RU2558533C1

RU2558533C1 - Artillery shot thrower

Info

Publication number: RU2558533C1
Application number: RU2014122831/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Анатольевна Васина; Владимир Иванович Колотилин; Михаил Евгеньевич Косин; Сергей Михайлович Пестряков
Original assignee: Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-08-10

Abstract

FIELD: weapon and ammunition.

SUBSTANCE: artillery shot thrower contains a case, a rod tube with flammable composition, a weighed portion gunpowder of propellant powder. The rod tube is joined to a case bottom, and its cavity gas-dynamically interconnected with the case cavity. The hinge plate of gunpowder of a propellant powder is placed in the case cavity around the rod tube. Gas-dynamic interconnection of the tube cavity with the case cavity is implemented through the hole on the tube end face opposite to the case bottom in front of which the reflector is located. The reflector sends the products of combustion of the igniter composition towards the propellant powder from the case neck. The rod tube is implemented with the length not shorter than the propellant powder.

EFFECT: shot efficiency improvement.

5 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к конструкциям артиллерийских выстрелов, а конкретно к конструкциям метательных (зарядных) устройств и метательных зарядов (МЗ) артиллерийских выстрелов раздельно-гильзового и унитарного заряжания. Предлагаемая конструкция метательного устройства (МУ) может быть использована в составе современных артиллерийских выстрелов, в том числе с управляемыми снарядами. МУ может также использоваться в стендовых баллистических установках для испытаний изделий.The present invention relates to the design of artillery rounds, and specifically to the design of propelling (charging) devices and propelling charges (MH) of artillery rounds of separate-shell and unitary loading. The proposed design of the throwing device (MU) can be used as part of modern artillery rounds, including with guided projectiles. MU can also be used in bench ballistic installations for testing products.

Известен метательный заряд (Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. Оборонгиз, 1962 г., с. 122, 5 абзац сверху), включающий пороховую навеску заряда и воспламенитель, выполненный в виде плоского мешочка, заполненного дымным ружейным порохом и расположенного в основании заряда (на дне гильзы), т.е. непосредственно над средством инициирования (капсюльной втулкой).Known propellant charge (Serebryakov M.E. Internal ballistics of barrel systems and powder rockets. Oborongiz, 1962, p. 122, paragraph 5 above), including a powder charge of the charge and an igniter made in the form of a flat bag filled with smoky gunpowder and located at the base of the charge (at the bottom of the sleeve), i.e. immediately above the initiator (capsule sleeve).

Как правило, с таким конструктивным исполнением выполняются МЗ, имеющие небольшие веса пороховых навесок и сравнительно малую длину. Такое конструктивное исполнение и расположение воспламенителя относительно пороховой навески заряда непригодно для МЗ большого удлинения и веса, особенно если пороховая навеска выполнена из зерненых порохов. Хаотичное, но в то же время компактное расположение пороховых элементов (зерен) в таких МЗ затрудняет распространение продуктов сгорания воспламенителя по всему объему заряда, что приводит к затяжному выстрелу. Кроме того, срабатывание воспламенителя у дна гильзы приводит к тому, что основная масса пороховой навески заряда под действием давления газов от сгорания воспламенителя и примыкающих к нему слоев пороховой навески, как поршень, устремляется в направлении дна снаряда и ударяет по нему. При этом снаряд испытывает значительные ударные нагрузки, под действием которых могут выходить из строя узлы и элементы снаряда, особенно узлы и элементы точной механики, оптики и электроники, наличие которых в большом количестве характерно для управляемых артиллерийских снарядов. Ударяясь о дно снаряда, пороховые элементы могут разрушаться, особенно при отрицательных температурах, что приводит к нестабильности внутрибаллистических характеристик (ВБХ), возможным забросам давления в каморе орудия, повышенным нагрузкам, воздействущим на гильзу, снаряд и узлы орудия.As a rule, with such a design, MZs are performed having small weight of the powder hinges and a relatively short length. Such a design and location of the igniter relative to the powder charge is not suitable for MH of great elongation and weight, especially if the powder is made of granular gunpowder. The chaotic, but at the same time compact arrangement of powder elements (grains) in such MZ makes it difficult to distribute the products of combustion of the igniter throughout the entire charge volume, which leads to a protracted shot. In addition, the operation of the igniter at the bottom of the liner leads to the fact that the bulk of the powder charge of the charge under the influence of gas pressure from the combustion of the igniter and adjacent layers of the powder charge, like a piston, rushes in the direction of the bottom of the projectile and hits it. At the same time, the projectile experiences significant shock loads, under the influence of which components and elements of the projectile, especially components and elements of precision mechanics, optics and electronics, which are present in large numbers for guided artillery shells, can fail. When hitting the bottom of the projectile, the powder elements can be destroyed, especially at low temperatures, which leads to instability of the ballistic characteristics (VBH), possible pressure overburden in the gun’s chamber, increased loads acting on the shell, shell, and gun assemblies.

Известен также заряд к артиллерийскому орудию (патент РФ №2100754, заявка №96110931 от 30.05.1996 г., МПК⁶ F42B 5/02), содержащий гильзу, стержневую перфорированную трубку с воспламенительным составом, скрепленную с дном гильзы, и навеску пороха метательного заряда, размещенную вокруг трубки. При этом стержневая трубка выполнена длиной, равной 0,62…0,76 длины гильзы. В частном исполнении отверстия трубки могут быть выполнены с одинаковым диаметром, равным 0,23…0,28 внутреннего диаметра трубки.Also known is a charge for an artillery gun (RF patent No. 2100754, application No. 96110931 dated 05/30/1996, IPC ⁶ F42B 5/02) containing a sleeve, a rod perforated tube with an ignition composition, bonded to the bottom of the sleeve, and a weight of propellant powder placed around the tube. In this case, the core tube is made with a length equal to 0.62 ... 0.76 of the length of the sleeve. In a private embodiment, the tube holes can be made with the same diameter equal to 0.23 ... 0.28 of the inner diameter of the tube.

Конструкция данного заряда со стержневой перфорированной трубкой, по сравнению с вышерассмотренной, более равномерно по объему воспламеняет пороховую навеску метательного заряда. Однако газодинамическое воздействие продуктов сгорания воспламенителя через перфорированные отверстия трубки на пороховые элементы заряда может приводить к их неконтролируемому разрушению (пороховые элементы в виде зерен или трубок как бы разрезаются или разбиваются газовыми резаками радиальных струй, истекающих из отверстий перфорации), особенно при отрицательных температурах заряда, когда его пороховые элементы становятся хрупкими. Это приводит к существенным разбросам ВБХ выстрела (давление в каморе сгорания, скорость снаряда) с такой конструкцией МЗ.The design of this charge with a rod perforated tube, in comparison with the above, ignites the powder suspension of the propellant charge more uniformly in volume. However, the gas-dynamic effect of the products of ignition of the igniter through the perforated openings of the tube on the powder charge elements can lead to their uncontrolled destruction (powder elements in the form of grains or tubes seem to be cut or broken by gas cutters of radial jets flowing from the perforation holes), especially at negative charge temperatures, when its powder elements become brittle. This leads to significant scatter of the VBH of the shot (pressure in the combustion chamber, projectile velocity) with such a MZ design.

Неконтролируемо возникающие забросы (выскоки) давления в каморе сгорания отрицательно сказываются на прочности гильзы, снаряда (особенно управляемого) и орудия. Кроме того, интенсивное воспламенение пороховых элементов метательного заряда с возможностью их разрушения через перфорацию трубки приводит к резкому градиенту нарастания давления, способствующему образованию волновых процессов в каморе сгорания, что также отрицательно сказывается на прочностных характеристиках гильзы, снаряда, орудия. Волновые процессы в каморе орудия приводят к распространению по снаряду продольных волн сжатия и растяжения (виброколебаний), которые также отрицательно сказываются на прочности снаряда и его элементов. Для обеспечения прочности гильзы, снаряда и орудия при возможных выскоках (забросах) давления необходимо либо наращивать толщину их стенок, либо уменьшать массу навески МЗ, что снижает эффективность выстрела и утяжеляет орудие.Uncontrollably occurring pressure spikes (spikes) in the combustion chamber adversely affect the strength of the liner, shell (especially guided) and guns. In addition, the intense ignition of the propellant elements of the propellant charge with the possibility of their destruction through the perforation of the tube leads to a sharp gradient of pressure increase, which contributes to the formation of wave processes in the combustion chamber, which also negatively affects the strength characteristics of the liner, shell, and gun. The wave processes in the gun’s chamber lead to the propagation of longitudinal compression and extension waves (vibrations) along the projectile, which also adversely affect the strength of the projectile and its elements. To ensure the strength of the liner, projectile and gun at possible pressure spikes (casts), it is necessary either to increase the thickness of their walls or to reduce the mass of the MZ sample, which reduces the effectiveness of the shot and makes the gun heavier.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности артиллерийского выстрела с данным метательным устройством за счет поднятия стабильности внутрибаллистических характеристик, а также исключения образования волновых процессов и забросов давления в каморе сгорания орудия при срабатывании метательного устройства.The task to which the invention is directed is to increase the effectiveness of an artillery shot with this throwing device by increasing the stability of ballistic characteristics, as well as eliminating the formation of wave processes and pressure surges in the gun’s combustion chamber when the throwing device is triggered.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном метательном устройстве артиллерийского выстрела, содержащем гильзу, стержневую трубку с воспламенительным составом, скрепленную с дном гильзы и полость которой газодинамически связана с полостью гильзы, навеску пороха метательного заряда, размещенную в полости гильзы вокруг стержневой трубки, в котором газодинамическая связь полости трубки с полостью гильзы выполнена через отверстие на торце трубки, противоположном дну гильзы, напротив которого расположен отражатель, обеспечивающий направление продуктов сгорания воспламенительного состава на метательный заряд со стороны дульца гильзы, при этом стержневая трубка выполнена длиной не менее длины метательного заряда. Отражатель, обеспечивающий направление продуктов сгорания воспламенительного состава на метательный заряд, может быть закреплен на стержневой трубке и может быть выполнен в виде стакана, закрытого крышкой и в дне которого выполнены центральное и радиально и симметрично разнесенные относительно него отверстия, при этом дно снабжено элементом крепления на стержневой трубке, выполненным в виде полого цилиндрического резьбового хвостовика, соосного центральному отверстию. Дно стакана может быть выполнено коническим, выступающим наружу. Кроме того, отражатель продуктов сгорания воспламенительного состава может быть закреплен на дне снаряда.The solution of this problem is achieved by the fact that in the known artillery projectile throwing device containing a sleeve, a rod tube with an igniter composition, fastened to the bottom of the sleeve and the cavity of which is gasdynamically connected with the cavity of the sleeve, a sample of propellant charge placed in the cavity of the sleeve around the core tube, in wherein the gas-dynamic connection of the tube cavity with the sleeve cavity is made through an opening at the end of the tube opposite the bottom of the sleeve, opposite which a reflector is located, printing direction of the combustion products of the igniter composition to the propellant charge from the side of the barrel barrel, while the core tube is made not less than the length of the propellant charge. The reflector, providing the direction of the products of combustion of the igniter composition to the propellant charge, can be mounted on the rod tube and can be made in the form of a glass, closed by a lid and in the bottom of which there are central and radially and symmetrically spaced openings relative to it, while the bottom is equipped with an attachment element for a rod tube made in the form of a hollow cylindrical threaded shank, coaxial to the Central hole. The bottom of the glass can be made conical, protruding outward. In addition, the reflector of the combustion products of the igniter composition can be fixed at the bottom of the projectile.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами. На Фиг. 1 схематично изображено МУ, выполненное в соответствии с п. 2 формулы изобретения.The invention is illustrated in graphic materials. In FIG. 1 schematically shows the MU, made in accordance with paragraph 2 of the claims.

На Фиг. 2 схематично изображено МУ, выполненное в соответствии п. 3 формулы изобретения.In FIG. 2 schematically shows the MU made in accordance with paragraph 3 of the claims.

На Фиг. 3 схематично изображено МУ, выполненное в соответствии с п. 4 формулы изобретения.In FIG. 3 schematically shows the MU, made in accordance with paragraph 4 of the claims.

На Фиг. 4 схематично изображено МУ, выполненное в соответствии с п. 5 формулы изобретения.In FIG. 4 schematically shows the MU made in accordance with paragraph 5 of the claims.

Метательное устройство артиллерийского выстрела, схематично изображенное на Фиг. 1, включает гильзу 1, стержневую трубку 2 с воспламенительным составом 3, скрепленную с дном 4 гильзы 1 с помощью, например, резьбовой втулки 5. Навеска пороха метательного заряда 6 размещена в полости гильзы 1 вокруг стержневой трубки 2 (навеска пороха МЗ 6 может быть размещена в картузе либо непосредственно в гильзе - для выстрелов унитарного заряжания). Длина стержневой трубки выполнена не менее длины метательного заряда. Трубка 2 выполнена сплошной, без перфорации. Газодинамическая связь полости трубки с полостью гильзы выполнена через выходное отверстие 7 на торце трубки, противоположном дну 4 гильзы, напротив которого расположен отражатель 8, направляющий продукты сгорания воспламенительного состава на метательный заряд 6 со стороны дульца 9 гильзы 1. Признак «отражатель» представлен как функциональный, т.к. важно не его конструктивное исполнение, а выполняемая им функция - направление продуктов сгорания воспламенительного состава на метательный заряд со стороны дульца гильзы. В рассматриваемом случае отражатель 8 прикреплен (приварен) к пилонам 10 резьбовой втулки 11, с помощью которой закреплен на трубке 2. Диаметр и конфигурация отражателя 8 конструктивно выбираются так, чтобы надежно воспламенить МЗ 6 со стороны дульца 9 и в то же время обеспечить при этом прочность отражателя 8, трубки 2, мест их крепления и выход продуктов сгорания метательного заряда через кольцевое сечение между отражателем 8 и гильзой 1.An artillery throwing device, schematically depicted in FIG. 1 includes a sleeve 1, a rod tube 2 with an ignition composition 3, fastened to the bottom 4 of the sleeve 1 using, for example, a threaded sleeve 5. A sample of propellant charge 6 is placed in the cavity of the sleeve 1 around the rod tube 2 (a sample of gunpowder MZ 6 can be placed in the cap or directly in the sleeve - for unitary loading shots). The length of the core tube is not less than the length of the propelling charge. The tube 2 is made continuous, without perforation. The gasdynamic connection of the tube cavity with the sleeve cavity is made through the outlet 7 at the end of the tube opposite the bottom 4 of the sleeve, opposite which there is a reflector 8, directing the products of combustion of the ignition composition to the propellant charge 6 from the side of the barrel 9 of the sleeve 1. The sign “reflector” is presented as functional because what matters is not its design, but the function it performs - directing the combustion products of the igniter composition to the propellant charge from the side of the barrel barrel. In this case, the reflector 8 is attached (welded) to the pylons 10 of the threaded sleeve 11, with which it is mounted on the tube 2. The diameter and configuration of the reflector 8 are structurally selected so as to reliably ignite the MOH 6 from the side of the barrel 9 and at the same time ensure the strength of the reflector 8, tube 2, their attachment points and the output of the products of combustion of the propellant charge through the annular section between the reflector 8 and the sleeve 1.

Отражатель, направляющий продукты сгорания воспламенительного состава на МЗ 6, в соответствии с Фиг. 2 и п. 3 формулы изобретения может быть выполнен в виде стакана 12, закрытого крышкой 13. В дне 14 стакана 12 выполнены центральное отверстие 15 и радиально разнесенные относительно него отверстия 16, равномерно и симметрично относительно продольной оси стакана распределенные по дну 14. Крышка 13 для более плавного разворота продуктов сгорания воспламенительного состава и направления их на МЗ 6 может иметь рассекатель 17 профилированной формы. Дно 14 снабжено полым, цилиндрическим, резьбовым хвостовиком 18 для закрепления отражателя на стержневой трубке.A reflector directing the products of combustion of the igniter composition to the MOH 6, in accordance with FIG. 2 and claim 3 of the claims can be made in the form of a glass 12, closed by a cover 13. In the bottom 14 of the glass 12 there is a central hole 15 and holes 16 radially spaced apart from it, uniformly and symmetrically with respect to the longitudinal axis of the glass distributed along the bottom 14. Cover 13 for a smoother reversal of the products of combustion of the igniter composition and their direction to the MOH 6 may have a divider 17 profiled shape. The bottom 14 is provided with a hollow, cylindrical, threaded shank 18 for fixing the reflector to the core tube.

В соответствии с Фиг. 3 и п. 4 формулы изобретения дно 14 стакана 12 может быть выполнено коническим, выступающим наружу. Выполнение дна 14 коническим и выступающим наружу улучшает обтекание отражателя продуктами сгорания МЗ 6 и тем самым снижает их газодинамическое воздействие на отражатель.In accordance with FIG. 3 and claim 4 of the claims, the bottom 14 of the glass 12 may be conical, protruding outward. The execution of the bottom 14 with a conical and protruding outward improves the flow around the reflector with the MZ 6 combustion products and thereby reduces their gas-dynamic effect on the reflector.

Капсюльная втулка (инициатор) обозначена позицией 19, сгораемый пыж, выполненный, например, из нитропленки, обозначен позицией 20. Для герметизации метательного устройства служит крышка 21, снимаемая перед выстрелом. Крышка 21 используется в выстрелах раздельно-гильзового заряжания и не используется в унитарных выстрелах.The capsule sleeve (initiator) is indicated by 19, a combustible wad made, for example, of nitro film, is indicated by 20. To seal the propelling device, cover 21 is removed before firing. Cover 21 is used in shots of separate-case loading and is not used in unitary shots.

Снаряд 22, на дне которого в соответствии с п. 5 формулы может быть закреплен отражатель 8, показан на Фиг. 4.The projectile 22, at the bottom of which a reflector 8 can be fixed in accordance with paragraph 5 of the formula, is shown in FIG. four.

Работа метательного устройства осуществляется следующим образом. Перед заряжанием МУ снимается крышка 21, МУ досылается в камору ствола 23, закрывается затвор орудия и производится срабатывание ударно-спускового механизма. Под действием удара бойка срабатывает капсюльная втулка 19, от форса которой инициируется воспламенительный состав 3. Продукты сгорания воспламенительного состава разрушают (прожигают) сгораемый пыж 20 и через выходное отверстие 7 попадают на отражатель 8, с помощью которого разворачиваются и направляются на торец метательного заряда 6 со стороны дульца 9 гильзы 1. При этом продукты сгорания воспламенительного состава, попадая на отражатель 8, разворачиваясь и отражаясь от него, теряют часть кинетической энергии и воздействуют ослабленным потоком па заряд 6 без разрушения его элементов. Под действием продуктов сгорания воспламенительного состава воспламеняются первые (верхние) слои МЗ 6, от которых воспламенение поочередно передается следующим слоям в глубину заряда до дна гильзы. Давлением продуктов сгорания воспламенительного состава и первых слоев МЗ 6 последующие слои навески, выполненной, например, из мелкозернистых порохов, уплотняются, прижимаются к дну гильзы, и по мере роста давления интенсивность воспламенения последующих слоев возрастает. Воспламенение пороховой навески происходит послойно, плавно в начальный момент, но в то же время с возрастающей интенсивностью. Такое воспламенение снижает градиент нарастания давления и исключает образование волновых процессов в каморе орудия и продольных виброколебаний в снаряде. После превышения давлением в каморе орудия давления форсирования, снаряд 22 начинает ускоряться по стволу 23. При этом воспламенение и сгорание пороховых элементов в основном происходит в объеме гильзы 1, без их разрушения и разброса по объему каморы орудия. Тем самым повышается стабильность ВБХ выстрела с данным МУ.The operation of the throwing device is as follows. Before loading the MU, the cover 21 is removed, the MU is sent to the barrel 23 chamber, the gun shutter is closed, and the trigger mechanism is activated. Under the action of the impact of the striker, the capsule sleeve 19 is triggered, from the force of which the igniter composition 3 is initiated. The products of combustion of the ignition composition destroy (burn) the combustible wad 20 and through the outlet 7 enter the reflector 8, with the help of which they are turned and sent to the end of the propellant charge 6 sec the sides of the barrel of the sleeve 9 of the sleeve 1. In this case, the products of combustion of the igniter composition, falling on the reflector 8, turning around and reflecting from it, lose part of the kinetic energy and act by weakened an outflow pa charge 6 without destroying its elements. Under the action of combustion products of the igniter composition, the first (upper) layers of MOH 6 are ignited, from which the ignition is alternately transmitted to the following layers to the depth of charge to the bottom of the sleeve. By the pressure of the products of combustion of the igniter composition and the first layers of MOH 6, the subsequent layers of the sample, made of, for example, fine-grained gunpowder, are compressed, pressed to the bottom of the sleeve, and as the pressure increases, the ignition intensity of the subsequent layers increases. The ignition of the powder sample occurs in layers, smoothly at the initial moment, but at the same time with increasing intensity. Such ignition reduces the gradient of pressure buildup and eliminates the formation of wave processes in the gun’s chamber and longitudinal vibrations in the projectile. After the pressure in the chamber of the gun exceeds the pressure of forcing, the projectile 22 begins to accelerate along the barrel 23. In this case, the ignition and combustion of the powder elements mainly occurs in the volume of the sleeve 1, without their destruction and dispersion in the volume of the chamber of the gun. This increases the stability of the VBH shot with the given MU.

Работа метательных устройств другого конструктивного исполнения, схематично изображенных на Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4, осуществляется аналогичным образом.Operation of propelling devices of another design, schematically depicted in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 is carried out in a similar manner.

Таким образом, предложенное метательное устройство артиллерийского выстрела позволяет повысить эффективность артиллерийского выстрела за счет поднятия стабильности внутрибаллистических характеристик, а также исключения образования волновых процессов и забросов давления в каморе орудия.Thus, the proposed artillery projectile throwing device allows to increase the effectiveness of an artillery shot by increasing the stability of ballistic characteristics, as well as eliminating the formation of wave processes and pressure overburden in the gun’s chamber.

Claims

1. Throwing device of an artillery shot containing a sleeve, a rod tube with an igniter composition, bonded to the bottom of the sleeve and the cavity of which is gasdynamically connected to the cavity of the sleeve, a sample of propellant charge powder placed in the cavity of the sleeve around the core tube, characterized in that the gasdynamic connection of the tube cavity with the cavity of the sleeve is made through a hole on the end of the tube opposite the bottom of the sleeve, opposite which is a reflector, providing direction of the combustion products lamellar composition for the propellant charge from the side of the barrel muzzle, while the core tube is made with a length not less than the length of the propellant charge.

2. Throwing device according to claim 1, characterized in that the reflector is mounted on a rod tube.

3. Throwing device according to claim 2, characterized in that the reflector is made in the form of a glass, closed by a lid and in the bottom of which there are central and radially and symmetrically spaced openings relative to it, while the bottom is equipped with a fastening element on the core tube made in the form of a hollow cylindrical threaded shank, coaxial to the Central hole.

4. Throwing device according to p. 3, characterized in that the bottom of the glass is made conical, protruding outward.

5. Throwing device according to claim 1, characterized in that the reflector is fixed at the bottom of the projectile.