RU2549723C1 - Rifled barrel of artillery and small-arm systems - Google Patents

Rifled barrel of artillery and small-arm systems Download PDF

Info

Publication number
RU2549723C1
RU2549723C1 RU2013156366/11A RU2013156366A RU2549723C1 RU 2549723 C1 RU2549723 C1 RU 2549723C1 RU 2013156366/11 A RU2013156366/11 A RU 2013156366/11A RU 2013156366 A RU2013156366 A RU 2013156366A RU 2549723 C1 RU2549723 C1 RU 2549723C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
barrel
rifled
artillery
channel
cone
Prior art date
Application number
RU2013156366/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Яковлевич Ведяев
Владимир Яковлевич Ильшевич
Алексей Викторович Мишнёв
Елена Сергеевна Иванова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2013156366/11A priority Critical patent/RU2549723C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549723C1 publication Critical patent/RU2549723C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.
SUBSTANCE: rifled barrel of artillery and small-arm systems has a channel which consists of a rifled part, a lead-in cone and a chamber. The smooth part of the lead-in cone is made in the form of a removable sleeve, the angle at the vertex of the lead-in cone is determined from the expression: 2 α 2 a r c t g d d d d d r 2 X n ,
Figure 00000006
where 2α is the angle at the vertex of the lead-in cone of the rifled barrel channel; ddr is the channel diameter of the rifled barrel at the bottom of the rifles; Xn is the length of the smooth part of the lead-in cone of the rifled barrel channel, ddd is the diameter of the driving device of the munition.
EFFECT: increased resource of the rifled barrel, improvement of the conditions for its repair.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружения, а именно к стволам огнестрельного оружия, может применяться при разработке артиллерийско-стрелкового вооружения, а также может быть использовано в машинах и механизмах, имеющих пары трения скольжения, работающие при высоких скоростях скольжения и высоком давлении в контакте.The invention relates to the field of armament, namely, to the barrels of firearms, can be used in the development of artillery and small arms, and can also be used in machines and mechanisms having pairs of sliding friction, operating at high sliding speeds and high pressure in contact.

Известен нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем, внутренняя полость которого, называемая каналом, состоит из нарезной части, заходного конуса (соединительного конуса, пульного входа) и каморы (патронника) (см. Ларман Э.К. Проектирование и производство артиллерийских систем. Ч.1. - М.: Военное издательство МВС СССР, 1949, стр.48-54, рис.12). Практически все нарезные стволы, начиная от пистолетов и заканчивая артиллерийскими орудиями, имеют подобные конструкции (так называемые стволы-моноблоки).The rifled barrel of artillery-rifle systems is known, the internal cavity of which, called the channel, consists of a rifled part, a lead-in cone (connecting cone, a bullet inlet) and a chamber (chamber) (see Larman E.K. Design and manufacture of artillery systems. 1. - M .: Military publishing house of the USSR Ministry of Internal Affairs, 1949, p. 48-54, fig. 12). Almost all rifled barrels, from pistols to artillery, have similar designs (so-called monoblock barrels).

Ресурс нарезных стволов артиллерийско-стрелковых систем такой конструкции заметно ограничивает повышение боевой эффективности артиллерийско-стрелковых систем, обеспечиваемое ростом давлений пороховых газов и скоростей боеприпасов и применением материала корпуса в конструкциях ведущих устройств боеприпасов для увеличения их нагрузочной способности и снижения стоимости изготовления корпусов боеприпасов, а это, как правило, различные марки стали, механические и триботехнические характеристики которых заметно отличаются от характеристик традиционных материалов ведущих поясков - меди и ее сплавов.The resource of rifled barrels of artillery and rifle systems of such a design significantly limits the increase in the combat effectiveness of artillery and rifle systems, provided by an increase in the pressure of powder gases and rates of ammunition and the use of shell material in the designs of leading munition devices to increase their load capacity and reduce the cost of manufacturing munition shells, and this As a rule, various steel grades, the mechanical and tribotechnical characteristics of which differ markedly from ristich traditional materials leading belts - copper and its alloys.

Известно, что ресурс нарезных стволов стрелково-артиллерийских систем измеряется количеством сделанных выстрелов до существенного изменения баллистических качеств оружия, ухудшения кучности стрельбы, до возникновения случаев неудовлетворительного функционирования боеприпасов, усталостного разрушения ствола. Основными причинами, вызывающими износ стволов артиллерийско-стрелковых систем (уменьшение их ресурса), являются: высокие давление, температура и коррозионная активность пороховых газов; давление ведущего устройства снаряда (пули) на элементы нареза при врезании и при дальнейшем ведении снаряда по каналу нарезного ствола; давление центрирующих утолщений от неуравновешенности снаряда и от его начального перекоса в канале нарезного ствола на поля нарезов.It is known that the life of rifled barrels of rifle-artillery systems is measured by the number of shots made before a significant change in the ballistic qualities of the weapon, deterioration of the accuracy of fire, before cases of unsatisfactory functioning of ammunition, fatigue destruction of the barrel. The main causes causing the wear of the barrels of artillery and rifle systems (reduction of their resource) are: high pressure, temperature and corrosion activity of the powder gases; pressure of the leading device of the projectile (bullet) on the elements of the rifling during insertion and with further guidance of the projectile along the channel of the rifled barrel the pressure of the centering bulges from the imbalance of the projectile and from its initial bias in the rifled barrel channel to the rifling fields.

Увеличение ресурса нарезного ствола стрелково-артиллерийских систем вышеназванной конструкции достигается путем создания на их внутренней поверхности защитно-антифрикционных покрытий (слоев материала, пленок), обладающих повышенной твердостью, малой склонностью к истиранию и налипанию, коррозионной стойкостью: например, отложение на внутренней поверхности канала ствола слоя хрома; специальные виды цементирования внутренней поверхности канала ствола; наклеп, сообщаемый поверхностному слою металла, вследствие чего удается повысить ресурс стволов иногда в полтора - два раза (см. Благонравов А.А. Действие выстрела на орудийные стволы. - Л.: Издательство Артиллерийской Академии РККА, 1933, стр.2-49). Увеличение ресурса нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем также обеспечивается применением прогрессивной нарезки.An increase in the life of a rifled barrel of rifle-artillery systems of the aforementioned design is achieved by creating protective antifriction coatings (material layers, films) on their inner surface that have increased hardness, low tendency to abrasion and sticking, and corrosion resistance: for example, deposition on the inner surface of the bore a layer of chromium; special types of cementing of the inner surface of the bore; the hardening provided by the surface metal layer, as a result of which it is possible to increase the barrel life sometimes from one and a half to two times (see Blagonravov A.A. Effect of a shot on gun barrels. - L .: Publishing house of the Artillery Academy of the Red Army, 1933, pp. 2-49) . An increase in the life of the rifled barrel of artillery and rifle systems is also provided by the use of progressive slicing.

Основным недостатком нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем такой конструкции является применение специального оборудования, затраты на осуществление покрытий и выполнение оригинальных нарезов во многих случаях не оправдываются уровнем увеличения ресурса ствола. Технологический процесс электрохимического хромирования ствола вреден для здоровья обслуживающего персонала и к тому же требует решения экологических проблем сточных вод. Для моноблочных нарезных стволов износ определенного участка канала ствола требует замены всего ствола.The main disadvantage of the rifled barrel of artillery and rifle systems of this design is the use of special equipment, the cost of coating and the implementation of the original rifling in many cases are not justified by the level of increase in barrel life. The technological process of barrel electrochemical chromium plating is harmful to the health of staff and also requires solving environmental problems of wastewater. For monoblock rifled trunks, the wear of a certain section of the bore requires the replacement of the entire barrel.

Наиболее близким к предлагаемому нарезному стволу артиллерийско-стрелковых систем является, принятый за прототип, нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем, состоящий из трех частей: дульной, средней и каморной, и канал которого имеет нарезную часть, заходный конус и камору, например ствол 105 мм зенитных пушек Flak 38 и 39 (см. Широкорад А.Б. Бог войны третьего рейха. - М.: Из-во ACT, 2003, стр.407). Каморная и средняя части нарезного ствола этих артиллерийских систем соединяются в верхней части каморы, стык между ними перекрывается гильзой. Средняя и дульная части нарезного ствола этих артиллерийских систем соединяются в нарезной части и стык между ними не перекрывается. Достоинством составного нарезного ствола этих артиллерийско-стрелковых систем является возможность замены при его ремонте только средней части, наиболее подверженной износу, вместо того, чтобы менять весь ствол.Closest to the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems is, adopted for the prototype, the rifled barrel of artillery and rifle systems, consisting of three parts: the muzzle, middle and chamber, and the channel of which has a rifled part, an entry cone and a chamber, for example a barrel of 105 mm Flak 38 and 39 anti-aircraft guns (see Shirokorad AB, God of War of the Third Reich. - M .: Iz-in ACT, 2003, p. 407). Chamber and middle parts of the rifled barrel of these artillery systems are connected in the upper part of the chamber, the joint between them is blocked by a sleeve. The middle and muzzle parts of the rifled barrel of these artillery systems are connected in the rifled part and the joint between them does not overlap. The advantage of the composite rifled barrel of these artillery-rifle systems is the ability to replace during its repair only the middle part, the most susceptible to wear, instead of changing the entire barrel.

Однако для нарезного ствола вышеназванной конструкции увеличение ресурса сменной средней части ствола остается актуальной нерешенной проблемой, так же, как и для ранее приведенных стволов-моноблоков. Трудоемкость изготовления этой части нарезного ствола, в связи с наличием в ней нарезов, также велика. Потребность в обеспечении точного и герметичного сопряжения средней и дульной частей по каналу в месте их стыка вызывает заметный рост стоимости не только их изготовления, но и последующих ремонтов в связи с необходимостью точной подгонки новой средней части при замене изношенной. Выполнение такого ремонта требует квалифицированного персонала.However, for a rifled trunk of the aforementioned design, an increase in the resource of the replaceable middle part of the trunk remains an urgent unsolved problem, as well as for the previously mentioned monoblock trunks. The complexity of manufacturing this part of the rifled barrel, due to the presence of rifling in it, is also great. The need to ensure accurate and tight mating of the middle and muzzle parts along the channel at the junction causes a noticeable increase in the cost of not only their manufacture, but also subsequent repairs due to the need for accurate fitting of the new middle part when replacing a worn one. Performing such repairs requires qualified personnel.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании конструкции нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем увеличенного ресурса и обеспечивающего снижение стоимости его последующих ремонтов.The problem solved by the invention is to create the design of the rifled barrel of artillery and rifle systems of increased resource and providing a reduction in the cost of its subsequent repairs.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом нарезном стволе артиллерийско-стрелковых систем, канал которого состоит из нарезной части, заходного конуса и каморы, гладкая часть заходного конуса выполнена в виде сменной втулки, а величина угла при вершине заходного конуса определяется из выраженияThe problem is achieved in that in the proposed threaded barrel of artillery and rifle systems, the channel of which consists of a threaded part, a lead-in cone and a chamber, the smooth part of the lead-in cone is made in the form of a replaceable sleeve, and the angle at the top of the lead-in cone is determined from the expression

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где 2α - угол при вершине заходного конуса канала нарезного ствола;where 2α is the angle at the apex of the entry cone of the rifled barrel channel;

dдн - диаметр канала нарезного ствола по дну нарезов;d days - the diameter of a rifled barrel rifling on the bottom;

Xn - длина гладкой части заходного конуса канала нарезного ствола, прохождение которой обеспечивает боеприпасу при врезании в момент выстрела набор скорости, равной или превышающей скорость вязкопластического течения материала ведущего устройства боеприпаса;X n - the length of the smooth part of the entry cone of the rifled barrel channel, the passage of which provides the ammunition when inserted at the moment of firing a set of speed equal to or greater than the rate of viscoplastic flow of the material of the munition master device;

dву - диаметр ведущего устройства боеприпаса.d WU - diameter of the leading device of the munition.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан предлагаемый нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем, в канале которого размещен боеприпас; на виде A фиг.1 - фрагмент предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, канал которого имеет заходный конус с углом 2α1 при вершине и гладкой частью, выполненной в виде сменной втулки, и фрагмент находящегося в нем корпуса боеприпаса с ведущим устройством; на фиг.2 - фрагмент предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, канал которого имеет заходный конус с углом 2α2 при вершине и гладкой частью, выполненной в виде сменной втулки, и фрагмент находящегося в нем корпуса боеприпаса с ведущим устройством; на фиг.3 - график скорости V(L) боеприпаса при выстреле в канале нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, например, гранаты 30 мм автоматического гранатомета АГ-30; на фиг.4 - динамика износа полей нарезов нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, например, 12,7 мм винтовки ОСВ-96 при использовании патрона с одноэлементной стальной пулей.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the proposed rifled barrel artillery and rifle systems, in the channel of which ammunition is placed; in Fig. A, Fig. 1 is a fragment of the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems, the channel of which has a lead-in cone with an angle of 2α 1 at the apex and a smooth part made in the form of a replaceable sleeve, and a fragment of the munition housing located in it with a lead device; figure 2 is a fragment of the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems, the channel of which has a lead-in cone with an angle of 2α 2 at the apex and a smooth part made in the form of a replaceable sleeve, and a fragment of the munition housing located in it with a lead device; figure 3 is a graph of the velocity V (L) of the ammunition during a shot in the channel of the rifled barrel of artillery-shooting systems, for example, a 30 mm grenade automatic grenade launcher AG-30; figure 4 - the dynamics of the wear of the rifling fields of the rifled barrel of artillery and rifle systems, for example, 12.7 mm OSV-96 rifle when using a cartridge with a single-element steel bullet.

Предлагаемый нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем (фиг.1) имеет канал, который состоит из нарезной части 1, заходного конуса 2, гладкая часть которого выполнена в виде сменной втулки 3, и каморы 4, и в нем размещен боеприпас 5; на виде A фиг.1 показан фрагмент предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, канал которого состоит из нарезной части 1 и заходного конуса 2 с углом 2α1 при вершине (на фрагменте показана ½ этого угла) и состоящего из конических скатов 6 полей нарезов 7, имеющих размер dдн по дну 8, и гладкой части 9, которая выполнена в виде сменной втулки 3, правый торец 10 которой не доходит до начала 11 нарезов 7, и каморы 4, и фрагмент находящегося в канале ствола корпуса 12 боеприпаса 5 с ведущим устройством 13, выполненным, например, из материала корпуса 12 и заедино с ним в виде совокупности чередующихся кольцевых выступов 14, имеющих размер dву1, при перемещении корпуса 12 боеприпаса 5 на расстояние X1 по каналу нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем при врезании в момент выстрела кольцевой выступ 14 ведущего устройства 13 сминается гладкой конической частью 9 сменной втулки 3 до размера dn1; на фиг.2 показан вид A фиг.1 предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, канал которого состоит из нарезной части 1 и заходного конуса 2 с углом 2α2 (2α2>2α1) при вершине (на фрагменте показана ½ этого угла) и состоящего из конических скатов 6 полей нарезов 7, имеющих размер dдн по дну 8, и гладкой части 9, которая выполнена в виде сменной втулки 3, правый торец 10 которой не доходит до начала 11 нарезов 7, каморы 4, и фрагмент, находящегося в канале ствола корпуса 12 боеприпаса 5 с ведущим устройством 13, выполненным, например, из материала корпуса 12 и заедино с ним в виде совокупности чередующихся кольцевых выступов 14, имеющих размер dву2, при перемещении корпуса 12 боеприпаса 5 на расстояние X2=X1 по каналу нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем при врезании в момент выстрела кольцевой выступ 14 ведущего устройства 13 сминается гладкой конической частью 9 сменной втулки 3 и коническим скатом 6 полей нарезов 7 заходного конуса 2 канала предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем до размера dn2; на фиг.3 - график скорости V(L) боеприпаса при выстреле в канале нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, например, гранаты 30 мм автоматического гранатомета АГ-30 (зная скорость вязкопластического течения Vn материала ведущего устройства, по графику скорости боеприпаса V(L) определяется перемещение боеприпаса X по каналу нарезного ствола, при котором его скорость V достигнет или превысит скорость вязкопластического течения Vn материала ведущего устройства); на фиг.4 - динамика износа полей нарезов нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, например, 12,7-мм винтовки ОСВ-96 при использовании патрона с одноэлементной стальной пулей.The proposed rifled barrel of artillery and rifle systems (Fig. 1) has a channel, which consists of a threaded part 1, a lead-in cone 2, the smooth part of which is made in the form of a replaceable sleeve 3, and a chamber 4, and ammunition 5 is placed in it; Fig. A in Fig. 1 shows a fragment of the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems, the channel of which consists of a rifled part 1 and a lead-in cone 2 with an angle of 2α 1 at the apex (½ of this angle is shown on the fragment) and consisting of conical slopes of 6 rifling fields 7 having a size of d days on the bottom 8 and the smooth part 9 which is formed as a removable insert 3, the right end 10 of which does not reach the start 11 of grooves 7 and the chambers 4 and fragment located in the channel body trunk 12 munition 5 leading device 13 made, for example, of material of the housing 12 and combined with it in the form of a set of alternating annular protrusions 14 having a size d wu1 , when the housing 12 of the ammunition 5 is moved at a distance X 1 along the rifled barrel of the artillery and rifle systems when the ring protrusion 14 of the master device 13 is inserted at the time of the shot, it is crushed smooth tapered part 9 of the replaceable sleeve 3 to size d n1 ; figure 2 shows a view A of figure 1 of the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems, the channel of which consists of a rifled part 1 and a lead-in cone 2 with an angle of 2α 2 (2α 2 > 2α 1 ) at the apex (a fragment shows ½ of this angle) and consisting of tapered ramps 6 fields grooves 7 having a size of d days on the bottom 8 and the smooth part 9 which is formed as a removable insert 3, the right end 10 of which does not reach the start 11 of grooves 7, the chambers 4 and fragment located in the channel of the barrel of the housing 12 of the munition 5 with the host device 13, made, for example, of material a housing 12 and integrally with it in the form of a plurality of alternating annular ridges 14 having a size d By2, when moving the housing 12 munition 5 by a distance X 2 = X 1 channel rifled barrel artillery shooting systems for insertion in the moment of firing the annular projection 14 leading device 13 is crumpled by a smooth conical part 9 of the replaceable sleeve 3 and a conical slope 6 of the rifling fields 7 of the entry cone 2 of the channel of the proposed rifled barrel of artillery-shooting systems to size d n2 ; figure 3 is a graph of the velocity V (L) of the munition during a shot in the channel of the rifled barrel of artillery and rifle systems, for example, a 30 mm grenade of an AG-30 automatic grenade launcher (knowing the speed of the viscoplastic flow V n of the material of the host device, according to the graph of the velocity of the munition V ( L) the movement of ammunition X is determined along the rifled barrel channel at which its velocity V will reach or exceed the rate of viscoplastic flow V n of the material of the host device); figure 4 - the dynamics of the wear of the rifling fields of the rifled rifle barrel of artillery and rifle systems, for example, a 12.7 mm OSV-96 rifle when using a cartridge with a single-element steel bullet.

Основной причиной изнашивания контактных поверхностей в начальной стадии движения является схватывание. Исследованиями установлено, что для саморегулирования процесса трения (исключения схватывания) в высоконагруженном контакте достигаются тогда, когда скорость скольжения V превысит скорость вязкопластического течения материала Vn, из которого изготовлено «контртело» (ведущее устройство боеприпаса). Для стали Vnc>17,2 м/сек, для меди Vпм>317 м/сек (максимальные значения, вычисленные для температуры плавления материала) (см. Буше Н.А., Федоров С.В. Состояние и свойства фрикционного контакта металлов в условиях схватывания // Трение и износ. - 1991. Т.12. - №1. - С.46-55). Числовой моделью, связывающей коэффициенты трения с теплофизическими свойствами материалов и геометрическими параметрами контактирующих поверхностей, показано, что при достижении определенных значений скорости и давления в контакте коэффициент трения снижается на порядок и более (см. Эттлс С.М. Влияние тепловых эффектов на трение при высоких скоростях скольжения // Труды американского общества инженеров-механиков. Проблемы трения. М.: Мир. - 1986. - №1. - С.71-79). Аналогичные данные приведены и в других работах (см. Балакин В.А., Перевераева О.В. Проблемы трения и износа на ракетных треках // Трение и износ. - 1991. Т.12 - №5. - С.896-903). Также показано, что для 155 мм гаубицы плавление тонкого поверхностного слоя материала ведущего устройства, а значит и саморегулирование процесса трения в контакте, начинает возникать уже при V≥20 м/сек (см. Montgomery R.S. Surface Melting of Rotating Bands. Wear, Vol.38, 1976, pp.235-243). Создание в контакте «ствол - ведущее устройство боеприпаса» условий для саморегулирования процесса трения, при котором коэффициент трения в этом контакте снижается на порядок и более, позволяет заметно повысит живучесть нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем. В этом случае изнашивание происходит только у ведущего устройства боеприпаса, так как его элементы постоянно находятся в контакте с нарезами канала ствола, а износ элементов нарезов канала ствола незначителен, вследствие того, что они в каждый момент времени при выстреле контактируют с ведущим устройством новым участком своей поверхности.The main reason for the wear of contact surfaces in the initial stage of movement is setting. Studies have established that for self-regulation of the friction process (exclusion of gripping) in a highly loaded contact, they are achieved when the sliding velocity V exceeds the rate of visco-plastic flow of material V n , from which the “counterbody” (munition master device) is made. For steel V nc > 17.2 m / s, for copper V pm > 317 m / s (maximum values calculated for the melting temperature of the material) (see N. Bush, Fedorov S.V. Friction contact condition and properties metals in setting conditions // Friction and wear. - 1991. T.12. - No. 1. - S.46-55). Using a numerical model linking the friction coefficients with the thermophysical properties of materials and the geometric parameters of the contacting surfaces, it is shown that when certain values of speed and pressure in a contact are reached, the friction coefficient decreases by an order of magnitude or more (see Ettls S. M. The effect of thermal effects on friction at high sliding speeds // Transactions of the American Society of Mechanical Engineers. Problems of Friction. M .: Mir. - 1986. - No. 1. - P.71-79). Similar data are given in other works (see Balakin V.A., Pereveraeva O.V. Problems of friction and wear on rocket tracks // Friction and wear. - 1991. V.12 - No. 5. - S.896-903 ) It has also been shown that for a 155 mm howitzer, the melting of a thin surface layer of the material of the master device, and hence the self-regulation of the friction process in contact, begins to occur even at V≥20 m / s (see Montgomery RS Surface Melting of Rotating Bands. Wear, Vol. 38, 1976, pp. 235-243). Creation of conditions for self-regulation of the friction process in the “barrel-munition master device” contact, in which the friction coefficient in this contact decreases by an order of magnitude or more, can significantly increase the survivability of the rifled barrel of artillery-shooting systems. In this case, wear occurs only at the munition master, since its elements are constantly in contact with the grooves of the barrel channel, and the wear of the groove elements of the barrel channel is insignificant due to the fact that they are in contact with the master at each time point with a new section of their surface.

В предлагаемом нарезном стволе артиллерийско-стрелковых систем (фиг.1), канал которого состоит из нарезной части 1 и заходного конуса 2 с углом 2α1 (вид A фиг.1) при вершине и состоящего из конических скатов 6 полей нарезов 7 и гладкой части 9, которая выполнена в виде сменной втулки 3, правый торец 10 которой не доходит до начала 11 нарезов 7, имеющих размер dдн по дну 8, и каморы 4, при врезании в момент выстрела боеприпас 5, состоящий из корпуса 12 с ведущим устройством 13, выполненным, например, из материала корпуса 12 и заедино с ним в виде совокупности чередующихся кольцевых выступов 14, диаметр которых dву1, разгоняется до скорости V1, для создания в контакте «ствол - ведущее устройство боеприпаса» условий для саморегулирования процесса трения необходимо, чтобы эта скорость V1 достигла значения Vn, это происходит на расстоянии X1 (определяется по графику V(L) - фиг.3), при этом кольцевой выступ 14 ведущего устройства 13, смятый гладкой конической частью 9 сменной втулки 3 до размера dn1, будет находиться в гладкой конической части 9 сменной втулки 3 заходного конуса 2 канала предлагаемого нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем, т.е. до начала нарезов 11 (dn1>dдн).In the proposed rifled barrel of artillery and rifle systems (Fig. 1), the channel of which consists of a rifled portion 1 and a lead-in cone 2 with an angle of 2α 1 (view A of Fig. 1) at the apex and consisting of conical slopes 6 of the rifling fields 7 and the smooth part 9, which is formed as a removable insert 3, the right end 10 of which does not reach the start 11 of grooves 7 having a size of d days on the bottom 8 and the chambers 4, for insertion in the moment of firing ammunition 5, consisting of the housing 12 with the driving device 13 made, for example, from the material of the housing 12 and combined with it in the form of a combination of eduyuschihsya annular projections 14, whose diameter d vu1, accelerated to a speed V 1, to create a contact "barrel - the master device munition" conditions for self friction process requires that this velocity V 1 has reached the value V n, it occurs at a distance X 1 (determined by the schedule V (L) - figure 3), while the annular protrusion 14 of the master device 13, wrinkled by the smooth conical part 9 of the replaceable sleeve 3 to size d n1 , will be in the smooth conical part 9 of the replaceable sleeve 3 of the entry cone 2 of the channel proposed rifled barrel artillery rifle systems, i.e. before the start of the rifling 11 (d n1 > d days ).

Если в нарезном стволе артиллерийско-стрелковых систем (фиг.1), канал которого состоит из нарезной части 1 и заходного конуса 2, имеющего угол 2α2 при вершине (фиг.2) и состоящего из конических скатов 6 полей нарезов 7, размер по дну 8 которых - dдн, и гладкой части 9, которая выполнена в виде сменной втулки 3, правый торец 10 которой не доходит до начала 11 нарезов 7, и каморы 4, угол 2α2 при вершине заходного конуса 2 превосходит 2α1 (2α2>2α1) (вид A фиг.1), то в этом случае при врезании в момент выстрела боеприпас 5, состоящий из корпуса 12 с ведущим устройством 13, выполненным, например, из материала корпуса 12 и заедино с ним в виде совокупности чередующихся кольцевых выступов 14, диаметр которых dву2=dву1, разгоняется до скорости V2, для создания в контакте «ствол - ведущее устройство боеприпаса» условий для саморегулирования процесса трения необходимо, чтобы скорость V2 достигла значения Vn, это происходит на расстоянии X2 (определяется по графику V(L) - фиг.3), а так как в этом случае угол 2α2 при вершине заходного конуса канала ствола увеличен, то это приводит к тому, что кольцевой выступ 14 ведущего устройства 13 будет сминаться до размера dn2 не только гладкой конической частью 9 сменной втулки 3, но и коническими скатами 6 полей нарезов 7 заходного конуса 2 канала нарезного ствола (dn2<dдн), т.е. он будет уже находиться за началом 11 нарезов 7 (за пределами сменной втулки 3).If in a rifled barrel of artillery and rifle systems (Fig. 1), the channel of which consists of a rifled part 1 and a lead-in cone 2, having an angle 2α 2 at the apex (Fig. 2) and consisting of conical slopes 6 of the rifling fields 7, the size of the bottom 8 of which are d days , and the smooth part 9, which is made in the form of a replaceable sleeve 3, the right end of which 10 does not reach the beginning of 11 grooves 7, and the chamber 4, the angle 2α 2 at the top of the entry cone 2 exceeds 2α 1 (2α 2 > 2α 1 ) (view A of Fig. 1), then in this case, when cutting ammunition 5 at the time of the shot, consisting of a housing 12 with a master device 13, made, for example, from the material of the hull 12 and connected with it in the form of a set of alternating annular protrusions 14, the diameter of which d w2 = d w1 , is accelerated to a speed of V 2 to create conditions for self-regulation in the “barrel - munition master ammunition” contact the friction process, it is necessary that the speed V 2 reaches the value of V n , this occurs at a distance of X 2 (determined by the schedule V (L) - figure 3), and since in this case the angle 2α 2 at the apex of the entry cone of the bore is increased, this leads to the fact that the annular protrusion 14 of the leading mustache trinity 13 will crumple to size d n2 not only with the smooth conical part 9 of the removable sleeve 3, but also with conical slopes 6 of the rifling fields 7 of the inlet cone 2 of the rifled barrel channel (d n2 <d days ), i.e. it will already be behind the beginning of 11 grooves 7 (outside the removable sleeve 3).

Из вышесказанного следует, что варьируя углом заходной части канала нарезного ствола, т.е. располагая ведущее устройство боеприпаса на определенных расстояниях X от начала нарезной части заходного конуса канала ствола, можно разгонять боеприпас до скоростей, достигающих или превышающих скорость вязкопластического течения материала его ведущего устройства Vn еще в габаритах гладкой части заходного конуса канала ствола, что позволит исключать создание условий для схватывания в контакте «ствол - ведущее устройство боеприпаса» при дальнейшем движении боеприпаса по нарезной части канала ствола, т.е. заметно снизить износ этой, более трудоемкой, части канала нарезного ствола, и, как следствие, создать нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем увеличенного ресурса. Зная зависимость скорости боеприпаса V(L) от пройденного расстояния X по каналу нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем (для каждой системы эта зависимость известна) и задавая 2α и (или) dву, всегда можно получить такое положение боеприпаса X в канале нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем от начала нарезов заходного конуса, которое обеспечит набор скорости V, которая достигнет или превысит значение Vn в гладкой части заходного конуса канала ствола еще до начала конического ската полей нарезов. Например, путь X гранаты со стальным ведущим устройством при врезании в момент выстрела по стволу 30 мм автоматического гранатомета АГ-30 до набора скорости Vn=17,2 м/сек составляет около 2 мм (фиг.3).It follows from the foregoing that by varying the angle of the inlet part of the rifled barrel channel, i.e. having the ammunition master device at certain distances X from the beginning of the threaded portion of the entry cone of the barrel channel, the ammunition can be accelerated to speeds reaching or exceeding the viscoplastic flow rate of the material of its master device V n even in the dimensions of the smooth part of the barrel cone channel entrance, which will exclude the creation of conditions for grasping in the contact "barrel - the leading device of the munition" with the further movement of the munition along the threaded portion of the barrel channel, i.e. significantly reduce the wear of this, more labor-intensive, part of the rifled barrel channel, and, as a result, create a rifled barrel of artillery and rifle systems of increased life. Knowing the dependence of the velocity of the munition V (L) on the distance X traveled through the channel of the rifled barrel of artillery and rifle systems (this dependence is known for each system) and by setting 2α and (or) d wu , you can always get this position of the munition X in the channel of the rifled barrel artillery - shooting systems from the beginning of the rifling of the entry cone, which will provide a set of speed V, which will reach or exceed the value of V n in the smooth part of the entry cone of the barrel channel even before the start of the conical slope of the rifling fields. For example, the path X of a grenade with a steel master when inserting a 30 mm automatic grenade launcher AG-30 at a point of shot along the barrel to a speed set of V n = 17.2 m / s is about 2 mm (Fig. 3).

По известным значениям диаметра канала нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем по дну нареза, величины перемещения ведущего устройства боеприпаса по гладкой части заходного конуса при врезании в момент выстрела и диаметра ведущего устройства боеприпаса, можно спроектировать нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем с углом при вершине заходного конуса, величина которого определяется из выраженияUsing the known values of the diameter of the channel of the rifled barrel of artillery and rifle systems along the bottom of the rifle, the amount of movement of the munition master on the smooth part of the lead-in cone when embedding at the time of the shot and the diameter of the lead of the munition, you can design a rifled barrel of artillery and rifle systems with an angle at the apex of the lead-in cone whose value is determined from the expression

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где 2α - угол при вершине заходного конуса канала нарезного ствола;where 2α is the angle at the apex of the entry cone of the rifled barrel channel;

dдн - диаметр канала нарезного ствола по дну нарезов;d days - the diameter of a rifled barrel rifling on the bottom;

Xn - длина гладкой части заходного конуса канала нарезного ствола, прохождение которой обеспечивает боеприпасу при врезании в момент выстрела набор скорости, равной или превышающей скорость вязкопластического течения материала ведущего устройства боеприпаса;X n - the length of the smooth part of the entry cone of the rifled barrel channel, the passage of which provides the ammunition when inserted at the moment of firing a set of speed equal to or greater than the rate of viscoplastic flow of the material of the munition master device;

dву - диаметр ведущего устройства боеприпаса, и который обеспечит боеприпасу при врезании в момент выстрела набрать скорость V, равную или превышающую скорость Vn вязкопластического течения материала его ведущего устройства еще до начала нарезной части канала ствола (в габаритах сменной втулки), т.е. создаст в контакте «ствол - ведущее устройство боеприпаса» условия для саморегулирования процесса трения, что уменьшит коэффициент трения в этом контакте и, следовательно, увеличит ресурс нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем предлагаемой конструкции.d wu is the diameter of the munition master device, and which will ensure the ammunition when inserted at the time of the shot, gain a speed V equal to or greater than the speed V n of the viscoplastic flow of the material of its master device even before the threaded portion of the barrel channel (in the dimensions of the replaceable sleeve), i.e. . will create conditions for self-regulation of the friction process in the “barrel-munition master” contact, which will reduce the coefficient of friction in this contact and, consequently, increase the life of the rifled barrel of the artillery-shooting systems of the proposed design.

Анализ износа нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем предлагаемой конструкции (фиг.4) позволяет сделать следующие выводы:Analysis of the wear of the rifled barrel of the artillery and rifle systems of the proposed design (figure 4) allows us to draw the following conclusions:

- в дульной и средней частях этого нарезного ствола износ практически отсутствует;- in the muzzle and middle parts of this rifled barrel, wear is practically absent;

- износ начала нарезов мал и носит упорядоченный характер, так как глубина нарезов остается практически неизменной;- the wear of the beginning of the rifling is small and is ordered in nature, since the depth of the rifling remains almost unchanged;

- изношена гладкая часть заходного конуса нарезного ствола.- the smooth part of the lead-in cone of the threaded barrel is worn out.

Износ гладкой части заходного конуса канала нарезного ствола компенсируется тем, что этот участок по сравнению с нарезной частью канала нарезного ствола более простой по форме и не требует высокоточного изготовления, специальной ориентации по совмещению полей и нарезов, обеспечения герметичности стыков и сложной подгонки, вследствие чего он может выполняться как отдельная деталь (сменная втулка), в том числе и из более износостойкого материала, и заменяться еще до того, как начнется износ нарезной части. Операция по замене сменной гладкой втулки простая, не требует специальных знаний и навыков и может выполняться неквалифицированным персоналом и вне заводских условий, что обеспечивает снижение стоимости ремонта нарезного ствола артиллерийско-стрелковых систем предлагаемой конструкции.The wear of the smooth part of the inlet cone of the rifled barrel channel is compensated by the fact that this section, in comparison with the rifled part of the rifled barrel channel, is simpler in shape and does not require high-precision manufacturing, special orientation for combining fields and rifling, ensuring tight joints and difficult fitting, as a result of which it can be performed as a separate part (replaceable sleeve), including from a more wear-resistant material, and can be replaced even before wear of the threaded part begins. The operation of replacing a removable smooth sleeve is simple, does not require special knowledge and skills, and can be performed by unskilled personnel outside the factory environment, which reduces the cost of repairing a rifled barrel of artillery-shooting systems of the proposed design.

Claims (1)

Нарезной ствол артиллерийско-стрелковых систем, канал которого состоит из нарезной части, заходного конуса и каморы, отличающийся тем, что гладкая часть заходного конуса выполнена в виде сменной втулки, а величина угла при вершине заходного конуса определяется из выражения:
Figure 00000003
,
где 2α - угол при вершине заходного конуса канала нарезного ствола;
dдн - диаметр канала нарезного ствола по дну нарезов;
Xn - длина гладкой части заходного конуса канала нарезного ствола;
dву - диаметр ведущего устройства боеприпаса.
A rifled barrel of artillery-shooting systems, the channel of which consists of a rifled part, a lead-in cone and a chamber, characterized in that the smooth part of the lead-in cone is made in the form of a replaceable sleeve, and the angle at the top of the lead-in cone is determined from the expression:
Figure 00000003
,
where 2α is the angle at the apex of the entry cone of the rifled barrel channel;
d days - the diameter of a rifled barrel rifling on the bottom;
X n - the length of the smooth part of the inlet cone of the rifled barrel channel;
d WU - diameter of the leading device of the munition.
RU2013156366/11A 2013-12-18 2013-12-18 Rifled barrel of artillery and small-arm systems RU2549723C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156366/11A RU2549723C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Rifled barrel of artillery and small-arm systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156366/11A RU2549723C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Rifled barrel of artillery and small-arm systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2549723C1 true RU2549723C1 (en) 2015-04-27

Family

ID=53289865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013156366/11A RU2549723C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Rifled barrel of artillery and small-arm systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549723C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU97114157A (en) * 1997-08-19 1999-06-10 Ижевский государственный технический университет AUTOMATIC WEAPON BARREL

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU97114157A (en) * 1997-08-19 1999-06-10 Ижевский государственный технический университет AUTOMATIC WEAPON BARREL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.Б.Широкорад, Бог войны третьего рейха, изд. АСТ, М, 2003, с.407. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8844422B1 (en) Suppressor for reducing the muzzle blast and flash of a firearm
US7861636B1 (en) Muzzle flash suppressor
US20030131751A1 (en) Subsonic and reduced velocity ammunition cartridges
De Rosset et al. Cobalt-base alloy gun barrel study
US11280599B2 (en) Rifled barrel having a rifled and non-rifled portion
WO2019069064A1 (en) Enhanced performance ammunition
US20110290141A1 (en) Subsonic small-caliber ammunition and bullet used in same
RU2549723C1 (en) Rifled barrel of artillery and small-arm systems
RU2479672C1 (en) Method to form coating of internal surface of firearms barrel
RU2457419C1 (en) Creation method of protective antifriction coating on inner surface of barrel channel of small-arms and artillery systems
US20120131836A1 (en) Enhanced life barrel
Banerjee et al. Effect of gun barrel wear on muzzle velocity of a typical artillery shell
Lang et al. Shooter-Experienced Blast Overpressure in. 50-Caliber Rifles.
Hasenbein Wear and erosion in large caliber gun barrels
Jenzen-Jones Chambering the next round
RU2410635C1 (en) Fire arm round bullet
Jedlička et al. Modelling of pressure gradient in the space behind the projectile
US20100282369A1 (en) Noveske rifleworks extreme duty machine gun barrel
RU2691044C1 (en) Metal cartridge case of a hunting gun
Das et al. Science and Engineering of Small Arms
US7197986B1 (en) Composite steel and ceramic gun barrels
RU2389963C2 (en) Barrel to fire rubber bullets
Zelenko et al. Correlation between the wearing process of a sniper rifle barrel and bullet structure
US9279633B2 (en) Multi-caliber weapon
RU139931U1 (en) Artillery shell

Legal Events

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

Effective date: 20171219