RU2213315C2

RU2213315C2 - Artillery short-range complex " tver "

Info

Publication number: RU2213315C2
Application number: RU2001135144/02A
Authority: RU
Inventors: В.А. Одинцов
Original assignee: НИИ специального машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: artillery, towed artillery complexes. SUBSTANCE: artillery short-range complex includes towed rifled gun and ammunition equipment to it. Mass of gun is determined by relation M = 300d³±10%, where M is mass of gun, kg; d is diameter, dm. Relation of muzzle kinetic energy of shell to mass of gun lies within 0.8-1.2 kJ/kg. Relation of muzzle pulse to mass of gun is in range from 6 to 10 m/s. Relative length of barrel is in limits from 10 to 15. Initial velocity of shell lies in limits 250-300 m/s. EFFECT: potential for employment of artillery complex in regional conflicts thanks to enhanced maneuverability, possibility to hit targets at low velocity of shell. 16 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к артиллерийской технике, а более конкретно - к буксируемым артиллерийским комплексам с небольшой дальностью стрельбы (пехотным, штурмовым). Использование в региональных конфликтах орудий основных сил, имеющих избыточные дальности, ненужные в этих операциях, и в то же время большие массы, затрудняющие их быструю доставку к месту операции, является крайне нерациональным. Для успешного ведения региональных конфликтов необходимы легкие авиа- и вертолетотранспортабельные мобильные орудия с небольшой дальностью стрельбы (см. В.А.Одинцов, А.И.Николаев. "Для региональных конфликтов нужны штурмовые орудия". Вооружение. Политика. Конверсия. 5, 2000 г., стр. 6, В.А.Одинцов. "Региональные войны: нужны штурмовые орудия". Техника и вооружение, 2, 2001 г., стр.22). The invention relates to artillery equipment, and more specifically to towed artillery systems with a small firing range (infantry, assault). The use of main forces in regional conflicts with excess ranges unnecessary in these operations, and at the same time large masses that impede their quick delivery to the operation site, is extremely irrational. Successful regional conflicts require light aircraft and helicopter transportable mobile guns with a short firing range (see V.A. Odintsov, A.I. Nikolayev. "For regional conflicts, we need assault guns." Armament. Politics. Conversion. 5, 2000 G., p. 6, VA Odintsov. "Regional wars: we need assault guns." Technique and armament, 2, 2001, p. 22).

Единственной легкой буксируемой отечественной системой, разработанной за последние десятилетия, является 120 мм орудие 2Б16 "Нона-К". Это орудие имеет длину ствола 24 калибра, максимальную дальность стрельбы 8800 м, массу осколочно-фугасного (ОФ) снаряда 17,3 кг, начальную скорость 367 м/с, массу орудия 1200 кг. В боекомплект орудия входят осколочно-фугасные снаряды ОФ49 и ОФ51, осколочно-фугасная мина ОФ36, осколочно-фугасный активно-реактивный снаряд ОФ50, дымовые, осветительные и зажигательные мины, кумулятивный снаряд, корректируемый снаряд "Китолов-2" (см. "Оружие России", каталог в 7 томах, т.I, Изд. дом "Военный парад", А.Б.Широкорад. "Отечественные минометы и реактивная артиллерия". Минск Харвест, Москва ACT, 2000). The only light towed domestic system developed in recent decades is the 120 mm 2B16 Nona-K gun. This gun has a barrel length of 24 calibers, a maximum firing range of 8800 m, a high-explosive fragmentation (HE) shell mass of 17.3 kg, an initial velocity of 367 m / s, and a gun mass of 1200 kg. The ammunition of the gun includes OF49 and OF51 high-explosive shells, OF36 high-explosive fragmentation shell, OF50 active-rocket-propelled high-explosive shell, smoke, lighting and incendiary mines, cumulative projectile, Kitolov-2 projectile (see Russia). ", catalog in 7 volumes, vol. I, Publishing House" Military Parade ", A.B.Shirokorad." Domestic mortars and rocket artillery. Minsk Harvest, Moscow ACT, 2000).

Основным недостатком орудия является его большая масса, не позволяющая, с одной стороны, транспортировать орудия на прицепе армейских грузовиков общего назначения и джипов в условиях гористой местности, плохих дорог и выработанного моторесурса, с другой, транспортировать орудие легкими вертолетами с грузоподъемностью на внешней подвеске до одной тонны. Затруднено перекатывание орудия на позиции силами расчета, погрузка его в грузовую кабину военно-транспортного вертолета, на грузовую автомашину и т.п. The main disadvantage of the gun is its large mass, which does not allow, on the one hand, transporting the guns on a trailer of general purpose army trucks and jeeps in mountainous terrain, poor roads and exhausted motor resources, on the other hand, transporting the guns with light helicopters with a carrying capacity of up to one on the external sling tons. It was difficult to roll the gun into positions by calculation forces, loading it into the cargo compartment of a military transport helicopter, onto a cargo truck, etc.

В то же время как орудие для региональных конфликтов оно имеет явно завышенную дальность. Опыт региональных конфликтов показывает, что 90% огневых задач решается на дальности до 5-7 км. Большая длина ствола и высокая начальная скорость снаряда орудия 2Б16, а в конечном счете и его большая масса, по существу, проистекали из стремления придать ему свойства противотанковой пушки с большой дальностью прямого выстрела - требования, явно излишнего для орудия непосредственной поддержки пехоты в региональных конфликтах. В результате требуемый для штурмового орудия баланс между массой и дальностью стрельбы в орудии 2Б16 не был достигнут. At the same time, as an instrument for regional conflicts, it has a clearly overestimated range. The experience of regional conflicts shows that 90% of the fire tasks are solved at a range of up to 5-7 km. The long barrel length and high initial velocity of the 2B16 gun’s shell, and ultimately its large mass, stemmed essentially from the desire to give it the properties of an anti-tank gun with a long direct-fire range - a requirement clearly unnecessary for the gun to directly support infantry in regional conflicts. As a result, the balance required between the mass and the firing range in the 2B16 gun was not achieved for the assault gun.

Сверхзвуковая дульная скорость снаряда (367 м/с) привела к резкому увеличению в районе числа Маха, равного 1, коэффициента лобового сопротивления снаряда С_х, что в свою очередь привело к снижению дальности стрельбы.The supersonic projectile muzzle velocity (367 m / s) led to a sharp increase in the Mach number of 1, the projectile drag coefficient C _x , which in turn led to a reduction in firing range.

Существенным недостатком орудия является также постоянная крутизна нарезки ствола. При диктуемой ограничением по массе орудия дозвуковой скорости снаряда при постоянной крутизне нарезки не может быть достигнуто нужное число оборотов снаряда, необходимое для обеспечения его гироскопической устойчивости на траектории. A significant drawback of the gun is also the constant steepness of the cutting barrel. With the dictated limitation on the mass of the guns of the subsonic velocity of the projectile at a constant steepness of the cutting, the required number of revolutions of the projectile necessary to ensure its gyroscopic stability on the path cannot be achieved.

Существенным недостатком являются ограничение возможности комплекса по боекомплекту. Одной из важных задач штурмового комплекса является разрушение кирпичных и бетонных сооружений при операциях в населенных пунктах. Осколочно-фугасный снаряд при низкой начальной скорости для этой цели непригоден. Введение в боекомплект обычного бетонобойного снаряда также не решило бы задачу. Не решена задача эффективной борьбы с живой силой. Ввиду низкой начальной скорости снаряда неэффективными становятся как картечи и пороховые шрапнели, так и осколочно-пучковые снаряды с передним моноблоком готовых поражающих элементов (см., например, патент 2018779 РФ). A significant drawback is the limitation of the capabilities of the complex for ammunition. One of the important tasks of the assault complex is the destruction of brick and concrete structures during operations in settlements. A high-explosive fragmentation shell at a low initial speed is unsuitable for this purpose. The introduction of a conventional concrete-piercing shell into the ammunition would also not solve the problem. The problem of effective struggle against manpower has not been solved. Due to the low initial velocity of the projectile, both buckshots and powder shrapnel and fragmentation-beam shells with a front monoblock of ready-made striking elements become ineffective (see, for example, RF patent 2018779).

При стрельбе управляемыми (корректируемыми) снарядами лазерную подсветку цели необходимо производить с выносного поста, располагаемого на большом удалении от орудия, что требует высококачественной и надежной связи между постом и орудием, трудно обеспечиваемой в реальных боевых условиях. When firing guided (adjusted) shells, laser illumination of the target must be carried out from a remote post located at a great distance from the gun, which requires high-quality and reliable communication between the post and the gun, which is difficult to provide in real combat conditions.

В составе боекомплекта отсутствуют кассетные снаряды. As part of the ammunition, there are no cluster shells.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и на достижение технического результата в виде одновременного повышения мобильности артиллерийского комплекса и увеличения его боевой эффективности. С этой целью в качестве признака устройства (артиллерийского комплекса, включающего в себя орудие, боекомплект (расходную часть комплекса), систему наведения), вводятся соотношения, связывающие параметры устройства и его элементов, и ограничения по указанным параметрам, изменяются параметры и пропорции известных снарядов, вводится новая номенклатура снарядов, обеспечивающих поражение целей при низкой скорости снарядов, вводится прогрессивная нарезка ствола с переменной крутизной, вводится установка подсветчика цели (лазерного дальномера-целеуказателя) на лафете орудия либо в непосредственной близости от него. The present invention is aimed at eliminating these drawbacks and to achieve a technical result in the form of a simultaneous increase in the mobility of the artillery complex and increase its combat effectiveness. For this purpose, as a feature of the device (artillery complex, which includes a gun, ammunition (consumable part of the complex), guidance system), relations are introduced that link the parameters of the device and its elements, and restrictions on the specified parameters, the parameters and proportions of known shells are changed, a new nomenclature of shells is introduced to ensure the destruction of targets at a low velocity of shells, a progressive cutting of the barrel with variable slope is introduced, the installation of a target illuminator (laser EPA-designator) on the gun carriage or in the immediate vicinity.

При геометрическом подобии массы орудий М и снарядов m пропорциональны кубу калибра M=kd³, m=C_qd³.With a geometric similarity, the masses of the guns M and shells m are proportional to the cube of the caliber M = kd ³ , m = C _q d ³ .

Анализ и обобщение мирового опыта проектирования и применения легких пехотных орудий и тенденций дальнейшего развития, а также результаты моделирования различных вариантов огневых операций в региональных конфликтах с учетом мобильности комплексов показали, что для оптимальных буксируемых комплексов значение коэффициента k составляет 300 кг/дм³, то есть соотношение имеет вид
M=300d³ (1)
где М [кг], d [дм], а оптимальная начальная скорость снаряда находится в диапазоне v₀= 250-300 м/с. Обоснованы также оптимальные калибры пехотных орудий 100, 120 и 152 (155 мм) (см. [1, 2]), являющиеся членами приближенного параметрического ряда, и оптимальные значения коэффициента наполнения α. Значения характеристик для этого ряда представлены в таблице (v₀=250 м/с, C_q=10 кг/дм³, α=0,3).Analysis and generalization of world experience in the design and use of light infantry guns and trends for further development, as well as the results of modeling various types of fire operations in regional conflicts, taking into account the mobility of the systems, showed that for optimal towed systems the coefficient k is 300 kg / dm ³ , i.e. the ratio has the form
M = 300d ³ (1)
where M [kg], d [dm], and the optimal initial projectile speed is in the range v ₀ = 250-300 m / s. The optimal calibers of infantry guns 100, 120 and 152 (155 mm) (see [1, 2]), which are members of the approximate parametric series, and the optimal values of the filling coefficient α are also substantiated. The values of the characteristics for this series are presented in the table (v ₀ = 250 m / s, C _q = 10 kg / dm ³ , α = 0.3).

Удельная дульная энергия

во всех случаях составляет

, а удельный импульс

равен 8,3 м/с. Статистический разброс результатов, полученных по формулам 1, с учетом свойств применяемых сталей, порохов и ВВ, а также с учетом конструктивных особенностей орудий и снарядов составляет ±10%. В орудиях всех указанных калибров применяется прогрессивная нарезка с длиной хода нареза 25-30 калибров на входе в ствол и 15-20 калибров на выходе из ствола. При стрельбе управляемыми (корректируемыми) снарядами на средней дальности (до 3000-4000 м) лазерная подсветка цели может быть реализована непосредственно с позиции, для чего подсветчик цели (лазерный дальномер-целеуказатель ЛДЦ) может быть стационарно установлен на лафете орудия либо в непосредственной близости от него.Specific muzzle energy

in all cases is

, and specific impulse

equal to 8.3 m / s. The statistical spread of the results obtained by formulas 1, taking into account the properties of the used steels, gunpowder and explosives, as well as taking into account the design features of tools and shells is ± 10%. The guns of all these calibers use progressive cutting with a stroke length of 25–30 calibers at the entrance to the barrel and 15–20 calibers at the exit from the barrel. When firing guided (correctable) projectiles at medium range (up to 3000-4000 m), the laser illumination of the target can be realized directly from the position, for which the target illuminator (laser rangefinder-target indicator of the LDC) can be stationary mounted on the gun’s carriage or in close proximity to him.

Снижение дульной скорости до дозвуковой и соответственно снижение перегрузок до уровня 1500-3000 позволяет использовать для изготовления корпусов высокоосколочные стали 60С2 (патенты 2079099, 2095740 РФ), 80С2 и 80Г2С (патент 2153024 РФ), применять снарядные корпуса с готовыми поражающими элементами или с мерами заданного дробления. Для управляемых (корректируемых) снарядов может быть использована относительно дешевая элементная база, не требующая стойкости при больших перегрузках. Снижение перегрузок с учетом придания снаряду большой длины цилиндрической части позволяет повысить коэффициент наполнения до 0,25-0,35, относительную полезную нагрузку кассетного снаряда до 0,6-0,7, применить для управляемых снарядов пассивное наведение, т.е. наведение на излучение цели, за счет увеличения объема для размещения приборного отсека. The reduction of muzzle velocity to subsonic and, accordingly, the reduction of overloads to the level of 1500-3000 makes it possible to use high-fragment steel 60С2 (patents 2079099, 2095740 RF), 80С2 and 80Г2С (patent 2153024 RF) for the manufacture of shells, use shell shells with ready-made striking elements or with measures of a given crushing. For guided (correctable) shells, a relatively cheap elemental base can be used, which does not require resistance at large overloads. Reducing overloads taking into account giving the projectile a large length of the cylindrical part allows to increase the filling factor to 0.25-0.35, the relative payload of the cartridge shell to 0.6-0.7, apply passive guidance for guided missiles, i.e. guidance on the radiation of the target, by increasing the volume to accommodate the instrument compartment.

Снижение дульных перегрузок позволяет использовать в боекомплекте комплекса снаряды принципиально новых конструктивных схем, большинство из которых защищены патентами РФ. К ним относятся:
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2018779)
- управляемый снаряд с поворотной боевой частью (пат. 2032139)
- снаряд со стреловидными поражающими элементами (пат. 2079099)
- многоцелевой снаряд (пат. 2080548)
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2082943)
- снаряд (пат. 2082945)
- осколочный снаряд (пат. 2095739)
- противотанковая ракета кинетического действия (пат. 2108537)
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2108538)
- осколочный снаряд (пат. 2118790)
- снаряд с готовыми поражающими элементами (пат. 2148244)
- способ поражения наземных и воздушных целей и устройство (боеприпас) для его реализации (пат. 2158408)
- кассетный осколочно-пучковый снаряд (заявка 2194240).Reducing muzzle loads allows the use of projectiles of fundamentally new design schemes in the ammunition load of the complex, most of which are protected by Russian patents. These include:
- high-explosive fragmentation shell (pat. 2018779)
- guided projectile with a rotary warhead (US Pat. 2032139)
- a shell with arrow-shaped striking elements (US Pat. 2079099)
- multi-purpose projectile (US Pat. 2080548)
- high-explosive fragmentation shell (US Pat. 2082943)
- shell (US Pat. 2082945)
- fragmentation shell (US Pat. 2095739)
- anti-tank missile of kinetic action (US Pat. 2108537)
- high-explosive fragmentation shell (US Pat. 2108538)
- fragmentation shell (US Pat. 2118790)
- a shell with ready-to-use striking elements (US Pat. 2148244)
- a method of hitting ground and air targets and a device (ammunition) for its implementation (US Pat. 2158408)
- cluster fragmentation-beam projectile (application 2194240).

Во всех указанных случаях снижение дульных перегрузок позволяет за счет усложнения конструкций достичь более высокой эффективности действия. В этом смысле характерным является действие снарядов двух последних схем. В кассетном осколочно-пучковом снаряде данного комплекса, имеющем на траектории небольшую скорость, в точке перед целью производится выброс из корпуса плоских цилиндрических боевых элементов, содержащих слой ВВ и слой готовых поражающих элементов (ГПЭ). При траекторном взрыве боевых элементов формируется осевой поток ГПЭ со скоростью 1000-1200 м/с, т.е. низкая скорость снаряда компенсируется в данном случае за счет химической энергии зарядов ВВ боевых элементов. In all these cases, the reduction of muzzle loads allows, due to the complexity of the structures, to achieve higher efficiency. In this sense, the action of shells of the last two patterns is characteristic. In a cluster-fragmentation-fragmentation cluster cassette of this complex, which has a low velocity on the trajectory, a plane cylindrical warhead containing a layer of explosive and a layer of ready-made striking elements (GGE) is ejected from the hull at the point in front of the target. In the trajectory explosion of combat elements, an axial flow of the gas engine is formed at a speed of 1000-1200 m / s, i.e. The low velocity of the projectile is compensated in this case due to the chemical energy of the explosive charges of the warheads.

Аналогичное перераспределение энергий между орудием и снарядом имеет место при действии низкоскоростного бетонобойного снаряда. Низкоскоростной тонкостенный снаряд не в состоянии пробить бетонную преграду за счет собственной кинетической энергии. Эта функция возлагается на взрывной предзаряд, обеспечивающий пробитие преграды за счет химической энергии ВВ предзаряда. Проникающий снаряд, расположенный в задней части снаряда, проходит в отверстие, пробитое взрывным предзарядом. A similar redistribution of energy between the gun and the projectile takes place under the action of a low-speed concrete-piercing projectile. A low-speed thin-walled projectile is not able to break through a concrete barrier due to its own kinetic energy. This function is assigned to the explosive precharge, which ensures the penetration of the barrier due to the chemical energy of the explosive precharge. The penetrating projectile, located at the rear of the projectile, passes into the hole pierced by an explosive precharge.

Claims

1. Short-range artillery system, including a towed rifled gun and ammunition shells for it, characterized in that the mass of the gun is determined by the ratio
M = 300d ³ ± 10%,
where M is the mass of the gun, kg;
d - caliber, dm,
the ratio of the muzzle kinetic energy of the projectile to the mass of the gun is in the range of 0.8-1.2 kJ / kg, the ratio of the muzzle pulse to the mass of the gun is in the range of 6-10 m / s.

2. The complex according to claim 1, characterized in that the filling coefficient of the high-explosive fragmentation projectile included in the ammunition is in the range 0.25-0.3.

3. The complex under item 1, characterized in that the relative length of the gun’s barrel is in the range of 10-15.

4. The complex according to claim 1, characterized in that the initial velocity of the projectile is in the range of 250-300 m / s.

5. The complex according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for transporting the guns by helicopter on an external sling.

6. The complex under item 1, characterized in that it is equipped with a device for laser illumination of targets placed directly on the gun carriage.

7. The complex according to p. 1, characterized in that the design of the shells included in the ammunition is capable of hitting a target at a low projectile speed of less than 200 m / s.

8. The complex under item 1, characterized in that the shells included in the ammunition are made with a relative length of the cylindrical part in the range of 0.7-0.8.

9. The complex according to claim 1, characterized in that the high-explosive fragmentation projectile that is part of the ammunition is made of high-fragmentation steel 60C2 or 80C2, or 80G2C.

10. The complex according to claim 1, characterized in that the high-explosive fragmentation projectile that is part of the ammunition is made with predetermined crushing or with ready-to-use striking elements.

11. The complex according to claim 1, characterized in that the cumulative projectile that is part of the ammunition is made with a cumulative funnel with an angle at the apex within 60-90 ^o .

12. The complex according to p. 1, characterized in that the ammunition includes a cluster fragmentation-beam projectile containing a shell, expelled powder charge, fragmentation warheads made in the form of flat disks and sequentially stacked in the shell, and the fragmentation warhead includes a layer of ready-to-use striking elements laid on the end surface of a cylindrical explosive charge.

13. The complex according to claim 1, characterized in that the ammunition includes a concrete-piercing projectile containing in the front part a means for forming a hole in the barrier, made in the form of a cumulative, explosive and other explosive charge, and in the rear part a penetrating explosive shell with explosive charge and bottom fuse with a delay element.

14. The complex according to claim 1, characterized in that the ammunition includes a cluster shell with a relative payload mass of at least 0.6.

15. The complex according to claim 1, characterized in that the ammunition includes a guided projectile with guidance on thermal or magnetic, or acoustic radiation from the target.

16. The complex under item 1, characterized in that the composition of the ammunition includes a HE shell with a deformable shell made of plastic steel, a plastic explosive charge and a bottom fuse with a delay element.

17. The complex under item 1, characterized in that the gun’s barrel is made with progressive cutting with a cut length of 25-30 calibres at the entrance to the barrel and 15-20 calibers at the exit of the barrel.