. The prior art in this area is characterized by a unitary cartridge containing a projectile and a sleeve with a propelling charge, including a bulk combined gradientless powder and an igniter capsule installed in the sleeve point described in patent RU 2095736, F 42 B 5/16, 1996.

Для повышения функциональной надежности снаряда путем увеличения начальной скорости в структуру пороховой смеси метательного заряда введена равнораспределенная высокоэнергетическая добавка в виде алюминиевых пластин с оптимизированными геометрическими параметрами размеров и формы. To increase the functional reliability of the projectile by increasing the initial velocity, a uniformly distributed high-energy additive in the form of aluminum plates with optimized geometric parameters of size and shape was introduced into the structure of the propellant propellant mixture.

Этот пороховой заряд имеет повышенную скорость газообразования за счет увеличения температуры горения при целенаправленном пространственно-временном регулировании внутриканального процесса горения пороховой смеси метательного заряда практически без роста максимального давления и максимальной температуры горения. This powder charge has an increased rate of gas formation due to an increase in the combustion temperature with targeted spatial and temporal regulation of the internal channel combustion of the propellant mixture of the propellant charge with virtually no increase in maximum pressure and maximum combustion temperature.

Недостатком указанного аналога является нестабильность воспламенения пороховой смеси метательного заряда из-за повышенной ее плотности, которая затрудняет проникновение горячих газов внутрь состава, что служит причиной неполноты его сгорания, определяющей падение начальной скорости снаряда, и снижения показателей назначения боеприпаса. The disadvantage of this analogue is the instability of ignition of the propellant mixture of the propellant charge due to its increased density, which complicates the penetration of hot gases into the composition, which causes incompleteness of its combustion, which determines the drop in the initial velocity of the projectile, and a decrease in the ammunition destination.

Кроме того, температура горения пороховой смеси приближается к максимальной, что снижает живучесть ствола оружия и деталей его автоматики. In addition, the combustion temperature of the powder mixture approaches maximum, which reduces the survivability of the barrel of the weapon and parts of its automation.

Указанные недостатки устранены в конструкции унитарных патронов, дополнительно содержащих помещенную в пороховом наполнении гильзы огнепередаточную трубку, сообщающуюся с капсюлем-воспламенителем (см., например, патенты RU 2095735, F 42 В 5/02 и 2100755, F 42 В 5/16, оба 1996 г.). These drawbacks have been eliminated in the design of unitary cartridges, additionally containing a fire-transfer tube placed in the powder filling of the sleeve communicating with the igniter capsule (see, for example, patents RU 2095735, F 42 В 5/02 and 2100755, F 42 В 5/16, both 1996).

По числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога выбран малокалиберный патрон для автоматических пушек по патенту RU 2095735, который содержит снаряд, укрепленный в заполненной порохом метательного заряда гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой установлен капсюль-воспламенитель и закреплена огнепередаточная трубка, закрытая материалом размеднителя, размещенная внутри пороховой смеси на высоте 0,3-0,5 длины гильзы. According to the number of coinciding features, the small-caliber cartridge for automatic guns according to patent RU 2095735 is selected as the closest analogue. It contains a projectile mounted in a cartridge case filled with gunpowder and equipped with a fire-axial channel, a primer-igniter is installed and a fire-retardant tube closed with material is fixed a demulsifier placed inside the powder mixture at a height of 0.3-0.5 sleeve lengths.

В этом патроне обеспечена увеличенная начальная скорость при заданном максимальном давлении путем организации зоны воспламенения порохового заряда в центре гильзы. Организация с помощью огнепередаточной трубки равномерного воспламенения пороха метательного заряда из центра обеспечивает выравнивание давления образующихся пороховых газов в объеме гильзы, что гарантирует стабильные внутрибаллистические характеристики выстрела и заданные показатели назначения снаряда. This cartridge provides an increased initial speed at a given maximum pressure by organizing the ignition zone of the powder charge in the center of the sleeve. Arrangement of a uniform ignition of propellant charge powder from the center using a fire-transfer tube ensures equalization of the pressure of the generated powder gases in the volume of the sleeve, which ensures stable ballistic characteristics of the shot and preset target designation.

Однако недостатком известного патрона является сложность конструкции узла воспламенения пороха метательного заряда для серийного производства боеприпасов, которая заметно увеличивает его себестоимость. However, a disadvantage of the known cartridge is the design complexity of the ignition propellant powder propellant for mass production of ammunition, which significantly increases its cost.

При этом главным минусом известной конструктивной схемы для малокалиберных патронов, где предельно ограничен объем гильзы под пороховое наполнение, является огнепередаточная трубка, как средство воспламенения из центра гильзы, потому что служит причиной снижения метательного импульса от меньшей массы пороха и, как следствие, уменьшения начальной скорости снаряда и дальности стрельбы. In this case, the main disadvantage of the known design scheme for small-caliber cartridges, where the volume of the cartridge case for powder filling is extremely limited, is the fire-transfer tube, as a means of ignition from the center of the cartridge case, because it causes a decrease in the propelling impulse from a lower mass of the powder and, as a result, a decrease in the initial velocity projectile and firing range.

Задачей, положенной в основу настоящего изобретения, является упрощение конструкции патрона при повышении функциональной надежности без снижения основных показателей назначения. The task underlying the present invention is to simplify the design of the cartridge while increasing functional reliability without reducing the main indicators of purpose.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийском малокалиберном патроне унитарного заряжания для автоматических пушек, содержащем снаряд, укрепленный в заполненной порохом метательного заряда гильзе, в снабженном огнепередаточным осевым каналом очке которой укреплен капсюль-воспламенитель, согласно изобретению выход огнепередаточного канала оснащен дросселем, выполненным в виде сквозного отверстия, диаметр которого составляет 0,4-0,6 диаметра огнепередаточного канала, причем очко гильзы под капсюль-воспламенитель снабжено радиальной проточкой. The required technical result is achieved by the fact that in the well-known artillery small-caliber unit-loading cartridge for automatic guns containing a projectile, mounted in a sleeve filled with propellant of a propellant charge, in a point equipped with a fire-transmitting axial channel, the igniter caps are reinforced, according to the invention, the output of the fire-transfer channel is equipped with a choke made in the form of a through hole, the diameter of which is 0.4-0.6 of the diameter of the fire-transfer channel, and the point of the sleeve under the capsule the ignitor is provided with a radial groove.

Отличительные признаки позволили, сохранив центральное воспламенение пороха в гильзе, исключить огнепередаточную трубку со средствами ее крепежа в очке гильзы, чем высвободить дополнительный объем для пороха метательного заряда, обеспечивая повышение начальной скорости снаряда и дальность стрельбы. Distinctive features made it possible, while preserving the central ignition of gunpowder in the sleeve, to exclude the fire-transfer tube with the means of its fastening in the point of the sleeve, thereby freeing up additional volume for propellant powder, providing an increase in the initial velocity of the projectile and firing range.

Оснащение огнепередаточного канала дросселем оптимизированного проходного сечения создает необходимый газодинамический режим воспламеняющему форсу газовой струи от капсюля-воспламенителя, при котором зерна переуплотненного комбинированного порохового заряда не дробятся и не деформируются, что исключает аномальное воспламенение пороха в объеме по всей высоте гильзы. Этим стабилизируются условия горения и метательный импульс, обеспечивающие заданные баллистические характеристики в требуемом диапазоне значений. Equipping the fire-transfer channel with an optimized flow cross-section with a throttle creates the necessary gas-dynamic regime for the igniting force of the gas stream from the igniter capsule, in which the grains of the re-compacted powder charge are not crushed and deformed, which eliminates the anomalous ignition of the powder in the bulk along the entire height of the sleeve. This stabilizes the combustion conditions and propelling impulse, providing the specified ballistic characteristics in the desired range of values.

В калиброванном дросселе, выполняющем функции клапана, происходит резкое увеличение скорости газовой факельной струи при уменьшении в ней давления, что обеспечивает подачу горячих продуктов струи в центр гильзы, изнутри воспламеняя пороховое наполнение, не оказывая при этом заметного динамического воздействия на порох, что стабилизирует процесс горения комбинированного порохового заряда во всем диапазоне температур эксплуатации патронов. In a calibrated throttle acting as a valve, there is a sharp increase in the speed of the gas flare jet with a decrease in pressure, which ensures the supply of hot jet products to the center of the liner, igniting the powder filling from the inside, without having a noticeable dynamic effect on the powder, which stabilizes the combustion process combined powder charge in the entire temperature range of the cartridge.

Оптимизированный диапазон соотношения диаметров дросселя и огнепередаточного канала дна гильзы был рассчитан математически по методике планирования эксперимента. The optimized range of the ratio of the diameters of the throttle and the fire transfer channel of the bottom of the liner was calculated mathematically by the experimental design technique.

При соотношении указанных диаметров меньше 0,4 в канале возникает очень большое местное гидродинамическое сопротивление, препятствующее продвижению через дроссель факельной струи от капсюля-воспламенителя и подаче ее в центр порохового заряда. When the ratio of the indicated diameters is less than 0.4, a very large local hydrodynamic resistance appears in the channel, which prevents the flare jet from moving through the throttle from the igniter capsule and supplying it to the center of the powder charge.

При соотношении указанных диаметров больше 0,6 сужение канала не выполняет функций клапана для уменьшения давления проходящего через него газового факела, потому что нет резкого уменьшения проходного сечения, при этом скорость движения потока практически не увеличивается и дросселирование вырождается. When the ratio of the indicated diameters is greater than 0.6, the narrowing of the channel does not perform the functions of a valve to reduce the pressure of the gas flame passing through it, because there is no sharp decrease in the cross-section, and the flow velocity practically does not increase and the throttle degenerates.

Выполнение в очке гильзы радиальной проточки создает пространство для деформации тонкостенного корпуса капсюля-воспламенителя давлением газообразных продуктов генерируемого форса при его срабатывании. В результате образуется замковое соединение корпуса капсюля-воспламенителя с гильзой для предотвращения возможного вышибания последнего назад в систему автоматики пушки, что недопустимо. The implementation of the radial groove sleeve in the point creates a space for deformation of the thin-walled case of the igniter caps with the pressure of the gaseous products of the generated force when it is triggered. As a result, a lock connection is formed between the capsule-igniter body and the sleeve to prevent a possible knocking of the latter back into the gun automation system, which is unacceptable.

Предложенная конструктивная схема является простейшим предпочтительным вариантом фиксирования капсюля-воспламенителя в очке гильзы при динамическом нагружении избыточным давлением газообразных продуктов в огнепередаточном канале. The proposed constructive scheme is the simplest preferred option for fixing the igniter capsule in the sleeve point under dynamic loading of gaseous products with excessive pressure in the fire-transfer channel.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, как нового сверхэффекта, неприсущего признакам в разобщенности. Consequently, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve the novelty of quality, as a new super-effect that is not inherent in signs of disunity.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено:
- на фиг.1 - общий вид патрона;
- на фиг.2 - вид А на фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, which shows:
- figure 1 is a General view of the cartridge;
- figure 2 is a view a in figure 1.

Предложенный малокалиберный патрон унитарного заряжания, например 30-мм для автоматических пушек 2А-42, 2А-38, 2А-72, содержит осколочно-фугасный снаряд 1 с головным взрывателем 2, ведущим пояском 3, снаряженный взрывчатым веществом 4, герметично смонтирован в дульце гильзы 5. На донной части корпуса снаряда 1 закреплен размеднитель 6, в частности свинцовая проволока. The proposed small-caliber unit loading cartridge, for example, 30 mm for automatic guns 2A-42, 2A-38, 2A-72, contains a high-explosive fragmentation projectile 1 with a head fuse 2, a guiding belt 3, equipped with explosive 4, is hermetically mounted in the barrel sleeve 5. On the bottom of the shell of the projectile 1 is fixed a demister 6, in particular a lead wire.

В очке 7 дна гильзы 5, заполненной насыпным комбинированным порохом 8, укреплен капсюль-воспламенитель 9, который является структурным элементом метательного заряда. Очко 7 гильзы 5 сообщается с порохом 8 метательного заряда посредством осевого огнепередаточного канала 10 диаметром 8 мм, который на выходе оснащен дросселем 11, каналом меньшего поперечного сечения диаметром 3 мм. In point 7 of the bottom of the sleeve 5, filled with bulk composite powder 8, an igniter capsule 9, which is a structural element of the propellant charge, is strengthened. The point 7 of the sleeve 5 communicates with the propellant powder 8 by means of an axial fire transfer channel 10 with a diameter of 8 mm, which is equipped with an inductor 11 at the outlet, a channel of a smaller cross section with a diameter of 3 mm.

В очке 7 диаметром 10,4 мм гильзы 5 под капсюль-воспламенитель 9 выполнена радиальная проточка 12 шириной 2,5 мм и диаметром 10,8 мм, то есть в сборе имеется канавка глубиной 0,2 мм при запрессовке в очко 7 капсюля-воспламенителя 9, толщина латунного корпуса которого составляет 0,6-0,7 мм. In point 7 with a diameter of 10.4 mm of sleeve 5 under the igniter capsule 9, a radial groove 12 is made 2.5 mm wide and 10.8 mm in diameter, i.e., the assembly has a groove 0.2 mm deep when the igniter caps are pressed into point 7 9, the thickness of the brass body of which is 0.6-0.7 mm.

Функционирует патрон следующим образом. От удара бойка затвора автоматического оружия срабатывает капсюль-воспламенитель 9 и сгорает его воспламенительный состав. Давлением образующихся при этом газообразных продуктов деформируется тонкостенный пластичный корпус капсюля-воспламенителя 9, заполняющий свободное пространство проточки 12 очка 7 гильзы 5. Этим обеспечивается геометрическое замыкание корпуса капсюля-воспламенителя 9 с гильзой 5, препятствующее вышибанию его в казенную часть оружия. The cartridge operates as follows. From the impact of the striker of the shutter of an automatic weapon, the igniter capsule 9 is activated and its igniter composition burns out. The pressure of the gaseous products formed during this process deforms the thin-walled plastic body of the igniter capsule 9, filling the free space of the groove 12 of the point 7 of the sleeve 5. This ensures a geometric closure of the housing of the igniter 9 with the sleeve 5, preventing it from being knocked out to the breech of the weapon.

Таким образом в динамике процесса силовое замыкание запрессовки капсюля-воспламенителя 9 с гильзой 5 преобразуется в более надежное геометрическое - замковое, неразъемное их соединение, исключающее возможность относительных осевых перемещений. Thus, in the dynamics of the process, the force closure of the press-on of the igniter caps 9 with the sleeve 5 is transformed into a more reliable geometric - locking, one-piece connection that excludes the possibility of relative axial movements.

Наличие дросселя 11 меньшего проходного сечения, чем поперечное сечение огнепередаточного канала 10, обеспечивает снижение максимального давления газов в 2-3 раза, уменьшая динамическое воздействие на порох в гильзе 5. The presence of a throttle 11 of a smaller flow area than the cross section of the fire-transfer channel 10, provides a reduction in the maximum gas pressure by 2–3 times, reducing the dynamic effect on the powder in the sleeve 5.

Сформированный острый высокоскоростной форс струи горячих газообразных продуктов от капсюля-воспламенителя 9, не разрушая структуры пороха 8 метательного заряда, равномерно воспламеняет последний из центра гильзы 5, обеспечивая прогрессивное горение пороха 8. Formed a sharp high-speed force jet of hot gaseous products from the igniter capsule 9, without destroying the structure of the propellant powder 8, uniformly ignites the latter from the center of the sleeve 5, providing progressive combustion of the powder 8.

При автоматической стрельбе из высокотемпового оружия, вследствие воздействия осевых нагрузок, порох 8 метательного заряда смещается к дну гильзы 5 и переуплотняется, создавая большое газодинамическое сопротивление для прохождения форса пламени и продуктов сгорания воспламенительного состава капсюля-воспламенителя 9 через огнепередаточный канал 10 без дросселирования. During automatic firing of high-speed weapons, due to the action of axial loads, propellant powder 8 is shifted to the bottom of the sleeve 5 and re-compacted, creating a large gas-dynamic resistance for the passage of the flame force and combustion products of the igniter composition of the igniter capsule 9 through the fire transfer channel 10 without throttling.

Воспламенению пороха 8 из центра по всей длине гильзы 5 также препятствует дробление зерен воздействием ударной волны, что повышает поверхность горения пороха 8 и нарушает прогрессивность его горения, особенно при минусовых температурах эксплуатации патронов, снижая показатели назначения малокалиберных боеприпасов. The ignition of gunpowder 8 from the center along the entire length of the sleeve 5 is also prevented by the crushing of grains by the action of a shock wave, which increases the combustion surface of gunpowder 8 and violates the progressiveness of its combustion, especially at subzero temperatures of operation of cartridges, reducing the performance of small-caliber ammunition.

Предложенное оптимизированное уменьшение дросселем 11 диаметра огнепередаточного канала 10 обеспечивает стабильность воспламенения пороха 8 метательного заряда, исключая его дробление ударной волной форса пламени от капсюля-воспламенителя 9, практически по всей длине гильзы 5 без специальных приспособлений. The proposed optimized reduction of the diameter of the fire-transfer channel 10 by the throttle 11 ensures the stability of ignition of the propellant powder 8, excluding its crushing by the shock wave of the flame force from the igniter capsule 9, almost over the entire length of the sleeve 5 without special devices.

Испытания предложенной конструкции 30-мм патронов в зенитном автомате 2А-38 показали, что указанные аномальные явления, вызывающие повышение давления в канале ствола, полностью исключены, при этом обеспечиваются заданные баллистические характеристики боеприпасов при различных режимах и условиях стрельбы. Tests of the proposed design of 30-mm cartridges in the 2A-38 anti-aircraft machine gun showed that these abnormal phenomena causing an increase in pressure in the barrel channel are completely excluded, while the given ballistic characteristics of ammunition are provided under various shooting conditions and conditions.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники позволяет сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности, потому что оно явным образом не следует для специалистов по боеприпасам, является неизвестным и может быть серийно воспроизведено в промышленных условиях действующего производства. A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art allows us to conclude that the patentability criteria are met, because it does not explicitly follow for ammunition specialists, is unknown and can be serially reproduced in the industrial conditions of the current production.

Claims

1. Artillery small-caliber unitary loading cartridge for automatic guns, containing a shell mounted in a sleeve filled with propellant of a propellant charge, in a point equipped with a fire-transmitting axial channel, a primer-igniter is mounted, characterized in that the output of the fire-transfer channel is equipped with a throttle made in the form of a through hole, the diameter of which is 0.4-0.6 of the diameter of the fire transfer channel.

2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the point of the sleeve under the igniter capsule is provided with a radial groove.