RU2443966C1 - Artillery shell - Google Patents

Artillery shell Download PDF

Info

Publication number
RU2443966C1
RU2443966C1 RU2010140588/11A RU2010140588A RU2443966C1 RU 2443966 C1 RU2443966 C1 RU 2443966C1 RU 2010140588/11 A RU2010140588/11 A RU 2010140588/11A RU 2010140588 A RU2010140588 A RU 2010140588A RU 2443966 C1 RU2443966 C1 RU 2443966C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
corrugation
corrugations
corrugated
diameter
Prior art date
Application number
RU2010140588/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Васильевич Ветров (RU)
Вячеслав Васильевич Ветров
Валерий Александрович Дунаев (RU)
Валерий Александрович Дунаев
Павел Валерьевич Панферов (RU)
Павел Валерьевич Панферов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2010140588/11A priority Critical patent/RU2443966C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443966C1 publication Critical patent/RU2443966C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.
SUBSTANCE: shell comprises a casing, a front section, a warhead and a rear compartment with a device to increase range ability. The device for increasing range ability comprises an accumulating tank and a throttling device. The device for increasing range ability is equipped with a support corrugate disc and a radially corrugate membrane. Radial corrugations of the membrane and appropriate corrugations in the support disc are arranged with alternate depth proportional to the ratio between the diameter of the axis of symmetry of this corrugation and the average diameter of the corrugate part. Geometric dimensions of corrugations are related according to the following dependence:
Figure 00000007
where hi - depth of i corrugation, K - coefficient that characterising the permissible plastic deformation of the membrane material, r - radius of membrane ends rounding, Di - diameter of the axis of symmetry of i corrugation, Dav - the average diameter of the corrugated part of the membrane, i - order number of the corrugation, counting from the membrane centre.
EFFECT: increase of shell flying range.
3 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к артиллерийским снарядам, в котором для увеличения дальности полета при движении снаряда по каналу ствола аккумулируют энергию газов заснарядного пространства в накопительной камере снаряда, а после вылета снаряда из ствола за счет аккумулированной энергии удлиняют кормовую часть, придавая ей коническую форму.The invention relates to ammunition, in particular to artillery shells, in which, in order to increase the flight range when the projectile moves along the barrel, the energy of the gases in the projectile space is accumulated in the projectile, and after the projectile leaves the barrel, the aft part is lengthened, giving it a conical shape form.

Аналогом предлагаемого устройства является артиллерийский снаряд с деформируемой в полете кормовой частью (патент РФ №2358228 по классу F42B 10/38 с приоритетом от 13.08.2007 г., опубл. 10.06.2009 г.). Артиллерийский снаряд, содержащий корпус с головным отсеком с боевой частью и кормовым отсеком с устройством для увеличения дальности полета, содержащим накопительную камеру и дроссельное устройство, при этом в устройство для увеличения дальности полета введены опорное кольцо и гофрированная мембрана с центральным отверстием, причем гофрированная мембрана жестко закреплена на наружном диаметре кормового отсека с опорою на внешнюю торцевую поверхность накопительной камеры, и гофрированная мембрана выполнена с половинным перехлестом колец гофра, радиальная ширина которых определяется по следующей зависимости:An analogue of the proposed device is an artillery shell with a deformable aft part in flight (RF patent No. 2358228 in class F42B 10/38 with priority of 08/13/2007, published on 06/10/2009). An artillery shell comprising a body with a head compartment with a warhead and aft compartment with a device for increasing flight range, comprising a storage chamber and a throttle device, while a support ring and a corrugated membrane with a central hole are introduced into the device for increasing flight range, the corrugated membrane being rigidly mounted on the outer diameter of the aft compartment, resting on the outer end surface of the storage chamber, and the corrugated membrane is made with half overlap corrugation rings, the radial width of which is determined by the following relationship:

Figure 00000001
Figure 00000001

где 1i - радиальная ширина i-го гофра,where 1 i is the radial width of the i-th corrugation,

di ср - средний диаметр i-го гофра,d i cf - the average diameter of the i-th corrugation,

K - коэффициент, характеризующий допустимую пластическую деформацию материала мембраны.K is the coefficient characterizing the allowable plastic deformation of the membrane material.

Вышеуказанный аналог обладает рядом недостатков:The above analogue has several disadvantages:

- расположение гофров внахлест требует использования защитного колпака, предохраняющего тонкостенные гофры мембраны от взаимного деформирования и смятия;- overlapping corrugation requires the use of a protective cap that protects the thin-walled membrane corrugations from mutual deformation and collapse;

- изготовление мембраны такой формы достаточно сложно в технологическом плане и требует значительных материальных затрат.- the manufacture of a membrane of this form is quite difficult in the technological plan and requires significant material costs.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является артиллерийский снаряд (патент РФ на ПМ №92169 по классу F42B 10/38 с приоритетом от 16.10.2009 г., опубл. 10.03.2010 г.). Артиллерийский снаряд, содержащий корпус с головным отсеком, боевой частью и кормовым отсеком с устройством для увеличения дальности полета, содержащим накопительную камеру и дроссельное устройство, при этом устройство для увеличения дальности полета снабжено опорным рифленым диском и радиально гофрированной мембраной, наложенной на соответствующее профильное рифление диска и закрепленная на его наружной поверхности, а в центре диска установлено дроссельное устройство с возможностью осевого перемещения, закрепленное на мембране, при этом гофрированная мембрана выполнена в виде коаксиальной совокупности зигзагообразных гофров с закругленными по радиусу r торцами, между которыми имеются цилиндрические участки шириной h при следующем соотношении геометрических размеров:The closest analogue of the proposed device is an artillery shell (RF patent for PM No. 92169 in class F42B 10/38 with priority dated October 16, 2009, published on March 10, 2010). An artillery shell comprising a body with a head compartment, a warhead and aft compartment with a device for increasing flight range, comprising a storage chamber and a throttle device, while the device for increasing flight range is provided with a support corrugated disk and a radially corrugated membrane superimposed on the corresponding profile disk corrugation and fixed on its outer surface, and in the center of the disk is installed a throttle device with the possibility of axial movement, mounted on the membrane, p and this corrugated diaphragm is formed as a plurality of zigzag corrugation coaxial with rounded ends along the radius r, between which there are cylindrical portions of a width h in the following ratio of geometrical sizes:

Figure 00000002
Figure 00000002

где K - коэффициент, характеризующий допустимую пластическую деформацию материала мембраны.where K is the coefficient characterizing the allowable plastic deformation of the membrane material.

Вышеуказанный прототип обладает рядом недостатков:The above prototype has several disadvantages:

- одинаковая ширина цилиндрических участков, не зависящая от текущего радиуса, приводит к неравномерным напряжениям в мембране после деформирования;- the same width of the cylindrical sections, independent of the current radius, leads to uneven stresses in the membrane after deformation;

- изготовление мембраны такой формы достаточно сложно в связи с высокой степенью деформации гофров, находящихся вблизи центра мембраны;- the manufacture of a membrane of this form is quite difficult due to the high degree of deformation of the corrugations located near the center of the membrane;

- при равной ширине гофров, имеющих разные радиусы, их степени деформирования будут отличаться, что приведет к неравномерному деформированию мембраны.- with equal width of corrugations having different radii, their degrees of deformation will differ, which will lead to uneven deformation of the membrane.

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение дальности полета артиллерийского снаряда за счет улучшения аэродинамического качества путем снижения донного сопротивления посредством придания в полете кормовой части снаряда формы, плавно обтекаемой набегающим потоком воздуха, без изменения штатных габаритов снаряда до выстрела и при минимальной массе трансформируемой кормовой части.The technical task of the present invention is to increase the flight range of an artillery shell by improving aerodynamic quality by reducing the bottom drag by giving the aft of the projectile in flight a smoothly streamlined flow of air without changing the standard dimensions of the projectile before firing and with a minimum mass of the transformed aft part.

Поставленная задача решается таким образом, что артиллерийский снаряд, содержащий корпус с головным отсеком, боевой частью и кормовым отсеком с устройством для увеличения дальности полета, в состав которого входят накопительная камера и дроссельное устройство, устройство для увеличения дальности полета снабжено опорным рифленым диском и радиально гофрированной мембраной, при этом радиальные гофры мембраны и соответствующие им рифления в опорном диске выполнены с переменной глубиной, пропорциональной отношению диаметра оси симметрии данного гофра к среднему диаметру гофрированной части, при этом геометрические размеры гофр связаны зависимостьюThe problem is solved in such a way that an artillery shell containing a body with a head compartment, a warhead and aft compartment with a device for increasing flight range, which includes a storage chamber and a throttle device, the device for increasing flight range is equipped with a support corrugated disk and a radially corrugated the membrane, while the radial corrugations of the membrane and the corresponding corrugations in the support disk are made with a variable depth proportional to the ratio of the diameter of the axis of symmetry corrugation given to the average diameter of the corrugated portion, wherein the geometrical dimensions of the corrugations connected dependence

Figure 00000003
Figure 00000003

где hi - глубина i-го гофра,where h i - the depth of the i-th corrugation,

K - коэффициент, характеризующий допустимую пластическуюK - coefficient characterizing the allowable plastic

деформацию материала мембраны,deformation of the membrane material,

r - радиус закругления торцов мембраны,r is the radius of curvature of the ends of the membrane,

Di - диаметр оси симметрии i-го гофра,D i - the diameter of the axis of symmetry of the i-th corrugation,

Dcp - средний диаметр гофрированной части мембраны,D cp is the average diameter of the corrugated part of the membrane,

i - порядковый номер гофра, отсчитывая от центра мембраны.i - serial number of the corrugation, counting from the center of the membrane.

На фиг.1 изображен общий вид артиллерийского снаряда с устройством для увеличения дальности полета.Figure 1 shows a General view of an artillery shell with a device for increasing flight range.

На фиг.2 изображено сечение гофрированной мембраны с указанием основных геометрических параметров.Figure 2 shows a cross section of a corrugated membrane indicating the main geometric parameters.

На фиг.3 изображен вид артиллерийского снаряда после срабатывания устройства для увеличения дальности полета.Figure 3 shows a view of an artillery shell after the device is activated to increase flight range.

Такое соотношение геометрических размеров гофрированной мембраны обеспечит возможность получения деформированного обтекателя, оптимальным образом удовлетворяющего условиям обеспечения безотрывного обтекания кормовой части снаряда набегающим потоком воздуха, а также обеспечит равномерное деформирование всех гофров мембраны.This ratio of the geometrical dimensions of the corrugated membrane will make it possible to obtain a deformed fairing that optimally satisfies the conditions for ensuring an uninterrupted flow of air around the aft part of the projectile, and also ensures uniform deformation of all corrugations of the membrane.

Снаряд содержит корпус 1 с головным 2 и кормовым 3 отсеками. В головном отсеке 2 размещена боевая часть. В кормовом отсеке 3 размещено устройство для увеличения дальности полета, выполненное в виде деформируемого хвостового обтекателя, который содержит радиально гофрированную мембрану 4, внешний край которой жестко зафиксирован на опорном рифленом диске 5, а в ее центре расположено дроссельное устройство 6, соединяющее заснарядное пространство 7 с накопительной камерой 8, образованной донным срезом снаряда и опорным рифленым диском 5. Длина образующей расправленного конуса выбрана, исходя из условия обеспечения угла конусности 20°, при этом подразумевается, что радиально гофрированная мембрана не только распрямляется, но и растягивается. Для учета данного факта в формулу, связывающую ширину цилиндрического участка и радиус закругления радиально гофрированной мембраны, введен коэффициент K, характеризующий допустимую пластическую деформацию материала мембраны и равный значению допустимого относительного удлинения материала мембраны δ. Значения δ (В.И.Ануфриев «Справочник конструктора-машиностроителя») составляют, например, для Стали 15 - 0,2; для сплава ВТ1-00 - 0,25. Дроссельное устройство 6 выполнено таким образом, что не допускает быстрого истечения газа высокого давления из накопительной камеры 8 при выходе артиллерийского снаряда из ствола. Расположение дроссельного устройства по центру радиально гофрированной мембраны 4 позволяет исключить воздействие струи газа, истекающей из накопительной камеры 8 на траекторию полета артиллерийского снаряда. Стрелками рк и рвн показано давление газа, действующее на радиально гофрированную мембрану 4 при ее деформировании (рк - в стволе, рвн - при деформировании мембраны в свободном полете).The projectile contains a housing 1 with a head 2 and aft 3 compartments. The warhead is located in the head compartment 2. In the aft compartment 3 there is a device for increasing flight range, made in the form of a deformable tail fairing, which contains a radially corrugated membrane 4, the outer edge of which is rigidly fixed on the supporting corrugated disk 5, and in its center is a throttle device 6 connecting the projectile space 7 with the accumulation chamber 8 formed by the bottom cut of the projectile and the supporting corrugated disk 5. The length of the generatrix of the expanded cone is selected based on the condition of providing a taper angle of 20 °, while odrazumevaetsya that radial bellows not only straightens, but also stretched. To take this fact into account, a coefficient K characterizing the allowable plastic deformation of the membrane material and equal to the value of the allowable elongation of the membrane material δ was introduced into the formula relating the width of the cylindrical section and the radius of curvature of the radially corrugated membrane. The values of δ (V.I. Anufriev “Handbook of the designer-mechanical engineer”) are, for example, for Steel 15 - 0.2; for VT1-00 alloy - 0.25. The throttle device 6 is designed in such a way that does not allow the rapid outflow of high pressure gas from the storage chamber 8 when the artillery shell leaves the barrel. The location of the throttle device in the center of the radially corrugated membrane 4 allows to exclude the influence of a gas stream flowing from the storage chamber 8 on the flight path of the artillery shell. The arrows p k and p vn show the gas pressure acting on the radially corrugated membrane 4 when it is deformed (p k - in the barrel, p k - when the membrane is deformed in free flight).

Работает артиллерийский снаряд с учетом вышеприведенного описания следующим образом.The artillery shell works taking into account the above description as follows.

При выстреле пороховыми газами производится разгон снаряда в стволе и одновременно через дроссельное устройство 6 происходит накопление газа высокого давления в накопительной камере 8, образованной донным срезом снаряда и опорным рифленым диском 5. Гофрированная мембрана 4 во время нахождения снаряда в стволе под воздействием высокого уровня давления поджимается к опорному рифленому диску 5, поэтому для обеспечения необходимой прочности конструкции не требуется большой толщины ее стенок. После выхода снаряда из ствола давление окружающей среды (давление за донным срезом снаряда) становится значительно ниже давления газа в накопительной камере 8. За счет перепада давлений дроссельное устройство 6 начинает двигаться в осевом направлении, при этом радиально гофрированная мембрана 4 начинает распрямляться и удлиняться под действием внутреннего давления, приобретает удобную для обтекания потоком воздуха форму. Расправленная и удлинившаяся радиально гофрированная мембрана 4 за счет своей первоначальной формы в конечном итоге образует хвостовой обтекатель в виде конуса с углом наклона образующей к продольной оси 20°, это позволяет свести к минимуму донное аэродинамическое сопротивление и тем самым увеличить дальность полета артиллерийского снаряда.When fired by powder gases, the projectile is accelerated in the barrel and at the same time, throttle device 6 accumulates high-pressure gas in the storage chamber 8, formed by the bottom cut of the projectile and the corrugated supporting disk 5. The corrugated membrane 4 is compressed when the projectile is in the barrel to the supporting corrugated disk 5, therefore, to ensure the necessary strength of the structure does not require a large thickness of its walls. After the projectile leaves the barrel, the ambient pressure (pressure behind the bottom cut of the projectile) becomes much lower than the gas pressure in the storage chamber 8. Due to the pressure difference, the throttle device 6 begins to move in the axial direction, while the radially corrugated membrane 4 begins to straighten and lengthen under the action internal pressure, acquires a convenient form for flowing around the air stream. The straightened and elongated radially corrugated membrane 4, due to its initial shape, ultimately forms a tail cone in the form of a cone with an angle of inclination of the generatrix to the longitudinal axis of 20 °, this allows to minimize the bottom aerodynamic drag and thereby increase the flight range of the artillery shell.

Использование предлагаемого устройства позволит уменьшить коэффициент полного аэродинамического сопротивления снаряда на 25-30%, что приведет к увеличению дальности полета снаряда на 15-20%. Данные показатели эффективности предлагаемого решения подтверждены результатами численного моделирования полета модернизированного артиллерийского снаряда.Using the proposed device will reduce the coefficient of total aerodynamic drag of the projectile by 25-30%, which will lead to an increase in the range of the projectile by 15-20%. These performance indicators of the proposed solutions are confirmed by the results of numerical simulation of the flight of a modernized artillery shell.

Claims (1)

Артиллерийский снаряд, содержащий корпус с головным отсеком, боевой частью и кормовым отсеком с устройством для увеличения дальности полета, в состав которого входят накопительная камера и дроссельное устройство, устройство для увеличения дальности полета снабжено опорным рифленым диском и радиально гофрированной мембраной, отличающийся тем, что радиальные гофры мембраны и соответствующие им рифления в опорном диске выполнены с переменной глубиной, пропорциональной отношению диаметра оси симметрии данного гофра к среднему диаметру гофрированной части, при этом геометрические размеры гофр связаны зависимостью:
Figure 00000004
,
где hi - глубина i-го гофра,
K - коэффициент, характеризующий допустимую пластическую деформацию материала мембраны,
r - радиус закругления торцов мембраны,
Di - диаметр оси симметрии i-го гофра,
Dср - средний диаметр гофрированной части мембраны,
i - порядковый номер гофра, отсчитывая от центра мембраны.
An artillery shell comprising a body with a head compartment, a warhead and aft compartment with a device for increasing flight range, which includes a storage chamber and a throttle device, the device for increasing flight range is equipped with a corrugated support disk and a radially corrugated membrane, characterized in that the radial the corrugations of the membrane and the corresponding corrugations in the support disk are made with a variable depth proportional to the ratio of the diameter of the axis of symmetry of this corrugation to the average diameter corrugated part, while the geometric dimensions of the corrugations are related by:
Figure 00000004
,
where h i - the depth of the i-th corrugation,
K is the coefficient characterizing the allowable plastic deformation of the membrane material,
r is the radius of curvature of the ends of the membrane,
D i - the diameter of the axis of symmetry of the i-th corrugation,
D cf - the average diameter of the corrugated part of the membrane,
i - serial number of the corrugation, counting from the center of the membrane.
RU2010140588/11A 2010-10-05 2010-10-05 Artillery shell RU2443966C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140588/11A RU2443966C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Artillery shell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140588/11A RU2443966C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Artillery shell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2443966C1 true RU2443966C1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45852367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140588/11A RU2443966C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Artillery shell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443966C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2358228C2 (en) * 2007-08-13 2009-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Artillery shell
RU92169U1 (en) * 2009-10-16 2010-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Artillery shell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2358228C2 (en) * 2007-08-13 2009-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Artillery shell
RU92169U1 (en) * 2009-10-16 2010-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Artillery shell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3561437B1 (en) Suppressor for a firearm
US8579075B2 (en) Blackout silencer
US20160327380A1 (en) Projectile with enhanced ballistic efficiency
US20170131071A1 (en) Optimized subsonic projectiles and related methods
US10222163B2 (en) Method and apparatus for firearm sound suppression
US4249465A (en) Projectile
US20190113318A1 (en) Small arms projectile
RU92169U1 (en) Artillery shell
US20180038673A1 (en) Ammunition projectile having improved aerodynamic profile and method for manufacturing same
RU2443966C1 (en) Artillery shell
US20110048269A1 (en) Rifle Cartridge
TR201816455T4 (en) Method for increasing the range of fixed projectiles in rotation, and such a projectile.
RU2358228C2 (en) Artillery shell
RU2532670C1 (en) Case-free cartridge "tandem"
US20200408493A1 (en) Projectile for firearms
US11555677B2 (en) Aerodynamically improved and dynamically stabilized bullet
RU116219U1 (en) Artillery shell
US20140077024A1 (en) Spin or Aerodynamically Stabilized Ammunition
RU2478183C1 (en) Method of transforming artillery projectile tail compartment in flight, and device to this end
RU2465544C1 (en) "combined butterfly" bullet and cartridge for smooth-bore weapon
RU2465543C1 (en) "non-wad butterfly" bullet and cartridge for smooth-bore weapon
CN201090319Y (en) Improved apparatus capable of enhancing rocket thrust force
KR101043308B1 (en) Method for reducing ranges of test shell, fuse device for reducing ranges and test shell having the same
RU2535379C1 (en) Device of transformation of stern compartments of artillery projectile
RU210264U1 (en) sub-caliber bullet

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121006