RU2766237C1

RU2766237C1 - Muzzle brake for artillery

Info

Publication number: RU2766237C1
Application number: RU2021118086A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Семенов; Илья Игоревич Привалов; Рустам Кайратович Телепкалиев
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-02-10

Abstract

FIELD: weaponry.SUBSTANCE: muzzle brake contains a body in the form of a truncated ellipsoid with expansion chambers with windows and a central channel, divided inside by load-bearing partitions into four equal sectors. From the muzzle, four symmetrical expansion chambers with windows are successively formed and equipped with front vertical walls, the inner working surfaces of which have an arcuate cross-section. Expansion chambers pass into annular channels open in the direction of firing, each subsequent front wall has a smaller radius than the previous one, and their height is proportionally reduced to the front wall of the body.EFFECT: increasing the rigidity of the muzzle brake structure, increasing the braking force of the recoil, reducing the effect of gases and shock loads on the calculation of an artillery gun.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружения, а именно к дульным тормозам артиллерийских орудий.The invention relates to the field of weapons, namely the muzzle brakes of artillery pieces.

Известно устройство дульного тормоза самоходной артиллерийской установки «Мста-С» (Г.Л. Холявский, «Энциклопедия бронетехники гусеничных боевых машин 1919-2000 гг., «Харвест», 2001 г., стр. 199-204), закрепленное на дульной части орудийного ствола с винтовой нарезкой. Дульный тормоз содержит камеру, составленную, по крайней мере, из трех последовательно расположенных на продольной оси отсеков. В каждом отсеке в центральной части поперечной перегородки выполнено отверстие, а в боковых стенках выполнены окна так, что их проходные каналы расположены наклонно, под углом к продольной оси канала ствола орудия. В период последствия выстрела движущийся снаряд проходит через центральное отверстие в перегородке и перекрывает его. Истекаемые за ним пороховые газы при большом давлении и скорости, встречая в осевом направлении перегородку отсека, расширяясь в объеме, начинают движение в сторону с последующим выходом через проходные каналы в атмосферу. В результате газы действуют в обратном направлении, уменьшая реактивную силу движения ствола орудия. При выходе снаряда из последнего отсека центральное отверстие в поперечной перегородке остается открытым для выхода остатков пороховых газов, но их ослабленный динамический импульс продолжает образовывать реактивную силу и влиять на действие откатных устройств орудийного ствола.A device is known for the muzzle brake of the Msta-S self-propelled artillery mount (G.L. Kholyavsky, Encyclopedia of armored vehicles of tracked combat vehicles 1919-2000, Harvest, 2001, pp. 199-204), fixed on the muzzle gun barrel with a screw thread. The muzzle brake contains a chamber composed of at least three compartments arranged in series on the longitudinal axis. In each compartment, a hole is made in the central part of the transverse partition, and windows are made in the side walls so that their passage channels are located obliquely, at an angle to the longitudinal axis of the gun barrel channel. During the aftermath of the shot, the moving projectile passes through the central hole in the baffle and closes it. The powder gases flowing out behind it at high pressure and speed, meeting the partition wall of the compartment in the axial direction, expanding in volume, begin to move to the side, followed by exit through the passage channels into the atmosphere. As a result, the gases act in the opposite direction, reducing the reactive force of the movement of the gun barrel. When the projectile exits the last compartment, the central hole in the transverse partition remains open for the release of powder gases, but their weakened dynamic impulse continues to generate a reactive force and affect the action of the gun barrel recoil devices.

Недостатком данной конструкции дульного тормоза является динамическое воздействие пороховых газов после выстрела. Это связано с тем, что истекающие через центральное отверстие пороховые газы, существенно влияют на откатные части орудийного ствола и его силовые элементы крепления, и, как следствие, требуется время на восстановление наводки.The disadvantage of this design of the muzzle brake is the dynamic effect of powder gases after the shot. This is due to the fact that the powder gases flowing through the central hole significantly affect the recoil parts of the gun barrel and its power fasteners, and, as a result, it takes time to restore the pickup.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является дульный тормоз содержащий корпус в виде центральной части для установки на дульный срез ствола с отверстием для вылета снаряда и периферийную часть с цилиндрической либо конической наружной поверхностью. Центральная часть корпуса соединяется с периферийной перемычками с образованием сквозных каналов для выпуска пороховых газов. На переднем торце внутренней полости периферийной части дульного тормоза выполнена торообразная поверхность, на торце центральной части корпуса выполнена поверхность сложной, обтекаемой формы, например, в виде сферической поверхности. Достигается упрощение конструкции дульного тормоза, снижение веса, повышение эффективности гашения отдачи. 2 ил. (Патент RU 2627901 C1 МПК F41A 21/32, опубл. 14.08.2017).Closest to the proposed invention in terms of essential features is a muzzle brake containing a housing in the form of a central part for installation on the muzzle of the barrel with a hole for projectile departure and a peripheral part with a cylindrical or conical outer surface. The central part of the body is connected to the peripheral part with the formation of through channels for the release of powder gases. At the front end of the inner cavity of the peripheral part of the muzzle brake, a torus-shaped surface is made, at the end of the central part of the body, a surface of a complex, streamlined shape is made, for example, in the form of a spherical surface. EFFECT: simplification of the design of the muzzle brake, weight reduction, increase in the efficiency of recoil damping. 2 ill. (Patent RU 2627901 C1 IPC F41A 21/32, published on August 14, 2017).

Недостатком является давление газов и сильный звук действующий в сторону расчета, затрудняет их работу скорость перезаряжания орудия.The disadvantage is the gas pressure and a strong sound acting in the direction of the calculation, which makes it difficult for them to work, the speed of reloading the gun.

Предлагаемое изобретение направлено на уменьшение давления газов и ударной звуковой нагрузки на расчет, повышение жесткости конструкции дульного тормоза, повышение усилия торможения отката.The present invention is aimed at reducing gas pressure and shock sound load on the calculation, increasing the rigidity of the muzzle brake, increasing the recoil braking force.

Это достигается тем, что корпус дульного тормоза представляет собой литую конструкцию параболической формы в сечении поделенной внутри несущими перегородками на четыре сектора. В секторах от дульного среза последовательно установлены четыре симметричных расширительных камеры с окнами, имеющие впереди передние вертикальные стенки, переходящие в ветвь параболы и задней поверхностью параболической формы, образующие расширительные камеры, которые соединяются с открытым кольцевым каналом направленным в сторону вылета снаряда. Таких полостей может быть несколько, расположенных в корпусе по оси канала ствола орудия. Такое устройство рассеивает давление и звуковую волну, сконцентрированных в канале ствола.This is achieved by the fact that the body of the muzzle brake is a cast structure of a parabolic shape in cross section divided into four sectors by load-bearing partitions. In the sectors from the muzzle, four symmetrical expansion chambers with windows are installed in series, having in front of the front vertical walls turning into a parabola branch and a rear surface of a parabolic shape, forming expansion chambers, which are connected to an open annular channel directed towards the exit of the projectile. There may be several such cavities, located in the body along the axis of the gun bore. Such a device dissipates the pressure and sound wave concentrated in the bore.

Силовая нагрузка увеличивается тем, что первое окно имеет разгонную камеру для порохового газа, где он из-за днища снаряда поступает в разгонную камеру, ударяется в вертикальную переднюю поверхность первой полости, что создает импульс силы направленной против движения откатных частей. Затем газы через кольцевой канал выбрасываются в сторону направления стрельбы с радиусом r_кдт>r_кс большим чем радиус канала ствола, рассеивая энергию пороховых газов. Учитывая, что дульный тормоз содержит несколько камер с окнами для выхода пороховых газов, имеющих вертикальную поверхность принимающую ударную нагрузку газов и с радиусом r_кдт разной величины, но больше r_кс радиуса канала ствола, то и суммарный импульс силы будет складываться от импульса силы каждой ступени дульного тормоза. Эффективность рассеивания газов будет зависеть от количества кольцевых каналов выхода газов. Дугообразная форма передних стенок состоящая из четырех секторов позволяет увеличить на них импульс силового воздействия пороховых газов. Так как дульный тормоз имеет литую форму, соответственно обладает более прочной конструкцией. А направленный в сторону стрельбы рассеянный выпуск газов из канала ствола значительно уменьшает газовую и звуковую нагрузку на артиллерийский расчет, обеспечивая им беспрепятственную работу.The force load is increased by the fact that the first window has an accelerating chamber for powder gas, where it enters the accelerating chamber from the bottom of the projectile, hits the vertical front surface of the first cavity, which creates an impulse of force directed against the movement of the recoil parts. Then the gases are ejected through the annular channel towards the direction of fire with a radius r _kdt >r _ks greater than the radius of the bore, dissipating the energy of the powder gases. Considering that the muzzle brake contains several chambers with windows for the exit of powder gases, which have a vertical surface that receives the shock load of gases and with a radius r _cdt of different sizes, but more than r _ks of the radius of the bore, then the total impulse of force will add up from the impulse of force of each stage muzzle brake. The efficiency of gas dispersion will depend on the number of annular gas outlet channels. The arcuate shape of the front walls, consisting of four sectors, allows you to increase the impulse of the force of powder gases on them. Since the muzzle brake is cast, it has a correspondingly more durable design. And the scattered release of gases from the bore directed towards the firing direction significantly reduces the gas and sound load on the artillery crew, providing them with unhindered work.

На фиг. 1 схематично изображен вид с дульной части, на фиг.2 - боковой разрез дульного тормоза артиллерийского орудия.In FIG. 1 schematically shows a view from the muzzle, figure 2 - side section of the muzzle brake of an artillery gun.

Дульный тормоз содержит корпус 1, имеющий расширительные камеры 2, 3, 4, 5 с окнами 6, 7, 8, 9 и центральным каналом 10, отличающийся тем, что корпус 1 имеет форму усеченного эллипсоида разделенного внутри несущими перегородками 11, 12, 13, 14 на четыре равных сектора, в которых от дульного среза последовательно установлены симметричные четыре расширительные камеры 2, 3, 4, 5 с окнами 6, 7, 8, 9, снабженные передними вертикальными стенками 15, 16, 17, 18, внутренние рабочие поверхности которых в разрезе имеют дугообразную форму, образуя расширительные камеры 2, 3, 4, 5 переходящие в открытые в сторону стрельбы кольцевые каналы 19, 20, 21, 22, каждая последующая передняя стенка имеет меньший радиус, чем предыдущая, а их высота пропорционально уменьшается к передней стенке корпуса.The muzzle brake contains a housing 1 having expansion chambers 2, 3, 4, 5 with windows 6, 7, 8, 9 and a central channel 10, characterized in that the housing 1 has the shape of a truncated ellipsoid divided inside by bearing partitions 11, 12, 13, 14 into four equal sectors, in which symmetrical four expansion chambers 2, 3, 4, 5 with windows 6, 7, 8, 9 are sequentially installed from the muzzle, equipped with front vertical walls 15, 16, 17, 18, the inner working surfaces of which in section they have an arcuate shape, forming expansion chambers 2, 3, 4, 5 passing into annular channels 19, 20, 21, 22 open in the firing direction, each subsequent front wall has a smaller radius than the previous one, and their height decreases proportionally to the front case wall.

Работает устройство следующим образом. При выстреле снаряд под давлением пороховых газов двигается по каналу ствола. Как только днище снаряда откроет сквозные окна 6 на вертикальных боковых поверхностях скачкообразно под высоким давлением в расширительные камеры 2, 3, 4, 5 поступают газы, представляющего собой ударную волну. Вектор ударной волны направлен на передние вертикальные стенки 15, 16, 17, 18 расширительных камер. На этих перегородках последовательно формируется высокое удельное давление и перенаправление вектора волны за счет того, что поверхность стенки этой перегородки выполнена полутороидальной формы. По закону Паскаля в замкнутой полости давление газа во все стороны одинаково, поэтому газовый поток перенаправляется в расширительные камеры 2, 3, 4, 5, расположенные за дульным срезом орудия. Объем этой камеры примерно занимает более 50% от общего объема внутренней полости дульного тормоза. В связи с этим отток газов из ствола снижает первичное давление на выходе через дульный срез. Ударная нагрузка на вертикальные передние стенки уменьшает скорость отката. Рассеивание газов через кольцевые каналы в сторону стрельбы значительно снижает давление газов и ударную звуковую нагрузку на боевой расчет.The device works as follows. When fired, the projectile moves under the pressure of powder gases along the bore. As soon as the bottom of the projectile opens the through windows 6 on the vertical side surfaces, gases, which are a shock wave, enter the expansion chambers 2, 3, 4, 5 abruptly under high pressure. The shock wave vector is directed to the front vertical walls 15, 16, 17, 18 of the expansion chambers. High specific pressure and redirection of the wave vector are consistently formed on these partitions due to the fact that the surface of the wall of this partition is made of a semi-toroidal shape. According to Pascal's law, in a closed cavity, the gas pressure is the same in all directions, so the gas flow is redirected to the expansion chambers 2, 3, 4, 5, located behind the muzzle of the gun. The volume of this chamber approximately occupies more than 50% of the total volume of the internal cavity of the muzzle brake. In this regard, the outflow of gases from the barrel reduces the primary pressure at the outlet through the muzzle. Impact load on the vertical front walls reduces rollback speed. Dissipation of gases through the annular channels in the direction of firing significantly reduces the pressure of gases and shock sound load on the combat crew.

Claims

The muzzle brake contains a body having expansion chambers with windows and a central channel, characterized in that the body has the shape of a truncated ellipsoid, divided inside by load-bearing partitions into four equal sectors, in which four symmetrical expansion chambers with windows are successively installed from the muzzle, provided with front vertical walls, the inner working surfaces of which in the section are arcuate, forming expansion chambers passing into annular channels open in the direction of firing, each subsequent front wall has a smaller radius than the previous one, and their height decreases proportionally to the front wall of the body.